西門子6ES7231-0HF22-0XA0

PLC 硬件系統設計

1 ． PLC 型號的選擇

在作出系統控制方案的決策之前，要詳細了解被控對象的控制要求，從而決定是否選用 PLC 進行控制。

在控制系統邏輯關系較復雜（需要大量中間繼電器、時間繼電器、計數器等）、工藝流程和產品改型較頻繁、需要進行數據處理和信息管理（有數據運算、模擬量的控制、 PID 調節等）、系統要求有較高的可靠性和穩定性、準備實現工廠自動化聯網等情況下，使用 PLC 控制是很必要的。

目前，國內外眾多的生產廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產品，使用戶眼花繚亂、無所適從。所以全面權衡利弊、合理地選擇機型才能達到經濟實用的目的。一般選擇機型要以滿足系統功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設備資源的浪費。機型的選擇可從以下幾個方面來考慮。

（ 1 ）對輸入 / 輸出點的選擇

盲目選擇點數多的機型會造成一定浪費。

要先弄清除控制系統的 I/O 總點數，再按實際所需總點數的 15 ～ 20 ％留出備用量（為系統的改造等留有余地）后確定所需 PLC 的點數。

另外要注意，一些高密度輸入點的模塊對同時接通的輸入點數有限制，一般同時接通的輸入點不得超過總輸入點的 60 ％； PLC 每個輸出點的驅動能力（ A/ 點）也是有限的，有的 PLC 其每點輸出電流的大小還隨所加負載電壓的不同而異；一般 PLC 的允許輸出電流隨環境溫度的升高而有所降低等。在選型時要考慮這些問題。

PLC 的輸出點可分為共點式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級，但這種 PLC 平均每點的價格較高。如果輸出信號之間不需要隔離，則應選擇前兩種輸出方式的 PLC 。

（ 2 ）對存儲容量的選擇

對用戶存儲容量只能作粗略的估算。在僅對開關量進行控制的系統中，可以用輸入總點數乘 10 字 / 點＋輸出總點數乘 5 字 / 點來估算；計數器/ 定時器按（ 3 ～ 5 ）字 / 個估算；有運算處理時按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模擬量輸入 / 輸出的系統中，可以按每輸入 / （或輸出）一路模擬量約需（ 80 ～ 100 ）字左右的存儲容量來估算；有通信處理時按每個接口 200 字以上的數量粗略估算。后，一般按估算容量的50 ～ 100 ％留有裕量。對缺乏經驗的設計者，選擇容量時留有裕量要大些。

（ 3 ）對 I/O 響應時間的選擇

PLC 的 I/O 響應時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲（一般在 2 ～ 3 個掃描周期）等。對開關量控制的系統，PLC 和 I/O 響應時間一般都能滿足實際工程的要求，可不必考慮 I/O 響應問題。但對模擬量控制的系統、特別是閉環系統就要考慮這個問題。

（ 4 ）根據輸出負載的特點選型

不同的負載對 PLC 的輸出方式有相應的要求。例如，頻繁通斷的感性負載，應選擇晶體管或晶閘管輸出型的，而不應選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優點，如導通壓降小，有隔離作用，價格相對較便宜，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，其負載電壓靈活（可交流、可直流）且電壓等級范圍大等。所以動作不頻繁的交、直流負載可以選擇繼電器輸出型的 PLC 。

（ 5 ）對在線和離線編程的選擇

M223, 32DI DC24V/32DA RELAY, 2A/POINT

技術數據

		***備件*** SIMATIC S7-200，數字量 I/O EM 223，僅用于 S7-22X CPU， 32 DE 24V DC，灌電流/拉電流， 32 DA 繼電器，2A/通道
電源電壓
負載電壓 L+
● 額定值 (DC)		24 V
● 允許范圍，下限 (DC)		5 V
● 允許范圍，上限 (DC)		30 V
負載電壓 L1
● 額定值 (AC)		230 V; 24V AC 至 230V AC
● 允許范圍，下限 (AC)		5 V
● 允許范圍，上限 (AC)		250 V
輸入電流
來自背板總線 DC 5 V，大值		205 mA
來自傳感器電源或外部電源 (DC 24 V)，大值		128 mA
來自線圈電流，大值		9 mA; 信號“1”時的每個輸出
功率損失
功率損失，典型值		13 W
數字輸入
數字輸入端數量		32
輸入電壓
● 輸入電壓類型		AC/DC
● 額定值 (DC)		24 V
● 對于信號“0”		0 至 5 V
● 對于信號“1”		15 V DC 至 30 V DC
輸入電流
● 對于信號“1”，典型值		4 mA
輸入延遲（輸入電壓為額定值時）
對于標準輸入端
— 從“0”到“1”時，大值		4.5 ms
數字輸出
數字輸出端數量		32; 繼電器
短路保護		否
輸出電壓
● 對于信號“0”的大值		0.1 V; 附帶 10 kOhm 負載
● 對于信號 “1”，小值		L+/L1
輸出電流
● 對于信號“1”的額定值		2 000 mA