PLC控制系统设计注意事项

PLC控制系统设计注意事项

电子报/2006年/12月/31日/第013版

资料（开发）

PLC控制系统设计注意事项

河南 郜振国 孟国光

在现代工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置，例如电机的启停，电磁阀的开闭，产量的计数，温度、压力、流量的设定与控制等，均采用可编程序控制器(PLC)。本文阐述PLC控制系统设计的一些注意事项。

一、选型

1.系统规模 首先应确定是用PLC单机还是用PLC形成网络，由此计算出PLC输入、输出点数，并且要留有一定余量(10%)。

2.确定负载类型 根据PLC输出端所带的负载是直流还是交流型、是大电流还是小电流，以及PM输出点动作的频率和负载的性质(电感性、电阻性)等，确定PLC输出端的类型是采用继电器输出还是晶体管输出，或晶闸管输出。

3.存储容量与速度 一般存储容量越大、速度越快的PLC价格就越高，应根据系统的大小合理选用PLC产品。

4.编程器的选购 PLC编程可采用三种方式：

一般手持编程器只能用商家规定语句表中的语句编程，效率低，适用于系统容量小，用量小的产品，并且体积小，易于现场调试，造价也较低。

图形编程器采用梯形图编程，方便直观，一般的电气人员短期内就可应用自如但价格较高。 用PC机加PLC软件包编程效率最高，但大部分公司的PLC开发软件包价格昂贵，并且该方式不易于现场调试(台式机)。

因此，应根据系统的大小与难易，开发周期的长短以及资金的情况合理选购PLC产品。

二、电源部分

PLC可靠工作是工程追求的目标之一。电源干扰主要是通过供电线路的阻抗耦合产生的，是干扰进入PLC的主要途径之一。若有条件，可对PLC采用单独供电，以避免其他设备启停对PLC干扰。在干扰较强或对可靠性要求很高的场合，可在PLC的交流电源输入端加接带屏蔽的隔离变压器和低通滤波器。隔离变压器可以抑制从电源线窜入的外来干扰，低通滤波器可以吸收掉电源中的大部分“毛刺”干扰。

动力部分、控制部分、PLC与I／O电源应分别配线，隔离变压器与PLC、I／O电源之间采用双绞线连接。系统的动力线应有足够截面，以降低线路压降。

三、输入回路的设计

1.PLC上DC24V电源的使用PLC产品的DC24V电源，容量小，用其带负载时要注意容量，作好防短路措施。

2.外部DC24V电源 若输入回路有DC24V供电的接近开关、光电开关等，而PLC的DC24V电源容量不够时，要从外部提供DC24V电源。注意：该电源的“－”端不要与PLC的DC24V的“－”端及“COM”端相连，否则会影响PLC的运行。

3.输入的灵敏度 PLC的输入端电压和电流均有规定，当输入回路串有二极管或电阻(不能完全启动)，或者有并联电阻或有漏电流时(不能完全切断)，就会有误动作，灵敏度下降，对此应采取措施。另一方面，当输入器件的输入电流大于PLC的最大输入电流时，也会引起误动作，应采用弱电流输入器件，选用输人为共漏型的PLC。

四、输出回路的设计

PLC控制系统设计注意事项

1.各种输出方式的比较

(1)继电器输出：优点是不同公共点之间可带不同的交、直流负载，且电压也可不同，带负载电流可达2A／点；缺点是不适用于高频动作的负载。(2)晶闸管输出：带负载能力为0.2M点，只能带交流负载，可适应高频动作，响应时间为1ms。(3)晶体管输出：适应于高频动作，响应时间短，一般为0.2ms左右，但只能带DC5V～30V的负载，最大输出负载电流为0.5A／点，每4点不得大于0.8A。

当系统输山频率为每分钟6次以下时，应首选继电器输出，因其电路设计简单，抗干扰和带负载能力强。

2.抗干扰与外部互锁若PLC输出带感性负载，负载断电时会对PLC的输出造成浪涌电流的冲击。为此，对直流感性负载并接续流二极管，对交流感性负载并接浪涌吸收电路，可有效保护PLC。

3.PLC外部驱动电路对于PLC输出不能直接带动负载的情况，必须在外部采用驱动电路，还应采用保护电路利浪涌吸收电路，且每路有显示二极管(LED)指示。印制板应做成插拔式，以方便维修。

五、安装与布线

1.安装位置 PLC不能与高压电器安装在同一个开关柜内。与PLC装在同一个开关柜内的电感性元件，如继电器、接触器的线圈应并联RC消弧电路或续流二极管。PLC应远离强干扰源，如大功率晶闸管装置、高频焊机和大型动力设备等。

2.信号线与功率线应分开布线不同类型线应分别装入不同管槽，信号线应尽量靠近地线或接地的金属导体。当信号线长度超过300m时，应采用中间继电器转接信号或使用PLC远程L／O模块。

3.信号传输 通常，当模拟输入输出信号距PLC较远时，应采用4mA－20mA或O－10mA的电流传输方式，而不是电压传送方式。传送模拟信号的屏蔽层应一端接地。为了泄放高频干扰，数字信号线的屏蔽层应并联电位均衡线，并将屏蔽层两端接地。

六、扩展模块的选用

80点以内的系统，一般不需要扩展。当系统较大时就要扩展。当扩展不能满足要求时，可采用网络结构。扩展模块种类很多，如单输入模块、单输出模块、输入输出模块、温度模块、高速输入模块等。

七、PLC的网络设

用PLC进行网络设计难度比PLC单机控制大得多。首先应选用自己较熟悉的机型，对其基本指令和功能指令有较深入的了解，并且指令的执行速度和用户程序存储容量也应仔细了解。否则，不能适应实时要求，造成系统崩溃。另外，还要考虑通信接口、通信协议、数据传送速度等。最后，还要向商家寻求网络设计和软件技术支持及详细技术资料。

八、软件编制

在编制软件前，应首先熟悉所选用的PLC产品软件说明书。若用图形编程器或软件包，则可直接编程，若用手持编程器编程，应先画出梯形图后再编程。编程结束后先空调程序，待各个动作正常后，再在设备上调试。

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