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发布：2023-03-08 10:40，更新：2023-09-27 09:12

PLC是一种工业控制系统，它的控制对象是工业生产设备或工业生产过程，工作环境是工业生产现场。它与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块来实现的。

通过I/O接口模块可以检测被控生产过程的各种参数，并以这些现场数据作为控制信息对被控对象进行控制。同时通过I/O接口模块将控制器的处理结果送给被控设备或工业生产过程，从而驱动各种执行机构来实现控制。PLC从现场收集的信息及输出给外部设备的控制信号都需经过一定距离，为了确保这些信息的正确无误，PLC的I/O接口模块都具有较好的抗干扰能力。根据实际需要，一般情况下，PLC都有许多I/O接口模块，包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块以及其它一些特殊模块，使用时应根据它们的特点进行选择。

1、确定I/O点数

根据控制系统的要求确定所需要的I/O点数时应再增加10%～20%的备用量，以便随时增加控制功能。对于一个控制对象，由于采用的控制方法不同或编程水平不同，I/O点数也应有所不同。表2列出了典型传动设备及常用电气元件所需的开关量的I/O点数。

表2 典型传动设备及常用电气元件所需的开关量的I/O点数

序号电气设备、元件输入点数输出点数序号电气设备、元件输入点数输出点数

1 Y-起动的笼型异步电动机 4 3 12 光电管开关 2 -

2 单向运行的笼型异步电动机 4 1 13 信号灯 - 1

3 可逆运行的笼型异步电动机 5 2 14 拨码开关 4 -

4 单向变极电动机 5 3 15 三档波段开关 3 -

5 可逆变极电动机 6 4 16 行程开关 1 -

6 单向运行的直流电动机 9 6 17 接近开关 1 -

7 可逆运行的直流电动机 12 8 18 制动器 - 1

8 单线圈电磁阀 2 1 19 风机 - 1

9 双线圈电磁阀 3 2 20 位置开关 2 -

10 比例阀 3 5 21 单向运行的绕线转子异步电动机 3 4

11 按钮 1 - 22 可逆运行的绕线转子异步电动机 4 5

2、开关量输入/输出

通过标准的输入/输出接口可从传感器和开关（如按钮、限位开关等）及控制（开/关）设备（如指示灯、报警器、电动机起动器等）接收信号。典型的交流输入/输出信号为24～240V，直流输入/输出信号为5～240V。

尽管输入电路因制造厂家不同而不同，但有些特性是相同的。如用于消除错误信号的抖动电路；免于较大瞬态过电压的浪涌保护电路等。此外，大多数输入电路在高压电源输入和接口电路的控制逻辑部分之间都设有可选的隔离电路。

在评估离散输出时，应考虑熔丝、瞬时浪涌保护和电源与逻辑电路间的隔离电路。熔丝电路也许在开始时花费较多，但可能比在外部安装熔丝耗资要少。

3、模拟量输入/输出

模拟量输入/输出接口一般用来感知传感器产生的信号。这些接口可用于测量流量、温度和压力，并可用于控制电压或电流输出设备。这些接口的典型量程为－10～+10V、0～+10V、4～20mA或10～50mA。

一些制造厂家在PLC上设计有特殊模拟接口，因而可接收低电平信号如RTD、热电偶等　。一般来说，这类接口模块可用于接收同一模块上不同类型的热电偶或RTD混合信号。

4、特殊功能输人/输出

在选择一台PLC时，用户可能会面临一些特殊类型且不能用标准I/O实现的I/O限定如定位、快速输入、频率等　。此时用户应当考虑供销厂商是否提供有有助于限度减小控制作用的模块。有些特殊接口模块自身能处理一部分现场数据，从而使CPU从耗时的任务处理中解脱出来。

5、智能式输入/输出

当前，PLC的生产厂家相继推出了一些智能式的输入/输出模块。一般智能式输入/输出模块本身带有处理器，可对输入或输出信号作预先规定的处理，并将处理结果送入CPU或直接输出，这样可提高PLC的处理速度并节省存储器的容量。

智能式输入/输出模块有高速计数器（可作加法计数或减法计数）、凸轮模拟器（用作编码输人）、带速度补偿的凸轮模拟器、单回路或多回路的PID调节器、ASCII/BASIC处理器、RS-232C/422接口模块等。表3归纳了选择I/O模块的一般规则。

表3 选择PLC的I/O接口模块的一般规则

I/O模块类型

现场设备或操作（举例）

说明

离散输入模块和I/O模块选择开关、按钮、光电开关、限位开关、电路断路器、接近开关、液位开关、电动机起动器触点、继电器触点、拨盘开关输入模块用于接收ON/OFF或OPENED/CLOSED（开/关）信号，离散信号可以是直流的，也可以是交流的

离散输出模块和I/O模块报警器、控制继电器、风扇、指示灯，扬声器、阀门、电动机起动器、电磁线圈输出模块用于将信号传递到ON/OFF或OPENED/CLOSED（开/关）设备。离散信号可以是交流或直流

模拟量输入模块温度变送器、压力变送器、湿度变送器、流量变送器、电位器将连续的模拟量信号转换成PLC处理器可接受的输入值

模拟量输出模块模拟量阀门、执行机构、图表记录器、电动机驱动器、模拟仪表将PLC处理器的输出转为现场设备使用的模拟量信号（通常是通过变送器进行）

特种I/O模块电阻、电偶、编码器、流量计、I/O通信、ASCII、RF型设备、称重计、条形码阅读器、标签阅读器、显示设备通常用作位置控制、PID和外部设备通信等用途

三、PLC存储器类型及容量选择

PLC系统所用的存储器基本上由PROM、E-PROM及PAM三种类型组成，存储容量则随机器的大小变化，一般小型机的存储能力低于6KB，中型机的存储能力可达64KB，大型机的存储能力可上兆字节。使用时可以根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型，必要时也可进行存储器的扩充设计。

PLC的存储器容量选择和计算的种方法是：根据编程使用的节点数计算存储器的实际使用容量。种为估算法，用户可根据控制规模和应用目的，按照表4的公式来估算。为了使用方便，一般应留有25%～30%的裕量，获取存储容量的方法是生成程序，即用了字。知道每条指令所用的字数，用户便可确定准确的存储容量。表4同时给出了存储器容量的估算方法。

表4 控制目的估算存储器容量的方法

控制目的

公式

说明

代替继电路 M=Km（10DI+5D0） DI为数字（开关）量输入信号；Do为数字（开关）量输出信号；AI为模拟量输入信号；Km为每个接点所点存储器字节数；M为存储器容量

模拟量控制 M=Km(10DI+5Do+100AI)

多路采样控制 M=Km[10DI+5Do+100AI+(1+采样点×0.25]

四、软件选择

在系统的实现过程中，PLC的编程问题是非常重要的。用户应当对所选择PLC产品的软件功能有所了解。通常情况下，一个系统的软件总是用于处理控制器具备的控制硬件的。但是，有些应用系统也需要控制硬件部件以外的软件功能。例如，一个应用系统可能包括需要复杂数学计算和数据处理操作的特殊控制或数据采集功能。指令集的选择将决定实现软件任务的难易程度。可用的指令集将直接影响实现控制程序所需的时间和程序执行的时间。

五、支撑技术条件的考虑

选用PLC时，有无支撑技术条件同样是重要的选择依据。支撑技术条件包括下列内容：

1、编程手段

便携式简易编程器主要用于小型PLC，其控制规模小，程序简单，可用简易编程器。

CRT编程器适用于大中型PLC，除可用于编制和输入程序外，还可编辑和打印程序文本。

由于IBM-PC已得到普及推广，IBM-PC及其兼容机编程软件包是PLC很好的编程工具。目前，PLC厂商都在致力于开发适用自己机型的IBM-C及其兼容机编程软件包，并获得了成功。

2、进行程序文本处理

简单程序文本处理以及图、参量状态和位置的处理，包括打印梯形逻辑；

程序标注，包括触点和线圈的赋值名、网络注释等，这对用户或软件工程师阅读和调试程序非常有用。

图形和文本的处理。

3、程序储存方式

对于技术资料档案和备用资料来说，程序的储存方法有磁带、软磁盘或EEPROM存储程序盒等方式，具体选用哪种储存方式，取决于所选机型的技术条件。