一個完整的自動化項目是這麼實現的

1、承擔自控技術和產品的研發和實施；

2、編製最優化控製計算機軟件
；

3
、參與編製項目的技術方案、項目建議書和可行性研究報告；

4
、為項目的建設、安裝
、調試

、運行提供技術支持。

在PLC係統設計時，首先應確定控製方案
，下一步工作就是PLC工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據。PLC及有關設備應是集成的
、標準的
，按照易於與工業控製係統形成一個整體，易於擴充其功能的原則選型所選用PLC應是在相關工業領域有投運業績、成熟可靠的係統，PLC的係統硬件、軟件配置及功能應與裝置規模和控製要求相適應。熟悉可編程序控製器
、功能表圖及有關的編程語言有利於縮短編程時間，因此，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點
、控製要求，明確控製任務和範圍確定所需的操作和動作，然後根據控製要求
，估算輸入輸出點數、所需存儲器容量
、確定PLC的功能、外部設備特性等，最後選擇有較高性能價格比的PLC和設計相應的控製係統。

 1、輸入輸出（I/O）點數的估算

    I/O點數估算時應考慮適當的餘量，通常根據統計的輸入輸出點數，再增加10%～20%的可擴展餘量後

，作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時
，還需根據製造廠商PLC的產品特點，對輸入輸出點數進行圓整。

   2、存儲器容量的估算

存(cun)儲(chu)器(qi)容(rong)量(liang)是(shi)可(ke)編(bian)程(cheng)序(xu)控(kong)製(zhi)器(qi)本(ben)身(shen)能(neng)提(ti)供(gong)的(de)硬(ying)件(jian)存(cun)儲(chu)單(dan)元(yuan)大(da)小(xiao)，程(cheng)序(xu)容(rong)量(liang)是(shi)存(cun)儲(chu)器(qi)中(zhong)用(yong)戶(hu)應(ying)用(yong)項(xiang)目(mu)使(shi)用(yong)的(de)存(cun)儲(chu)單(dan)元(yuan)的(de)大(da)小(xiao)
，因(yin)此(ci)程(cheng)序(xu)容(rong)量(liang)小(xiao)於(yu)存(cun)儲(chu)器(qi)容(rong)量(liang)。設(she)計(ji)階(jie)段(duan)
，由(you)於(yu)用(yong)戶(hu)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)還(hai)未(wei)編(bian)製(zhi)，因(yin)此(ci)
，程(cheng)序(xu)容(rong)量(liang)在(zai)設(she)計(ji)階(jie)段(duan)是(shi)未(wei)知(zhi)的(de)
，需(xu)在(zai)程(cheng)序(xu)調(tiao)試(shi)之(zhi)後(hou)才(cai)知(zhi)道(dao)。為(wei)了(le)設(she)計(ji)選(xuan)型(xing)時(shi)能(neng)對(dui)程(cheng)序(xu)容(rong)量(liang)有(you)一(yi)定(ding)估(gu)算(suan)
，通(tong)常(chang)采(cai)用(yong)存(cun)儲(chu)器(qi)容(rong)量(liang)的(de)估(gu)算(suan)來(lai)替(ti)代(dai)。

 存儲器內存容量的估算沒有固定的公式
，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數字量I/O點數的10～15倍
，加上模擬I/O點數的100倍，以此數為內存的總字數（16位為一個字），另外再按此數的25%考慮餘量。

    3、控製功能的選擇

該選擇包括運算功能、控製功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。

    (一)運算功能

簡單PLC的運算功能包括邏輯運算
、計時和計數功能；普通PLC的運算功能還包括數據移位
、比較等運算功能

；較複雜運算功能有代數運算
、數據傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運算和其他高級運算功能。隨著開放係統的出現
，目前在PLC中(zhong)都(dou)已(yi)具(ju)有(you)通(tong)信(xin)功(gong)能(neng)

，有(you)些(xie)產(chan)品(pin)具(ju)有(you)與(yu)下(xia)位(wei)機(ji)的(de)通(tong)信(xin)，有(you)些(xie)產(chan)品(pin)具(ju)有(you)與(yu)同(tong)位(wei)機(ji)或(huo)上(shang)位(wei)機(ji)的(de)通(tong)信(xin)

，有(you)些(xie)產(chan)品(pin)還(hai)具(ju)有(you)與(yu)工(gong)廠(chang)或(huo)企(qi)業(ye)網(wang)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)通(tong)信(xin)的(de)功(gong)能(neng)。設(she)計(ji)選(xuan)型(xing)時(shi)應(ying)從(cong)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)的(de)要(yao)求(qiu)出(chu)發(fa)，合(he)理(li)選(xuan)用(yong)所(suo)需(xu)的(de)運(yun)算(suan)功(gong)能(neng)。大(da)多(duo)數(shu)應(ying)用(yong)場(chang)合(he)，隻(zhi)需(xu)要(yao)邏(luo)輯(ji)運(yun)算(suan)和(he)計(ji)時(shi)計(ji)數(shu)功(gong)能(neng)，有(you)些(xie)應(ying)用(yong)需(xu)要(yao)數(shu)據(ju)傳(chuan)送(song)和(he)比(bi)較(jiao)，當(dang)用(yong)於(yu)模(mo)擬(ni)量(liang)檢(jian)測(ce)和(he)控(kong)製(zhi)時(shi)，才(cai)使(shi)用(yong)代(dai)數(shu)運(yun)算(suan)，數(shu)值(zhi)轉(zhuan)換(huan)和(he)PID運算等。要顯示數據時需要譯碼和編碼等運算。

    (二)控製功能

 控製功能包括PID控製運算

、前饋補償控製運算、比值控製運算等，應根據控製要求確定。PLC主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)順(shun)序(xu)邏(luo)輯(ji)控(kong)製(zhi)，因(yin)此(ci)，大(da)多(duo)數(shu)場(chang)合(he)常(chang)采(cai)用(yong)單(dan)回(hui)路(lu)或(huo)多(duo)回(hui)路(lu)控(kong)製(zhi)器(qi)解(jie)決(jue)模(mo)擬(ni)量(liang)的(de)控(kong)製(zhi)
，有(you)時(shi)也(ye)采(cai)用(yong)專(zhuan)用(yong)的(de)智(zhi)能(neng)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)單(dan)元(yuan)完(wan)成(cheng)所(suo)需(xu)的(de)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)
，提(ti)高(gao)PLC的處理速度和節省存儲器容量。例如采用PID控製單元
、高速計數器、帶速度補償的模擬單元
、ASC碼轉換單元等。

    (三)通信功能

 大中型PLC係統應支持多種現場總線和標準通信協議（如TCP/IP），需要時應能與工廠管理網（TCP/IP）相連接。通信協議應符合ISO/IEEE通信標準
，應是開放的通信網絡。

PLC係統的通信接口應包括串行和並行通信接口（RS2232C/422A/423/485）
、RIO通信口、工業以太網、常用DCS接口等
；大中型PLC通信總線（含接口設備和電纜）應1：1冗餘配置
，通信總線應符合國際標準，通信距離應滿足裝置實際要求。

  PLC係統的通信網絡中，上級的網絡通信速率應大於1Mbps，通信負荷不大於60%。PLC係統的通信網絡主要形式有下列幾種形式：1）PC為主站，多台同型號PLC為從站，組成簡易PLC網絡；2）1台PLC為主站，其他同型號PLC為從站，構成主從式PLC網絡
；3）PLC網絡通過特定網絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網；4）專用PLC網絡（各廠商的專用PLC通信網絡）。

 為減輕CPU通信任務，根據網絡組成的實際需要，應選擇具有不同通信功能的（如點對點、現場總線
、工業以太網）通信處理器。

    (四)編程功能

離線編程方式：PLC和編程器公用一個CPU，編程器在編程模式時，CPU隻為編程器提供服務，不對現場設備進行控製。完成編程後，編程器切換到運行模式，CPU對現場設備進行控製，不能進行編程。離線編程方式可降低係統成本，但使用和調試不方便。在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU
，主機CPU負(fu)責(ze)現(xian)場(chang)控(kong)製(zhi)，並(bing)在(zai)一(yi)個(ge)掃(sao)描(miao)周(zhou)期(qi)內(nei)與(yu)編(bian)程(cheng)器(qi)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)交(jiao)換(huan)，編(bian)程(cheng)器(qi)把(ba)在(zai)線(xian)編(bian)製(zhi)的(de)程(cheng)序(xu)或(huo)數(shu)據(ju)發(fa)送(song)到(dao)主(zhu)機(ji)，下(xia)一(yi)掃(sao)描(miao)周(zhou)期(qi)，主(zhu)機(ji)就(jiu)根(gen)據(ju)新(xin)收(shou)到(dao)的(de)程(cheng)序(xu)運(yun)行(xing)。這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)成(cheng)本(ben)較(jiao)高(gao)，但(dan)係(xi)統(tong)調(tiao)試(shi)和(he)操(cao)作(zuo)方(fang)便(bian)，在(zai)大(da)中(zhong)型(xing)PLC中常采用。

    五種標準化編程語言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）
、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）
、結構文本（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應遵守其標準（IEC6113123），同時，還應支持多種語言編程形式
，如C，Basic等
，以滿足特殊控製場合的控製要求。

    (五)診斷功能

    PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置
，軟件診斷分內診斷和外診斷。通過軟件對PLC內部的性能和功能進行診斷是內診斷
，通過軟件對PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷。

    PLC的診斷功能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術能力的要求

，並影響平均維修時間。

    (六)處理速度

    PLC采用掃描方式工作。從實時性要求來看，處理速度應越快越好，如果信號持續時間小於掃描時間，則PLC將掃描不到該信號，造成信號數據的丟失。

處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟件質量等有關。目前，PLC接點的響應快、速度高，每條二進製指令執行時間約0.2～0.4Ls
，因此能適應控製要求高

、相應要求快的應用需要。掃描周期（處理器掃描周期）應滿足：小型PLC的掃描時間不大於0.5ms/K
；大中型PLC的掃描時間不大於0.2ms/K。

4
、機型的選擇

    (一)PLC的類型

    PLC按結構分為整體型和模塊型兩類，按應用環境分為現場安裝和控製室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位
、8位
、16位
、32位、64位等。從應用角度出發，通常可按控製功能或輸入輸出點數選型。

    整體型PLC的I/O點數固定，因此用戶選擇的餘地較小，用於小型控製係統
；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控製係統的I/O點數，功能擴展方便靈活
，一般用於大中型控製係統。

    (二)輸入輸出模塊的選擇

    輸入輸出模塊的選擇應考慮與應用要求的統一。例如對輸入模塊，應考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離
、信號供電方式等應用要求。對輸出模塊，應考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低
、使用電壓範圍廣
、壽命短、響應時間較長等特點；可控矽輸出模塊適用於開關頻繁
，電感性低功率因數負荷場合
，但價格較貴
，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等
，與應用要求應一致。

    可根據應用要求
，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控製水平和降低應用成本。

    考慮是否需要擴展機架或遠程I/O機架等。

    (三)電源的選擇

    PLC的供電電源
，除了引進設備時同時引進PLC應根據產品說明書要求設計和選用外
，一般PLC的供電電源應設計選用220VAC電源


，與國內電網電壓一致。重要的應用場合
，應采用不間斷電源或穩壓電源供電。

    如果PLC本身帶有可使用電源時，應核對提供的電流是否滿足應用要求，否則應設計外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC

，對輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。

    (四)存儲器的選擇

    由於計算機集成芯片技術的發展，存儲器的價格已下降，因此，為保證應用項目的正常投運，一般要求PLC的存儲器容量，按256個I/O點至少選8K存儲器選擇。需要複雜控製功能時，應選擇容量更大，檔次更高的存儲器。

    (五)冗餘功能的選擇

    1．控製單元的冗餘

    (1)重要的過程單元：CPU（包括存儲器）及電源均應1B1冗餘。

    (2)在需要時也可選用PLC硬件與熱備軟件構成的熱備冗餘係統
、2重化或3重化冗餘容錯係統等。

    2．I/O接口單元的冗餘

    (1)控製回路的多點I/O卡應冗餘配置。

    (2)重要檢測點的多點I/O卡可冗餘配置。3）根據需要對重要的I/O信號，可選用2重化或3重化的I/O接口單元。

    (六)經濟性的考慮

    選擇PLC時，應考慮性能價格比。考慮經濟性時，應同時考慮應用的可擴展性
、可操作性
、投入產出比等因素，進行比較和兼顧，最終選出較滿意的產品。