鄭州繼飛機電設備有限公司

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PLC硬件選型

PLC的選型是工程技術人員根據(jù)前期項目分析和項目難點的預期來選擇合適PLC，主要依據(jù)以下原則。

一、先特殊后一般原則

根據(jù)工程經(jīng)驗，大多數(shù)工程項目中制約PLC選型的因素主要集中在幾個關鍵點上，所以應遵循先特殊后一般的原則選擇PLC。

所謂特殊即項目有哪些特殊的控制要求，不同控制類型有著不同的首要制約因素。如順序控制中，CPU的程序容量和I/O點的擴展能力為PLC選型的主要因素。過程控制中，則以控制模擬量的數(shù)量和模擬量的精度作為出發(fā)點進行選型。在較為簡單的運動控制中，PLC需要接收來自現(xiàn)場編碼器送回的位置信號并相應地發(fā)出一定頻率的脈沖來控制伺服電機，因此PLC處理數(shù)據(jù)的速度、輸入端接收高速脈沖的能力和輸出端高速脈沖的發(fā)送能力將成為PLC選型的首要因素。而在大型復合項目中，需使用不同的PLC組網(wǎng)，因此PLC支持的網(wǎng)絡類型則成為PLC選型的首要因素。

工程技術人員需按照本項目的核心需求，將不同的控制要求按照從特殊到一般的順序進行排列，如此選型將事半功倍，更可降低工程的整體難度。

二、由下至上原則

由下至上原則的目的是將PLC選型的性價比大化。目前多數(shù)廠家的PLC產(chǎn)品分成多個系列。當工程技術人員選型時，按照第yi步從特殊到一般的選型順序，從低款PLC開始，逐一對照性能參數(shù)。當發(fā)現(xiàn)不滿足要求時，考慮較高一款產(chǎn)品。以此類推，直至選取全部滿足要求的PLC型號。如若由上至下選型，則會使PLC功能浪費，造成大馬拉小車。

三、PLC開關量輸入/輸出單元的選擇

PLC的開關量輸入點是用來接受現(xiàn)場傳感器所輸入的電平信號，開關時輸出點的作用根據(jù)內(nèi)部的控制信號來驅(qū)動外部負載。

（1）開關量輸入端子的選擇。現(xiàn)在市面上PLC輸入點均為晶體管輸入，使用者只需要根據(jù)前期預估的輸入點數(shù)量選擇即可。但是這里需要注意，因PLC端接線類型不同，分別有NPN和PNP兩種輸入方式，其意義是輸入端是以低電平有效還是以高電平有效，批發(fā)電氣柜，一旦確定輸入端的接線類型，則需選用相同類型輸入的傳感器，即NPN和PNP型的傳感器不能共用一個PLC的輸入端子。

現(xiàn)在市面上PLC輸入端子多為直流24V的輸入電壓，如果需要其將他電壓規(guī)格的傳感器接入到PLC，需用繼電器做相應的隔離，保證接入PLC輸入端的信號為直流24V電壓。

（2）開關量輸出端子的選擇。PLC開關量輸出點的類型主要為繼電器型輸出和晶體管輸出兩種。

1）繼電器輸出型。繼電器輸出負載能力好，能夠短時間承受較高過電壓和過電流，有較強的隔離作用。但是由于繼電器內(nèi)部為機械觸點，動作壽命有限，所以只能用于連接動作頻率較低且不需要高速脈沖輸出的場合。

2）晶體管輸出型。晶體管型輸出是以通過控制其內(nèi)部三極管的導通為手段，來達到控制輸出端子通斷目的，并且其內(nèi)部并沒有機械觸點結構，所以相比于繼電器輸出觸點，晶體管輸出觸點壽命長，動作頻率高，不易損壞，缺點為負載能力較差。

（3）開關量輸出端子選型的注意事項

類似于輸入端，晶體管輸出端子也分為NPN型和PNP型兩種。一旦型號確定則只能按照同種接線方式連接負載。

在實際應用中，建議工程技術人員多選用晶體管輸出型PLC，并在輸出端使用繼電器連接外部負載，形成對于下游負載設備的電氣隔離，這樣的組合綜合了晶體管壽命長和繼電器負載能力強的優(yōu)點。如果現(xiàn)場出現(xiàn)電氣故障，PLC輸出端子將會因受到隔離繼電器保護而免受損壞，只需要更換損壞的繼電器即可。而一旦繼電器輸出型PLC端子損壞，將無法修復損壞端子。

四、先內(nèi)置后擴展原則

隨著PLC的不斷更新?lián)Q代，特別是小型機功能的不斷增強，PLC單機已內(nèi)置了許多擴展模塊的功能，如模擬量功能，通信功能等。因此，選型時盡可能選用內(nèi)置功能多的PLC，既降低了成本，又節(jié)省控制柜空間，更可以簡化設置和編程工作量。

五、PLC選型冗余量的把握

由于前期預估、現(xiàn)場施工改動和后期維護升級的需要，PLC選型需考慮一定的冗余量。主要考慮I/O點的數(shù)量，較小的工程控制在20%的冗余范圍；較大的工程控制在5%～10%。其它如模擬量，通信和總線功能的冗余問題，需工程技術人員根據(jù)現(xiàn)場硬件配置靈活把握，如果控制功能均為PLC內(nèi)置的，則需更換高一級單機PLC；若控制功能是通過擴展模塊實現(xiàn)的，則考慮冗余時僅需更新相應模塊即可。

不能。雖然大多數(shù)PLC里的主控芯片就是MCU單片機。

PLC的優(yōu)勢在于可以使用梯形圖進行二次開發(fā)，首先你要明確一點：PLC是給電qi工程師使用的。電qi工程師不是電子工程師，他們的工作不是單單考慮你這個MCU如何驅(qū)動繼電器來控制機床的。

其次PLC的優(yōu)勢在于穩(wěn)定性強，你可能覺得iPhone的APP突然閃退一下沒啥問題，重新打開一下就行了，實在不行就重啟。但工業(yè)現(xiàn)場的設備不行，死機一秒有可能是一條人命……

所以你想用MCU、繼電器、光耦做PLC可以，但不經(jīng)過嚴格規(guī)劃設計、調(diào)試測試、各種抗擾試驗認證的，頂多稱為繼電器控制器，而不是真正能用于工業(yè)現(xiàn)場的PLC。一般的工業(yè)現(xiàn)場設備，開發(fā)設計完成后，認證測試通過后，就不會再修改，以后的量產(chǎn)都是照著認證測試的那套電路、底層程序來生產(chǎn)，修改任意一行芯片驅(qū)動代碼都需要重新認證。

了解工業(yè)防護等級么？了解冗余系統(tǒng)么？了解工業(yè)領域需要的是什么么？

一、先從基本說起，穩(wěn)定性與可靠性，你一塊單片機的穩(wěn)定性和可靠性能比得過IP67類的產(chǎn)品么？懂防護等級么？看過工業(yè)惡劣現(xiàn)場么？看過露天野外設備作業(yè)么？一場大雨過后又濕又潮你敢肯定你那單片機還能行？冬天零下的溫度你敢保證它還能運行？我就不信了。

二、工業(yè)里比如說汽車生產(chǎn)線，或者大型的電廠煤炭等領域，動不動上百的I/O有時候上千，你用單片機給我做個看看，而且就PLC這種抗草的貨還得弄一套冗余系統(tǒng)，你單片機是能信春哥啊還是自愈能力100%就不死，再不濟你也單片機做一套冗余？做得出來我服你，但有一點可以肯定，甲方秒秒鐘KO你。

三、工業(yè)領域控制只是一部分，還需要采集、通訊、上位、組態(tài)、運動控制與顯示等領域，這些東西都需要依靠完整的工業(yè)體系與通訊協(xié)議去做，比如西門子有成套的東西能夠?qū)崿F(xiàn)這些功能，你單片機是想怎么個做法？動不動各種Modbus、profibus、profinet、OPC等東西是要怎么個一一實現(xiàn)法？

四、開發(fā)周期，各家PLC廠商都在不斷完善自己的編程軟件，使之能夠越來越簡單的服務于工程師，而各種程序塊也是越來越方便人性化的任意去調(diào)用，比如PID模塊、運動控制模塊等，大大減輕了工程師的開發(fā)壓力也縮短了開發(fā)周期，單片機呢？自己開發(fā)的東西難道有信心能夠打敗西門子工程師的？

五、外圍硬件支持，這是某組態(tài)軟件上的東西，單片機如何實現(xiàn)？靠一個人開發(fā)？累死了吧，國內(nèi)動不動在投biao的時候都是嚴重的工期不足了，PLC如何高度集成化模塊化的東西很多時候在工期面前都捉襟見肘，單片機開發(fā)估計就猴年馬月了，更別提去支持HMI、可視化控制系統(tǒng)、市面上上百種的品牌與硬件驅(qū)動了，就算你真的做出來了，遇到幾十臺變頻器的時候，你覺得那單片機能扛得住干擾？大型項目的時候，弄了個高壓高功率電機，啟動的時候整個電網(wǎng)都顫，那單片機各種數(shù)值不得像竄天猴兒一樣的上竄下跳??？

六、距離問題，工業(yè)領域有的時候是要跨區(qū)域整合與監(jiān)視的，所用的通訊方式多為以太網(wǎng)（通訊距離長）加中繼器，或者直接走民用寬帶光纖（有的時候距離要好幾公里幾十公里），所用的東西到后很可能是用的微軟的IE瀏覽器（對，你沒聽錯，采購電氣柜，西門子WINCC WEB)，你用單片機給我支持一下試試看？還有就是遇到突發(fā)情況下，如果無人值守或者重大事故的時候，需要由PLC的通信模塊根據(jù)情況發(fā)送短信給相關人員（比如領導），單片機能？開發(fā)需要多久？

每個學校的電氣工程及其自動化專業(yè)專攻的方向都不一樣，所以準備考研的同學們一定要掌握好每個學校專業(yè)方向的相關信息再做出選擇。

電氣工程及其自動化專業(yè)考研方向分為電力系統(tǒng)及其自動化、電力電子與電力傳動、電機與電器、電路與系統(tǒng)、控制理論與控制工程等。

電力系統(tǒng)及其自動化：本人學校專攻的方向就是電力系統(tǒng)方向，主要學習電力系統(tǒng)相關的強電方面的知識，比如電力系統(tǒng)繼動保護，電力系統(tǒng)自動化等等。就業(yè)方向一般就是去變電廠，發(fā)電廠，電力公司等等，當然很多女生會選擇考國家電網(wǎng)，也是十分穩(wěn)定相對輕松的好去處。好的大學是華北電力大學和清華大學。其次為西安交通大學、華中科技大學、西南交通大學、天津大學、浙江大學、武漢大學、華南理工大學等。

電力電子與電力傳動：主要學習電力電子電路，模擬電子技術、信號與系統(tǒng)等知識。電力電子是一個全新的學科，畢業(yè)后一般會去好的企業(yè)或研究公司，總的來說就業(yè)前景很好，工資很高，但是同樣比較辛苦。好的大學是清華大學、西安交通大學、華中科技大學、浙江大學。其次為南京航天航空大學、華南理工大學、哈爾濱工業(yè)大學、華北電力大學、上海交通大學等。

電機與電器：主要學習電機與電器制造技術、電機與電器控制技術、電工電子技術。好的去處應該是去相關電器公司進行電機、電器的產(chǎn)品設計，或者企業(yè)的電器檢測與維修，控制運行。好的大學是西安交通大學和浙江大學。其次為哈爾濱工業(yè)大學、沈陽工業(yè)大學、華中科技大學、上海交通大學、華北電力大學、清華大學。

電路與系統(tǒng)：主要學習電路與系統(tǒng)理論、數(shù)字信號處理。這個學科對專業(yè)技術要求很高，一般從事設計工作，比如集成運放電路的設計等等。好的大學是西安電子科技大學、電子科技大學、復旦大學、北京郵電大學。其次為清華大學、上海交通大學、浙江大學、南京大學等。

控制理論與控制工程：這個專業(yè)對計算機技術要求較高，同樣也要學好數(shù)學。需要學習自動控制原理、電路、微機原理、計算機控制。畢業(yè)后基本上從事軟件的編程或者硬件設計等方面的工作。好的大學是浙江大學、清華大學、東北大學、上海交通大學、西北工業(yè)大學、東南大學、華南理工大學。

我也是遇到這種情況，我們該不會是校友吧！

其實選擇很簡單：如果你想有一份比較穩(wěn)定安逸的工作，電力方向的國企就適合你了，所以考研就選擇電力系統(tǒng)。但你要自學一門“電力系統(tǒng)”；

如果你想有一份有挑戰(zhàn)行的工作，就選電氣電子方向吧，而且考研課程都是你學過的。但其實這個方向也可以去電網(wǎng)、發(fā)電廠之類的企業(yè)，河南電氣柜，只是與電力方向的學生相比優(yōu)勢略不足！但如果你是很優(yōu)的，那你就不需要考慮那么多了！所以，選得好，還要學得好！

電力電子傳動其實就業(yè)方向更廣，可以從事工控行業(yè)，只是薪水不是很高，

世界上已知的復雜的系統(tǒng)就是電力系統(tǒng)。將來電力系統(tǒng)的發(fā)展方向就是大電網(wǎng)，而這個系統(tǒng)要繼續(xù)維持并發(fā)展需要的是電力系統(tǒng)及其自動化的研究方向，所以研究生這個方向?qū)磉€是大有作為的。電力電子、自動控制、計算機通信這些高科技的技術來協(xié)助大電網(wǎng)的穩(wěn)定發(fā)展。個人感覺還是電力系統(tǒng)及其自動化有前途。