西门子6ES7307-1KA02-0AA0接线图形

1．是否采用PLC

　　设计一个控制系统，首先应该考虑的是：是否采用PLC。考虑的原则除控制功能外，主要是经济性和可靠性。如果被控制系统很简单，I/O点数很少，或者I/O点数虽多、但控制不复杂，特别是各部分相互联系很少，那就没有必要采用PLC。下列情况可考虑采用PLC：

　　1）I/O点数多，控制复杂。若用继电器控制需大量的中间继电器、时间继电器、计数器等。

　　2）对可靠性要求特别高，用继电器控制不能满足。

　　3）生产需要经常改变控制程序和修改控制参数。

　　4）可以用一台PLC控制多台设备。

　　2．PLC的选型

　　一旦决定采用PLC，可从以下几个方面考虑选型：

　　1）结构型式及档次——按照物理结构，PLC分为整体式和模块式。整体式的每一I/O点的价格较低。对于单台仅需开关量控制的设备，一般选小型整体式PLC就可满足要求。对于复杂的、要求较高的系统可考虑采用模块式的中、大型机，这样能灵活地配置I/O模块的点数和类型。根据要求使之具有数值运算、模拟量控制、PID闭环控制、运动控制、通讯联网等功能。

　　2）容量——PLC的容量指用户存储器容量（步数）和I/O点数两方面的含义。选择存储器容量可按25％留裕量。I/O点数可按10～15％考虑裕量。

　　3．开关量I/O模块的选择——输入模块有交流输入和直流输入两种类型。交流输入方式接触可靠、适合有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。直流输入的延迟时间短，还可以与接近开关、光电开关等电子输入开关连接。输入电压5V、12V、24V属低电平，传输距离不宜太远，如5V模块远距离不得超过10m，距离较远的设备应选用较高电压的模块。

　　输出模块中，继电器输出的价格便宜，适用的电压范围较宽，承受瞬时过电压和过电流的能力较强。对于不频繁通断的负载应优先选用（电感性负载高通断频率不得超过1Hz）。对于频繁通断的负载，应采用无触点开关输出，即选用晶体管输出（直流输出）或双向晶闸管输出（交流输出）。在选用输入、输出模块时还应考虑同时接通的点数。一般来讲，同时接通的输入或输出点数不要超过输入或输出点数的60％。

　　3．I/O模块的外部接线

　　开关量输入、输出模块的外部接线分为汇点式、分组汇点式和分离式三种，汇点式的各输入回路有—个公共端COM，并共用—个电源（直流电源一般是PLC自带）；分组汇点式由几个电源供电，分离式各个输入输出回路由单独电源供电，后5种输入、输出模块的交流或直流电源一般由用户提供。

　　输入端或输出端有电感性元件时，对于直流电路，应在它们两端并联续流二极管；对于交流电路，应在它们两端并联阻容电路，以抑制电路断开时产生的电弧对PLC的影响（右图）。电阻可取50～120Ω，电容可取0.1～0.47mf，电容的额定电压应大干电源峰值电压。续流二极管可以选1A的管子，其额定电压应大于电源电压的3倍。

1、选择合适的PLC类型 

1、可编程控制器选择 

    三菱FX1S系列PLC是一种卡片大小的PLC，适合在小型环境中进行控制。它具有zhuoyue的性能、串行通讯功能以及紧凑的尺寸，这使得它们能用在以前常规可编程控制器无法安装的地方。 

    三菱FX1N系列PLC是一种普遍选择方案，多可达128点控制。由于FX1N系列具有对于输入/输出、逻辑控制以及通讯／链接功能的可扩展性，因此它对普遍的顺控解决方案有广泛的适用范围，并且能增加特殊功能模块或扩展板。 

    三菱FX2N系列PLC是FX系列中的模块。它拥有无以匹及的速度、的功能、逻辑选件以及定位控制等特点，FX2N是从16到256路输入／输出的多种应用的选择方案。 

    三菱FX2NC系列PLC在保留其原有的强大功能特色的前提下实现了极为可观的规模缩小，I／O型连接口降低了接线成本并节省了时间。 

    对于开关量控制的系统，当控制速度要求不高时，一般的小型整体机FX1S就可以满足要求。对于以开关量控制为主，带有部分模拟量控制的应用系统，应选择具有所需功能的可编程控制器主机，如用FX1N或FX2N型整体机。另外还要根据需要选择相应的模块，例如开关量的输入/输出模块、模拟量输入/输出模块、配接相应的传感器及变送器和驱动装置等。 

2、I/O点数的确定

    一般的讲，可编程控制器控制系统的规模的大小是用输入、输出的点数来衡量的。我们在设计系统时，应准确统计被控对象的输入信号和输出信号的总点数并考虑今后调整和工艺改进的需要，在实际统计I／O点数基础上，一般应加上10％一20％的备用量。 

    对于整体式的基本单元，输入输出点数是固定的，不过三菱的FX系列不同型号输入/输出点数的比例也不同，根据输入/输出点数的比例情况，可以选用输入/输出点都有的扩展单元或模块，也可以选用只有输入（输出）点的扩展单元或模块。 

3、用户存储器容量的估算

    根据经验，对于开关量控制系统，用户程序所需存储器的容量等于I／O信号总数乘以8。对于有模拟量输人输出的系统，每一路模拟量信号大约需100存储器容量。如果使用通信接口，那么每个接口需300存储器容量。一般估算时根据算出存储器的总字数再加上一个备用量。 

4、可编程控制器的处理速度应满足实时控制的要求 

    可编程控制器是采用顺序扫描的工作方式，其顺序扫描工作方式使它不能可靠地接收持久时间小于1个扫描周期的输入信号。为此，对于快速反映的信号需要选取扫描速度高的机型 

    关于可编程控制器的选型问题，当然还应考虑到它的的联网通信功能、价格等因素。系统可靠性也是考虑的重要因素。 

2、开关量输入输出模块及扩展的选择 

    开关量输入模块的输入电压一般为DC24V和AC220V两种。直流输入可以直接与接近开关、光电开关等电子输入装置连接，三菱FX系列直流输入模块的公用端已经接在内部电源的0V，因此直流输入不需要外接直流电源，有些类型的可编程控制器输入的公用端要另接电源，对初学者应该注意。交流输入方式的触点接触可靠，适合于在有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。我们常用的还是直流输入模块。 

    开关量输出模块有继电器输出、晶体管输出及可控硅输出。继电器型输出模块的触点工作电压范围广，导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但是动作速度较慢，寿命(动作次数)有一定的限制。一般控制系统的输出信号变化不是很频繁，我们优先选用继电器型，并且继电器输出型价格低，也容易购买。晶体管型与双向可控硅型输出模块分别用于直流负载和交流负载，它们的可靠性高，反应速度快，寿命长，但是过载能力稍差。选择时应考虑负载电压的种类和大小、系统对延迟时间的要求、负载状态变化是否频繁等，还应注意同一输出模块对电阻性负载、电感性负载和白炽灯的驱动能力的差异。 

3、编程器和外围设备的选择 

    早期的小型可编程控制系统，通常都选用价格便宜的简易编程器。如果系统较大，可编程控制器多，可以选用一台功能强、编程方便的图形编程器；随着科技的发展，个人计算机的使用越来越普及，编程软件包的出现，在个人计算机上安装的编程软件包配上通信电缆，也可取代原编程器。

   对于众多的PLC初学者而言，大家都会深深的记住师傅的一句话：急停按钮常闭点接入PLC。没错的，但是有的时候大家在调试设备的时候会发现如果将急停按钮旋开设备不会有输出，拍急停之后就正常了，这与我们的期望恰好相反，这是为什么呢？
      急停按钮常闭点接如是在特定情况下的，即急停点作为复位信号接入PLC相关指令的时候是常闭点接入。例如西门子指令当中的RS触发器指令，我们常常使用急停点作为复位信号之一。大家可以考虑一下，硬件按钮的红色端（就是常闭点）接入了PLC的DI，在PLC的梯形图当中我们也用的常闭点。那么我们在系统上电的时候PLC的急停DI点就会得电，那么对于梯形图逻辑而言常闭点就会断开，这样我们就隔离了复位信号。当我们需要急停的时候，拍急停按钮，物理上的常闭点就会打开，梯形图逻辑上打开的常闭点就会重新闭合，这样我们就将复位信号接入了相关指令。这样说来可能比较复杂，总结起来就是当逻辑上的急停点需要从逻辑母线接入PLC的时候我们在逻辑上采用常闭点（这也只是大多数情况，具体问题具体分析）。
       那么还有一种情况就是物理上的急停按钮常闭点接入PLC的DI点，梯形图逻辑上的急停点采用常开点接入。这种情况常用于屏蔽信号。试思考一下，当物理上的常闭点接入PLC的DI时，系统上电之后DI得电，逻辑上的常开点就应该闭合，这样信号流就可以通过相关逻辑行。当我们需要急停动作时候，拍急停按钮分断相关电路，物理上的急停点失电，逻辑上的敞开点就维持常开，这样我们就分断了相关信号，可以屏蔽掉急停点之后的信号流。也就是说当我们在逻辑行当中需要使用急停按钮或其他分断类按钮的时候逻辑上需要常开点接入PLC（这也只是大多数情况，具体问题具体分析）。
这就是急停按钮的两种接法（包括其他分断类或复位类按钮），有的朋友会问急停按钮物理上的常开点为什么不用？这就涉及到保护类器件的使用方法了。保护类器件例如急停按钮，停止按钮，限位传感器等都是对系统起保护作用的。这类器件一旦发生问题就会对系统造成不利影响。大家试思考一下，以急停按钮为例，他一旦发生故障，那么他的常闭点断开更容易些还是常开点闭合更容易些呢？当然是前者，所以此类器件一旦故障就会使系统停止，这样就可以提醒工程师进行相关检查。对于限位传感器等器件一旦发生故障也会使常闭点断开，同样可以提醒PLC工程师检修。