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PLC硬件選型

PLC的選型是工程技術(shù)人員根據(jù)前期項(xiàng)目分析和項(xiàng)目難點(diǎn)的預(yù)期來(lái)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(yàn)，大多數(shù)工程項(xiàng)目中制約PLC選型的因素主要集中在幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)上，所以應(yīng)遵循先特殊后一般的原則選擇PLC。

所謂特殊即項(xiàng)目有哪些特殊的控制要求，不同控制類(lèi)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(diǎn)的擴(kuò)展能力為PLC選型的主要因素。過(guò)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(diǎn)進(jìn)行選型。在較為簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)控制中，PLC需要接收來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)編碼器送回的位置信號(hào)并相應(yīng)地發(fā)出一定頻率的脈沖來(lái)控制伺服電機(jī)，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(fù)合項(xiàng)目中，需使用不同的PLC組網(wǎng)，因此PLC支持的網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型則成為PLC選型的首要因素。

工程技術(shù)人員需按照本項(xiàng)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(jìn)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?xún)r(jià)比大化。目前多數(shù)廠家的PLC產(chǎn)品分成多個(gè)系列。當(dāng)工程技術(shù)人員選型時(shí)，按照第yi步從特殊到一般的選型順序，從低款PLC開(kāi)始，逐一對(duì)照性能參數(shù)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)不滿足要求時(shí)，考慮較高一款產(chǎn)品。以此類(lèi)推，直至選取全部滿足要求的PLC型號(hào)。如若由上至下選型，則會(huì)使PLC功能浪費(fèi)，造成大馬拉小車(chē)。

三、PLC開(kāi)關(guān)量輸入/輸出單元的選擇

PLC的開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)是用來(lái)接受現(xiàn)場(chǎng)傳感器所輸入的電平信號(hào)，開(kāi)關(guān)時(shí)輸出點(diǎn)的作用根據(jù)內(nèi)部的控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。

（1）開(kāi)關(guān)量輸入端子的選擇?，F(xiàn)在市面上PLC輸入點(diǎn)均為晶體管輸入，使用者只需要根據(jù)前期預(yù)估的輸入點(diǎn)數(shù)量選擇即可。但是這里需要注意，因PLC端接線類(lèi)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(lèi)型，則需選用相同類(lèi)型輸入的傳感器，即NPN和PNP型的傳感器不能共用一個(gè)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(yīng)的隔離，保證接入PLC輸入端的信號(hào)為直流24V電壓。

（2）開(kāi)關(guān)量輸出端子的選擇。PLC開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)的類(lèi)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(fù)載能力好，能夠短時(shí)間承受較高過(guò)電壓和過(guò)電流，有較強(qiáng)的隔離作用。但是由于繼電器內(nèi)部為機(jī)械觸點(diǎn)，動(dòng)作壽命有限，所以只能用于連接動(dòng)作頻率較低且不需要高速脈沖輸出的場(chǎng)合。

2）晶體管輸出型。晶體管型輸出是以通過(guò)控制其內(nèi)部三極管的導(dǎo)通為手段，來(lái)達(dá)到控制輸出端子通斷目的，并且其內(nèi)部并沒(méi)有機(jī)械觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)，所以相比于繼電器輸出觸點(diǎn)，晶體管輸出觸點(diǎn)壽命長(zhǎng)，動(dòng)作頻率高，不易損壞，缺點(diǎn)為負(fù)載能力較差。

（3）開(kāi)關(guān)量輸出端子選型的注意事項(xiàng)

類(lèi)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(hào)確定則只能按照同種接線方式連接負(fù)載。

在實(shí)際應(yīng)用中，建議工程技術(shù)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(fù)載，形成對(duì)于下游負(fù)載設(shè)備的電氣隔離，這樣的組合綜合了晶體管壽命長(zhǎng)和繼電器負(fù)載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。如果現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)電氣故障，PLC輸出端子將會(huì)因受到隔離繼電器保護(hù)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(wú)法修復(fù)損壞端子。

四、先內(nèi)置后擴(kuò)展原則

隨著PLC的不斷更新?lián)Q代，特別是小型機(jī)功能的不斷增強(qiáng)，PLC單機(jī)已內(nèi)置了許多擴(kuò)展模塊的功能，如模擬量功能，通信功能等。因此，選型時(shí)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(jiǎn)化設(shè)置和編程工作量。

五、PLC選型冗余量的把握

由于前期預(yù)估、現(xiàn)場(chǎng)施工改動(dòng)和后期維護(hù)升級(jí)的需要，PLC選型需考慮一定的冗余量。主要考慮I/O點(diǎn)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(wèn)題，需工程技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(jí)單機(jī)PLC；若控制功能是通過(guò)擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)的，則考慮冗余時(shí)僅需更新相應(yīng)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(jī)。

PLC的優(yōu)勢(shì)在于可以使用梯形圖進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，首先你要明確一點(diǎn)：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(gè)MCU如何驅(qū)動(dòng)繼電器來(lái)控制機(jī)床的。

其次PLC的優(yōu)勢(shì)在于穩(wěn)定性強(qiáng)，你可能覺(jué)得iPhone的APP突然閃退一下沒(méi)啥問(wèn)題，重新打開(kāi)一下就行了，實(shí)在不行就重啟。但工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備不行，死機(jī)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(guò)嚴(yán)格規(guī)劃設(shè)計(jì)、調(diào)試測(cè)試、各種抗擾試驗(yàn)認(rèn)證的，頂多稱(chēng)為繼電器控制器，而不是真正能用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的PLC。一般的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)完成后，認(rèn)證測(cè)試通過(guò)后，就不會(huì)再修改，以后的量產(chǎn)都是照著認(rèn)證測(cè)試的那套電路、底層程序來(lái)生產(chǎn)，修改任意一行芯片驅(qū)動(dòng)代碼都需要重新認(rèn)證。

了解工業(yè)防護(hù)等級(jí)么？了解冗余系統(tǒng)么？了解工業(yè)領(lǐng)域需要的是什么么？

一、先從基本說(shuō)起，穩(wěn)定性與可靠性，你一塊單片機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性能比得過(guò)IP67類(lèi)的產(chǎn)品么？懂防護(hù)等級(jí)么？看過(guò)工業(yè)惡劣現(xiàn)場(chǎng)么？看過(guò)露天野外設(shè)備作業(yè)么？一場(chǎng)大雨過(guò)后又濕又潮你敢肯定你那單片機(jī)還能行？冬天零下的溫度你敢保證它還能運(yùn)行？我就不信了。

二、工業(yè)里比如說(shuō)汽車(chē)生產(chǎn)線，或者大型的電廠煤炭等領(lǐng)域，動(dòng)不動(dòng)上百的I/O有時(shí)候上千，你用單片機(jī)給我做個(gè)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(jī)是能信春哥啊還是自愈能力100%就不死，再不濟(jì)你也單片機(jī)做一套冗余？做得出來(lái)我服你，但有一點(diǎn)可以肯定，甲方秒秒鐘KO你。

三、工業(yè)領(lǐng)域控制只是一部分，還需要采集、通訊、上位、組態(tài)、運(yùn)動(dòng)控制與顯示等領(lǐng)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(mén)子有成套的東西能夠?qū)崿F(xiàn)這些功能，你單片機(jī)是想怎么個(gè)做法？動(dòng)不動(dòng)各種Modbus、profibus、profinet、OPC等東西是要怎么個(gè)一一實(shí)現(xiàn)法？

四、開(kāi)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(lái)越簡(jiǎn)單的服務(wù)于工程師，而各種程序塊也是越來(lái)越方便人性化的任意去調(diào)用，比如PID模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊等，大大減輕了工程師的開(kāi)發(fā)壓力也縮短了開(kāi)發(fā)周期，單片機(jī)呢？自己開(kāi)發(fā)的東西難道有信心能夠打敗西門(mén)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(jī)如何實(shí)現(xiàn)？靠一個(gè)人開(kāi)發(fā)？累死了吧，國(guó)內(nèi)動(dòng)不動(dòng)在投biao的時(shí)候都是嚴(yán)重的工期不足了，PLC如何高度集成化模塊化的東西很多時(shí)候在工期面前都捉襟見(jiàn)肘，單片機(jī)開(kāi)發(fā)估計(jì)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(dòng)了，就算你真的做出來(lái)了，遇到幾十臺(tái)變頻器的時(shí)候，你覺(jué)得那單片機(jī)能扛得住干擾？大型項(xiàng)目的時(shí)候，弄了個(gè)高壓高功率電機(jī)，啟動(dòng)的時(shí)候整個(gè)電網(wǎng)都顫，那單片機(jī)各種數(shù)值不得像竄天猴兒一樣的上竄下跳??？

六、距離問(wèn)題，工業(yè)領(lǐng)域有的時(shí)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(zhǎng)）加中繼器，或者直接走民用寬帶光纖（有的時(shí)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(duì)，你沒(méi)聽(tīng)錯(cuò)，采購(gòu)電氣柜，西門(mén)子WINCC WEB)，你用單片機(jī)給我支持一下試試看？還有就是遇到突發(fā)情況下，如果無(wú)人值守或者重大事故的時(shí)候，需要由PLC的通信模塊根據(jù)情況發(fā)送短信給相關(guān)人員（比如領(lǐng)導(dǎo)），單片機(jī)能？開(kāi)發(fā)需要多久？

每個(gè)學(xué)校的電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)專(zhuān)攻的方向都不一樣，所以準(zhǔn)備考研的同學(xué)們一定要掌握好每個(gè)學(xué)校專(zhuān)業(yè)方向的相關(guān)信息再做出選擇。

電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)考研方向分為電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化、電力電子與電力傳動(dòng)、電機(jī)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(dòng)化：本人學(xué)校專(zhuān)攻的方向就是電力系統(tǒng)方向，主要學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)相關(guān)的強(qiáng)電方面的知識(shí)，比如電力系統(tǒng)繼動(dòng)保護(hù)，電力系統(tǒng)自動(dòng)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(dāng)然很多女生會(huì)選擇考國(guó)家電網(wǎng)，也是十分穩(wěn)定相對(duì)輕松的好去處。好的大學(xué)是華北電力大學(xué)和清華大學(xué)。其次為西安交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、西南交通大學(xué)、天津大學(xué)、浙江大學(xué)、武漢大學(xué)、華南理工大學(xué)等。

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

電機(jī)與電器：主要學(xué)習(xí)電機(jī)與電器制造技術(shù)、電機(jī)與電器控制技術(shù)、電工電子技術(shù)。好的去處應(yīng)該是去相關(guān)電器公司進(jìn)行電機(jī)、電器的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，或者企業(yè)的電器檢測(cè)與維修，控制運(yùn)行。好的大學(xué)是西安交通大學(xué)和浙江大學(xué)。其次為哈爾濱工業(yè)大學(xué)、沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、華北電力大學(xué)、清華大學(xué)。

電路與系統(tǒng)：主要學(xué)習(xí)電路與系統(tǒng)理論、數(shù)字信號(hào)處理。這個(gè)學(xué)科對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)要求很高，一般從事設(shè)計(jì)工作，比如集成運(yùn)放電路的設(shè)計(jì)等等。好的大學(xué)是西安電子科技大學(xué)、電子科技大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、北京郵電大學(xué)。其次為清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)、南京大學(xué)等。

控制理論與控制工程：這個(gè)專(zhuān)業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)要求較高，同樣也要學(xué)好數(shù)學(xué)。需要學(xué)習(xí)自動(dòng)控制原理、電路、微機(jī)原理、計(jì)算機(jī)控制。畢業(yè)后基本上從事軟件的編程或者硬件設(shè)計(jì)等方面的工作。好的大學(xué)是浙江大學(xué)、清華大學(xué)、東北大學(xué)、上海交通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、東南大學(xué)、華南理工大學(xué)。

我也是遇到這種情況，我們?cè)摬粫?huì)是校友吧！

其實(shí)選擇很簡(jiǎn)單：如果你想有一份比較穩(wěn)定安逸的工作，電力方向的國(guó)企就適合你了，所以考研就選擇電力系統(tǒng)。但你要自學(xué)一門(mén)“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(xué)過(guò)的。但其實(shí)這個(gè)方向也可以去電網(wǎng)、發(fā)電廠之類(lèi)的企業(yè)，河南電氣柜，只是與電力方向的學(xué)生相比優(yōu)勢(shì)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(xué)得好！

電力電子傳動(dòng)其實(shí)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(fù)雜的系統(tǒng)就是電力系統(tǒng)。將來(lái)電力系統(tǒng)的發(fā)展方向就是大電網(wǎng)，而這個(gè)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(dòng)化的研究方向，所以研究生這個(gè)方向?qū)?lái)還是大有作為的。電力電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)通信這些高科技的技術(shù)來(lái)協(xié)助大電網(wǎng)的穩(wěn)定發(fā)展。個(gè)人感覺(jué)還是電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化有前途。