西门子S7-200SMART模块内蒙古代理价格

PLC I/O模块的选择方法

    I/O部分的价格占PLC价格的一半以上。不同的I/O模块，其电路和性能不同，它直接影响着PLC的应用范围和价格，应该根据实际情况合理选择。

    1．输入模块的选择

    输入模块的作用是接收现场的输入信号，并将输入的高电平信号转换为PLC内部的低电平信号。

    输入模块的种类，按电压分类有直流5V/12V/24V/48V/60V，交流115V/220V。按电路形式不同分为汇点输入式和分隔输入式两种。

    选择输入模块应注意以下几个方面。

    · 电压的选择：应根据现场设备与模块之间的距离来考虑，一般5V、12V、24V属低电平，其传输距离不宜太远。如SV模块远不得超过10m，距离较远的设备应选用较高电压的模块。

    ·同时接通的点数：高密度的输入模块，如32点、64点等，同时接通的点数与输入电压的高低及环境温度有关，不宜过多。一般来讲，同时接通的点数不要超过输入点数的60%。

    ·门槛电平：为了提高控制系统的可靠性，必须考虑门槛电子的大小。门槛电平越高，抗*力越强，传输距离也就越远。

    2．输出模块的选择

    输出模块的作用是将PLC的输出信号传递给外部负载，并将PLC内部的低电平信号转换为外部所需电平的输出信号。

    输出模块按输出方式不同分为继电器输出型、晶体管输出型、双向可控硅输出型等多种。此外，输出电压值和输出电流值也各有不同。

    选择输出模块应注意以下几个方面。

    ·输出方式：继电器输出型模板适用于驱动较大电流负载，其价格较便宜，适用电压范围较宽，导通压降小；但它属于有触点元件，其动作速度较慢、寿命较短，因此适用于不频繁通断的负载；当驱动感性负载时，其大通断频率不得超过1Hz。对于繁频通断的低功率因数的电感负载，应采用无触点开关元件，即选用晶体管输出（直流输出）或双向可控硅输出（交流输出）。

    ·输出电流：输出模块的输出电流必须大于负载电流的额定值。用户应根据实际负载电流的大小选择模块的输出电流。

    ·同时接通的点数：输出模块同时接通点数的电流累计值必须小于公共端所允许通过的电流值。例如一个220V、2A的8点输出模块，每个点当然可以通过2A的电流，但输出公共端允许通过的电流不可能是2A×8=16A，通常要比这个值小得多。因此在选择输出模块时也应考虑同时接通的点数。一般来讲，同时接通的点数不要超过输出点数的60%。

    3．电源模块的选择

    电源模块的选择比较简单：只需考虑输出电流。电源模块的额定输出电流必须大于CPU模块、I/O模块、模块等消耗电流的总和。
  PLC的容量指I/O点数和用户存储器的存储容量（字数）两方面的含义。在选择PLC型号时不应卣目追求过高的性能指标，但是在I/O点数和存储器容量方面除了要满足控制系统要求外，还应留有裕量，以做备用或系统扩展时使用。

    1. I/O点数的确定

    PLC的I/O点数的确定以系统实际的输入输出点数为基础确定。在I/O点数的确定时，应留有适当裕量。目前PLC的I/O点价格还较高，平均每点为100～120元人民币。如果备用的I/O点的数量太多，就会使成本增加。因此，通常I/O点数可按实际需要的10%～15%考虑裕量。

    2．存储器容量的确定

    通常，一条逻辑指令占存储器一个字，计时、计数、移位以及算术运算、数据传送等指令占存储器两个字。各种指令占存储器的字数可查阅PLC产品使用手册。在选择存储容量时，一般可按实际需要的25%～30%考虑裕量。

    存储器容量的选择有两种方法。一种是根据编程实际使用的节点数计算，这种方法可精确地计算出存储器实际使用容量，缺点是要编完程序之后才能计算。常用的方法是估算法，用户可根据控制规模和应用目的，按表4.1中给出的公式进行估算。

    表4.1    PLC存储容量的估算公式

    表中，DI表示数字（开关量）输入信号数目；

    DO表示数字（开关量）输出信号数目；

    AI表示模拟量输入信号数目；

    Km表示每个节点所占存储器字节数；

    M表示存储器容量。

    例如：某控制系统有64个开关量输入信号，48个数字输出信号，4点模拟量输入。假定一个节点占用一个存储器字节，则该控制系统所需存储器容量为：

    M=[(10×64) +(5×48)+(100×4)]=1280(字节)

    按25%～30%的裕量，本例可选用1.5KB或2KB的存储器为宜。
随着PLC的推广普及，PLC产品的种类和数量越来越多。近年来，从国外引进的PLC产品、国内厂家组装或自行开发的产品已有几十个系列，上百种型号。PLC的品种繁多，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各有不同，适用场合也各有侧重。因此，合理选择PLC对于提高PLC控制系统的技术经济指标起着重要作用。

    PLC的选择应包括机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等几个方面，下面分别加以介绍。

    机型选择的基本原则应是在功能满足要求的前提下，保证可靠、维护使用方便以及佳的性能价格比。具体应考虑以下几方面。

    1．结构上合理，安装要方便

    按照物理结构，PLC分为整体式和模块式。整体式的每- I/O点的平均价格比模块式的便宜，所以人们一般倾向于在小型控制系统中采用整体式PLC。但是模块式PLC的功能扩展方便灵活，I/O点数的多少、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类和块数、特殊I/O模块的使用等方面的选择余地都比整体式PLC大得多，维修时更换模块、判断故障范围也很方便。因此，对于较复杂的和要求较高的系统一般应选用模块式PLC。

    根据PLC的安装方式，控制系统分为集中式、远程I/O式和多台PLC联网的分布式。集中式不需要设置驱动远程I/O的硬件，系统反应快、成本低。大系统常用远程I/O式，因为它们的I/O装置分布范围很广，远程I/O可以分散安装在I/O装置附近，I/O连线比集中式的短，但是需要增设驱动器和远程I/O电源。多台联网的分布式适用于多台设备独立控制和相互联系，可以采用小型PLC，但是要附加通信模块。

    2．功能上要相当

    要考虑控制系统对PLC指令系统的要求。

    对于小型单台、仅需要开关量控制的设备，一般的小型PLC都可以满足要求，如果选用有增强型功能指令的PLC，就显得有些大材小用了。

    对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的工程项目，可选用带A/D、D/A转换，具有加减运算、数据传送功能的低档机。

    对于控制比较复杂，控制功能要求更高的工程项目，例如要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等功能时，可视控制规模及复杂程度，选用中档或高档机。其中高档机主要用于大规模过程控制、全PLC的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等。

    3．机型上应统一

    对于一个企业，控制系统设计中应尽量做到机型统一。因为同一机型的PLC，其模块可互为备用，便于备用和备件的采购与管理；其功能及编程方法统一，有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发；其外部设备通用，资源可共享。

    同一机型PLC的另一个好处是，在使用上位计算机对PLC进行管理和控制时，通信程序的编制比较方便。这样，容易把控制各独立系统的多台PLC联成1个多级分布式控制系统，相互通信，集中管理，充分发挥网络通信的优势。

    4．是否在线编程

    PLC的特点之一是使用灵活。当被控设备的工艺过程改变时，只需用编程器重新修改程序，就能满足新的控制要求，给生产带来很大方便。

    PLC的编程分为离线编程和在线编程两种。

    · 离线编程：其特点是PLC主机和编程器共用一个CPU，在编程器上有一个“编程／运行”选择开关或按键，选择编程状态时，CPU将失去对现场的控制，只为编程器服务，这就是所谓“离线”编程。程序编好后，如选择运行状态，CPU则去执行程序而对现场进行控制，这时，CPU对编程指令将不作出响应。此类PLC，由于编程器和主机共用一个CPU，因此节省了大量的硬件和软件，编程器的价格也比较便宜。中、小型PLC多采用离线编程。

    ·在线编程：其特点是PLC主机和编程器各有一个CPU，编程器的CPU可以随时处理由键盘输入的各种编程指令。主机的CPU则是完成对现场的控制，并在一个扫描周期的末尾和编程器通信，编程器把编好或改好的程序发送给主机，在下一个扫描周期主机将按照新送入的程序控制现场，这就是所谓“在线”编程。此类PLC，由于增加了硬件和软件，所以价格贵，但应用领域较宽。大型PLC多采用在线编程。

    是否在线编程，应根据被控设备工艺要求的不同来选择。对于产品定型的设备和工艺不常变动的设备，应选用离线编程的PLC;反之，可考虑选用在线编程的PLC。

    5．是否满足响应时间的要求

    由于现代PLC有足够高的速度处理大量的I/O数据和解算梯形图逻辑，因此对于大多数应用场合来说，PLC的响应时间并不是主要的问题。然而，对于某些个别的场合，则要求考虑PLC的响应时间。

    响应时间是指将相应的外部输入转换为给定的输出的总时间，它包括以下部分。

    ·输入滤波器的延迟时间。

    ·I/O服务延迟时间。

    ·控制程序逻辑解算时间。

    ·输出滤波器的延迟时间。

    PLC厂家一般给出了输入电路和输出电路的迟延时间和PLC的扫描速度，并作为技术指标衡量机器性能，扫描速度一般在10ms/1KB左右。在前面曾经分析过，由于扫描工作方式引起的延迟可达2～3个扫描周期。

    为了减少PLC的I/O响应延迟时间，可以选用扫描速度高的PLC，使用高速I/O处理这一类的功能指令，或选用快速响应模块和中断输入模块。

    6．对联网通信功能的要求

    近年来，工厂自动化得到了迅速的发展，企业的可编程设备（如工业控制计算机、PLC、机器人、柔性制造系统等）已经很多，将不同厂家生产的这些设备连在一个网络上，互相之间进行数据通信，由企业集中管理，已经是很多企业必须考虑的问题。

    如果要将PLC纳入工厂自动控制网络，应选具有通信联网功能的PLC。一般中型以上的PLC提供一个或一个以上的串行标准接口RS-232-C，以便连接打印机、CRT、上位计算机或其他PLC。

    7．其他特殊要求

    要考虑被控对象对于PID闭环控制、高速计数和运动控制等方面的特殊要求，可以选用有相应特殊I/O模块的PLC。对可靠性要求*的系统，应考虑是否采用冗余控制系统或热备用系统。

    有模拟量控制功能的PLC价格较高。对于单台小型设备，可以考虑用模拟电路控制模拟量。对于精度要求不高的恒值调节系统，可以用电接点温度表和电接点压力表这类传感器提供上、下限开关量信号，将被控物理量控制在设定的范围内。

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