西门子系列PLC选型向导

时间：2022-08-11

1 *处理单元
*处理器单元即CPU，一般由控制器、运算器和寄存器组成。CPU 通过地址总线、数据总线、控制总线与储存单元、输入输出单元、通信接口、扩展接口相连。CPU 是 PLC 的核心，输入单元将采集的输入信号传送到CPU，CPU执行用户程序并将运算结果传送到输出单元，用以驱动现场设备。选择CPU通常需要考虑一下几个方面：
·运算速度：不同的控制系统对控制的响应速度需求不同，对于要求响应时间较快的系统，则要求CPU的运算速度快，并尽快地将运算结果传送到输出单元。
运算速度性能指标可参考CPU指令执行时间。
·工作存储器：根据控制方案的复杂程度预估需要的工作存储器大小，考虑适当的余量。
·集成的通信接口：CPU通过通信接口进行编程组态，还可与人机界面、其他PLC系统、分布式I/O等实现数据交换。CPU集成的通信接口通常有MPI接口、PROFIBUS接口、PROFINET（PN）接口，根据通信对象（通信对象可以为编程设备、仪表、HMI、其他PLC系统等等）支持的电气接口标准以及所使用的通信协议选择集成通信接口。
2 储存器
PLC 的存储器包括系统存储器，装载存储器和工作存储器。系统存储器用于存放 PLC 的系统程序和内部寄存器，装载存储器则用于存放 PLC 的用户程序，用户程序编译后被存放在工作存储器中执行。装载存储器通常为MC卡，支持外部扩展，而工作存储器是集成在CPU中并且无法扩展的，在选择CPU时需根据控制方案的复杂程度预估可能使用的工作存储器大小并留有适当余量。选择装载存储器通常只需选择不小于工作存储器大小的存储卡即可。
3 通信接口
通信接口的功能是通过这些通信接口可以和监视器、打印机、其他的 PLC 或是计算机相连，从而实现“PLC与上位机”或“PLC与PLC”之间的通信。通信接口可以集成在CPU模块上使用内部总线与CPU通信，也可以使用单独的通信接口模块通过外部总线与CPU通信。通信接口的选择首先确定通信对象接口的电气标准例如RS232、RS485、RJ45等，还需要确定使用的协议，常见的例如PROFINET，PROFIBUS总线协议，通过PROFINET和PROFIBUS总线，CPU可与分散在远端现场的输入输出单元进行数据交换，使PLC系统规模更易于扩充。
4 输入输出单元（I/O）
输入单元的作用是将按钮、行程开关或传感器等产生的信号输入 CPU，根据信号类型，输出单元的作用则是将 CPU 向外输出的信号转换成可以驱动外部执行元件的信号，以便控制接触器线圈等电器的通、断电。
输入输出单元主要分为模拟量输入模块，模拟量输出模块、数字量输入模块和数字量输出模块。模拟量输入模块测量电流、电压、电阻、热电偶等连续信号，模拟量输出模块输出电流、电压信号驱动现场执行器，模拟量输入输出模块需考虑处理信号的分辨率，响应时间以及信号测量范围。数字量输入模块应考虑信号电平、传输距离、隔离、供电方式，响应时间等应用要求。数字量输出模块应考虑不同的负载对PLC的输出方式的要求。
继电器输出模块具有使用电压范围广、导通压降小、有隔离作用等许多优点，但响应时间较长，所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型模块；而频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型模块，而不应选用继电器输出型模块。输出模块还有直流输出、交流输出等，与应用要求应一致。
此外还有一些智能式输入输出模块，如高速计数模块、凸轮模拟模块、单回路或多回路的PID模块等。一般智能式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。
5 扩展接口
PLC 的扩展接口的作用是将扩展单元与基本单元相连，可简单的扩充 PLC系统规模，在早期可满足小中型PLC控制系统的需要，随着PLC系统规模不断的扩大以及总线技术的发展，使用分布式I/O来扩展PLC系统已经越来越普及，扩展接口已经很少使用。
6 电源
PLC 一般使用 220V交流电源或 24V 直流电源，通过内部开关电源为 PLC 的*处理器、接口单元、输入输出单元等电路提供 5V、12V、24V 直流电源，使PLC 能正常工作。选择电源时需要计算每个模块的电流消耗，包括CPU、接口模块、输入模块、输出模块以及外部负载等等。在制造商提供的产品手册中能查到各种部件的电流或功率消耗值。
PLC选型过程中不仅需要考虑以上几个部分的性能，还需考虑PLC系统的安装环境。在特定的环境下需要选择特殊系列的PLC，例如户外使用时可能需要的防护等级为IP67，环境温度小于0℃的需要选择宽温型的PLC。

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