在確定設(shè)計(jì)方案后，接下來(lái)的工作就是PLC的選型設(shè)計(jì)。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是PLC設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。選擇PLC系統(tǒng)時(shí)，首先確保PLC系統(tǒng)的硬件、軟件及其功能滿足控制要求;其次是考慮PLC系統(tǒng)的整體性和擴(kuò)充性，兼顧PLC系統(tǒng)的可維護(hù)性、應(yīng)用的廣泛性、技術(shù)上的通用性、硬件的重配性、軟件環(huán)境的易用性等。目前大部分PLC都提供了IEC61131中的PLC，更適合不同的設(shè)計(jì)者協(xié)同設(shè)計(jì)一個(gè)大型的PLC工程項(xiàng)目，有利于縮短編程時(shí)間。

  (1)I/O點(diǎn)數(shù)的估算

  估算I/O點(diǎn)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)脑Ａ?，通常保?0%~20%的擴(kuò)展裕量。實(shí)際訂貨時(shí)，還應(yīng)結(jié)合各大公司PLC或輸入/輸出模塊的特點(diǎn)及配置點(diǎn)數(shù)，最終確定該系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)。

  (2)存儲(chǔ)器容量的估算

  存儲(chǔ)器容量是PLC提供的硬件存儲(chǔ)器容量，包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。程序容量是存儲(chǔ)器中用戶程序占用的存儲(chǔ)器容量，因此，程序容量小于存儲(chǔ)器容量。有的PLC只能擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，而不能擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。程序容量在設(shè)計(jì)階段往往是未知的，需在程序調(diào)試之后才可以準(zhǔn)確知道。存儲(chǔ)器的容量估算沒(méi)有原則上的規(guī)定，因?yàn)槌绦虻膹?fù)雜程度對(duì)程序容量的影響比較大。設(shè)數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)為D。，模擬量I/O點(diǎn)數(shù)為A。，工程中一般按下式確定存儲(chǔ)器的容量M。。(5-1)

  M。=[D?！?10～15) A,×(50～100)]×1.25

  式中，M。的單位為字，即16位。多數(shù)小型PLC的數(shù)據(jù)單元都以字為基本單位，其容量一般是固定的，但程序存儲(chǔ)器則可以使用相應(yīng)的存儲(chǔ)器卡進(jìn)行擴(kuò)展。

  (3)功能的選擇

  PLC的功能包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能和診斷功能等。

  ①運(yùn)算功能 簡(jiǎn)單PLC的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能;普通PLC的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能;較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等;大中型PLC還有模擬量的PID運(yùn)算和其他高級(jí)運(yùn)算功能。選型時(shí)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運(yùn)算功能。大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合，只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測(cè)和控制時(shí)，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)，可能還需要譯碼和編碼等運(yùn)算。

  ②控制功能 控制功能包括PID控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用智能輸入/輸出專用單元完成所需的控制功能，以提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量，如采用PID控制單元、高速計(jì)數(shù)器等。

  ③通信功能 小型PLC至少應(yīng)提供RS-485通信接口，大中型PLC系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線和標(biāo)準(zhǔn)通信接口和協(xié)議(如PROFIBUS、工業(yè)以太網(wǎng)等)。需要時(shí)可與工廠管理網(wǎng)(TCP/IP)互聯(lián)，通信協(xié)議符合ISO/IEEE相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，是開(kāi)放的通信網(wǎng)絡(luò)。為減輕CPU的通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要，可選擇具有不同通信功能的通信處理器。

  ④編程功能 IEC 61131規(guī)定了5種標(biāo)準(zhǔn)化編程語(yǔ)言，即順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD)、功能模塊圖(FBD)3種圖形化語(yǔ)言和語(yǔ)句表(IL)、結(jié)構(gòu)文本(ST)兩種文本語(yǔ)言。選用的編程語(yǔ)言應(yīng)遵守IEC61131標(biāo)準(zhǔn)。大中型PLC還應(yīng)支持多種語(yǔ)言編程形式，如C、Basic等，以滿足特殊控制場(chǎng)合的控制要求。

  ⑤ 診斷功能 PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過(guò)硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置。軟件診斷則分內(nèi)診斷和外診斷，內(nèi)診斷是指對(duì)PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷;外診斷是指對(duì)PLC的CPU與外部輸入/輸出等部件的信息交換功能進(jìn)行診斷。PLC診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響其可維護(hù)性，并影響平均維修時(shí)間(MTTR)。

  ⑥處理速度 PLC采用掃描方式工作。從實(shí)時(shí)性要求來(lái)看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號(hào)持續(xù)時(shí)間小于掃描時(shí)間，則PLC將掃描不到該信號(hào)，將造成信號(hào)數(shù)據(jù)的丟失。處理速度與用戶程序的長(zhǎng)度、CPU處理速度、軟件質(zhì)量等因素有關(guān)。目前，PLC指令的響應(yīng)時(shí)間為0.2～0.4μs或更快，能適應(yīng)控制要求高、實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用場(chǎng)合。在工程中，考慮到用戶程序的容量及其復(fù)雜性，一般要求小型PLC的掃描時(shí)間不大于0.5ms/K，大中型PLC的掃描時(shí)間不大于0.2ms/K。