PLC控制系统硬件设计方法

虑到每块输入模块上，最好分配到每组输入点上。例如一块输入模块具有32点输入，它们每8点为一组，在设计时每8点留一个备用点，一旦其余7点发生故障，只有把接线从故障点改接到备用点，再修改相应地址，系统就可恢复正常。这样考虑，则有利于系统设计的修改和故障的处理。

2、数字量输出模块的选择

（l）输出方式的选择

（2）输出功率的选择

在选择模块时要注意手册上给出的输出功率要大于实际负载所需的功率。在实际应用中，如果负载要求的功率很大，数字量输出模块已不能满足需要，此时在设计上可有两种办法：
● 采用中间继电器，数字量输出驱动中间继电器的线圈。
● 用多个数字量输出点并联驱动一个负载，此时应注意多个输出点动作的一致性。

（3）负载

针对负载情况要注意两点：
● 对于像电磁抱闸这类负载，虽然负载电流很小，但匝数多，断电瞬间其反向电压很高，有时会使输出三极管反向击穿，此时要在负载两端并接电容和电阻抑制反向电压；
● 对于灯负载，要注意启动冲击电流，一般启动电流为负载额定电流的10倍，驱动灯负载时，手册上都给出相对应的输出功率。

3、模拟量输入模块的选择

（1）模拟量值的输入范围。

模拟量输入模块有各种输入范围，它们包括0～10V，士10V，4～20mA等。有的产品用外加输入量程子模块来实现各种输入范围，使得同一个模拟量输入模块可以适应不同的输入范围；也有的产品将各种不同输入范围的模块做成各自独立的模拟量输入模块。

（2）模拟量值的数字表示方法。

模拟量输入模块的功能是进行模拟量到二进制数值的转换。在选择时要注意转换精度。

（3）采样循环时间。

采样循环时间反映了系统处理模拟量输入的响应时间。

（4）模拟量输入模块的外部连接方式。

外部检测元件各种各样，其信号范围和要求的连接也不相同。模拟量输入模块为适应这些要求可提供各种连接方式，它们包括电阻的连接方式、热电偶的连接方式、各种传感器的连接方式；有时还包括两线连接和带补偿的四线连接，这些都要根据实际需要选择。

4、模拟量输出模块的选择

（1）输出范围和输出类型。

模拟量输出范围包括0～10V，士10V，4～20mA。输出类型有电压输出和电流输出，一般的模拟量模块都同时具有这两种输出类型，只是在与负载连接时接线方式不同。

（2）对负载的要求。

对负载的要求主要是负载阻抗，在电流输出方式下一般给出最大的负载阻抗。在电压输出方式下，则给出最小负载阻抗。

5、智能I/O模块的选择

智能I/0模块不同于一般的I/0模块，它自身带有微处理器芯片、系统程序、存储器。智能接口模块通过系统总线与CPU模块相连，并在CPU模块的协调管理下独立进行工作，提高厂处理速度，便于应用。一般的智能I／0模块包括通讯处理模块、高速计数模块、带有PID调节的模拟量控制模块、阀门控制模块等。

（五）系统硬件设计文件

一般系统的设计文件应包括系统硬件配置图、模块统计表、PLC的I/0接口图和I/0地址表。

1、系统硬件配置图

系统硬件配置图应完整地给出整个系统硬件组成，它应包括系统构成级别（设备控制级和过程控制级）、系统联网情况、网上可编程序控制器的站数、每个可编程序控制器站上的中心单元和扩展单元构成情况、每个可编程序控制器中的各种模块构成情况。（http://www.diangon.com/版权所有）下图给出了一般的二级控制系统的基本系统硬件配置图。

图4 基本的系统硬件配置图

2、模块统计表

模块统计表应包括模块名称、模块类型、模块订货号、所需模块个数等内容。

3、I/O硬件接口图

反映了可编程序控制器输入输出模块与现场设备的连接。如下图。

图5 I/O硬件接口图

4、 I/O地址表

把输入输出列成表，给出相应的地址和名称，以备软件编程和系统调试时使用。这种表称为 I/O地址表，也叫输入输出表。下表为I/O地址表的典型格式。

图6 典型的IO地址表