1 引言 

在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置，例如电机的启停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、流量的设定与控制等，而PLC技术是解决上述问题的最有效、最便捷的工具，因此PLC在工业控制领域得到了广泛的应用。下面就PLC工业控制系统设计中的问题进行探讨。

2 PLC系统设备选型

PLC最主要的目的是控制外部系统。这个系统可能是单个机器，机群或一个生产过程。不同型号的PLC有不同的适用范围。根据生产工艺要求，分析被控对象的复杂程度，进行I/O点数和I/O点的类型（数字量、模拟量等）统计，列出清单。适当进行内存容量的估计，确定适当的留有余量而不浪费资源的机型（小、中、大形机器）。并且结合市场情况，考察PLC生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况，选定价格性能比较好的PLC机型。

目前市场上的PLC产品众多，国外知名品牌有德国的SIEMENS;日本的 OMRON、MITSUBISHI、FUJI、Panasonic;美国的GE;韩国的LG等。国产品牌有研华、研祥、合力时等。近几年，PLC产品的价格有较大的下降，其性价比越来越高。PLC 的选型应从以下几个方面入手。

2.1 确定PLC 控制系统的规模

依据工厂生产工艺流程和复杂程度确定系统规模的大小。可分为大、中、小三种规模。

小规模PLC控制系统:单机或者小规模生产过程，控制过程主要是条件、顺序控制，以开关量为主，并且I/O点数小于128 点。一般选用微型PLC,如SIEMENS S7-200等。

中等规模PLC控制系统:生产过程是复杂逻辑控制和闭环控制，I/O点数在128——512 点之间。应该选用具有模拟量控制、PID控制等功能的PLC，如SIEMENS S7-300等。

大规模PLC控制系统:生产过程是大规模过程控制、DCS系统和工厂自动化网络控制，I/O点数在512点以上。应该选用具有通信联网、智能控制、数据库、中断控制、函数运算的高档PLC,如SIEMENS S7-400等, 再和工业现场总线结合实现工厂工业网络的通讯和控制。

2.2 确定PLC I/O 点的类型

根据生产工艺要求，分析被控对象的复杂程度，进行I/O点数和I/O点的类型（数字量、模拟量等）统计，列出清单。适当进行内存容量的估计，确定适当的留有软硬件资源余量而不浪费资源的机型（小、中、大型机器）。

根据PLC输出端所带的负载是直流型还是交流型，是大电流还是小电流，以及PLC输出点动作的频率等，从而确定输出端采用继电器输出，还是晶体管输出，或品闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式，对系统的稳定运行是很重要的。

电磁阀的开闭、大电感负载、动作频率低的设备，PLC输出端采用继电器输出或者固态继电器输出;各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动/停止应采用晶体管输出。

2.3 确定PLC编程工具

（1） 一般的手持编程器编程。 手持编程器只能用商家规定语句表中的语句表（STL）编程。这种方式效率低，但对于系统容量小、用量小的产品比较适宜，具有体积小、价格低、易于现场调试等优点。 这主要用于微型PLC的编程。

（2） 图形编程器编程。图形编程器采用梯形图（LAD）编程，方便直观，一般的电气人员短期内就可应用自如，但该编程器价格较高,主要用于微型PLC和中档PLC。

（3） 计算机加PLC软件包编程 。这种方式是效率最高的一种方式，但大部分公司的PLC 开发软件包价格昂贵，并且该方式不易于现场调试，主要用于中高档PLC系统的硬件组态和软件编程。

3 PLC控制系统的设计

PLC 控制系统设计包括硬件设计和软件设计。

3.1 PLC控制系统的硬件设计

硬件设计是PLC控制系统的至关重要的一个环节，这关系着PLC控制系统运行的可靠性、安全性、稳定性。主要包括输入和输出电路两部分。

（1） PLC控制系统的输入电路设计。PLC供电电源一般为AC85—240V，适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件（如电源滤波器、1:1隔离变压器等）;隔离变压器也可以采用双隔离技术，即变压器的初、次级线圈屏蔽层与初级电气中性点接大地，次级线圈屏蔽层接PLC 输入电路的地，以减小高低频脉冲干扰。

PLC输入电路电源一般应采用DC 24V, 同时其带负载时要注意容量，并作好防短路措施，这对系统供电安全和PLC安全至关重要，因为该电源的过载或短路都将影响PLC的运行，一般选用电源的容量为输入电路功率的两倍，PLC输入电路电源支路加装适宜的熔丝，防止短路。

（2） PLC控制系统的输出电路设计。依据生产工艺要求，各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动停止应采用晶体管输出，它适应于高频动作，并且响应时间短;如果PLC 系统输出频率为每分钟6 次以下，应首选继电器输出，采用这种方法，输出电路的设计简单，抗干扰和带负载能力强。

如果PLC输出带电磁线圈等感性负载，负载断电时会对PLC的输出造成浪涌电流的冲击，为此，对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路，可有效保护PLC。

当PLC扫描频率为10次／min 以下时，既可以采用继电器输出方式，也可以采用PLC输出驱动中间继电器或者固态继电器（SSR），再驱动负载。

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9：XYCOM：I/O 、VME板和处理器等。

10：GE FANUC(GE发那科)：模块、卡件、驱动器等各类备件。

11：Yaskawa（安川）：伺服控制器、伺服马达、伺服驱动器。

12：Bosch Rexroth（博世力士乐）：Indramat，I/O模块,PLC控制器,驱动模块等。

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14:工业机器人系统备件。

Motorola: SNN5685A 1010mAh High Performance Battery 

Welding Lathe With Controller.  Good Working Old Stock   

Weller DS500 Power Desoldering Station  

Parker Model: MC225 Shock Absorber.  Good Used Stock   

 Affinity  Model: FWA-032L-ED20CBD Water Cooled Refrigerated    

VideoJet Systems 170i  LC Display .   

3M Model:  790 Static Monitor  

Camfil Part Number: 655160063 HEPA Filter  

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Brady P/N: 65561 Small Gate Valve Lockout.  Red 2.5-5.   New Old Stock.  No Box 

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VideoJet Systems Model: 370671 Air Filter.  Inlet: 150 PSIG, Outlet: 100 PSIG  W

3M 3000 Series Grounding System, Model: 3042. New Old Stock  

Lot of Lovejoy Model: L050-16mm Couplers.  Qty. 2.  New Old Stock   

Vlier Model: SPR375 Pull Ring  Steel Plunger.  New Old Stock 

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Leco Corporation Model: CHN-1000 Element Analyzer. Part Number: 601-800-300.    

Toledo Scale PN:  A12301800A Analog Board   

Patlite Corp. Model: SE-D Signal Tower.  24V AC/DC.  1.5W/ 1 Stack.    

Lot of Plato Model: TX-343 Soldering Tips, Qty. 25  

Simco Trustat: Series 4710 Table Mat / Wrist Strap Grn 

Lot of Static Tech: GC-1107 15" Ground Cords.  1Mg Resistor.  Qty. 2. New Old S 

Simco Static Eliminator Midget Power Unit, Model: F267.  230V, 7KV RMS, .25A  

PALL Trinity Micro Profil Filter Cartridge, Model: R1F100E.  New Old Stock  

Barnstead / Thermolyne Model: FL703X2 Filter.  New Old Stock  

FOXCONN PVA080F12H-P03-AE FAN DELL DC12V 0.36A 45CFM 725Y7-A00 FAN  

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HARTMAN 36-3128-010 ALLIS CHALMERS BOARD NEW  

AEG Model FK60-04 Tube Contain in Philips Mount  

Metcal Model: STTC-038 Replaceable Tip Cartridge.  New Old Stock   

Metcal Model: STTC-040 Replaceable Tip Cartridge.  New Old Stock   

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Scherr-Tumico Precision Grammes Indicator.   

Signatone Model: S-1041/5D1CL Wafer Probe Test Station  

Unitron / Mitutoyo  Micrometer with W10 Lense   

Signatone Model: S-1041/5D3L Wafer Probe Test Station  

Rucker & Kolls Model: 425 Probe Card Build Station  B

Grammes Indicator Model ARPO Gauge.  0 -250.    

Signatone Model: S-1160A-6 General Purpose Analytical Probe Station  

Starrett Model: T465 Direct-Readin Large Micrometer Heat.  .0001" Division    

Micromanipulator Model: 6000-EVS-6SS 6" Chuck   ???? New Old Stock.  

Microscan 7000 Series Model: FIS-7000-0003  Scanner  

Microscan:  FIS-0710-0019  Mini High Density Scanner.  New Old Stock  

Microscan: 97-100004-15 Power Supply.  100-240V, 1.5A.  New Old Stock.  No Box  

Microscan: 97-100001-01 115VAC Power Supply.  0.25A.  New Old Stock  

Microscan Model: 99-420001-01 / M9125 Connect Module 

Microscan: 99-420001-01, M10076, IB-105 w/AC Adapter 

Microscan Mdl. FIS-0710-0013  Scanner, MS-710 Series  

Microscan Mdl. FIS-0710-0013  Scanner, MS-710 Series  

Sony DXC-9100P Progressive 3CCD Color Video Camera w/ 12V Connector  

Dalsa Model: CT-F3-1024W-541WSP High Sensitivity Line Scan Camera w/ Cables   

Sony Model: XC-75 CCD Video Camer Module w/ AC Adapter & TV Lens  

Lot of Chicago Miniature Model: 1050C3 Lamps. Orange.  Qty.8.  New Old Stock 

Nikon BD Plan 100.  0.90 Dry, 210/0 Objective P

Olympus: BA524L001 DC Motor with Olympus E140  Gear Head.  Unused Old Stock   J 

Bausch & Lomb  5X Periskop Eyepiece  

Bausch & Lomb  7.5X Hyperplane Eyepiece  

Bausch & Lomb  8X Periskop Eyepiece  

Bausch & Lomb Cat. No. 31-35-47 Microscope Illuminitor Xfmer.  Tested Good    J

 Carl Zeiss Four Objective Bayonet   P

Stockeryale  Model:  973-510 Bulb.  New Old Stock  

Scienscope Model: SZ-LA-05 .5X Auxiliary Lens, WD177.  New Old Stock 

Olympus Model: VMF1x Stereo Microscope w/Mount 

MicroMaster / Fisher Scientific Model E Scope  

Steren Model: COM-260 Video Processor   

Nissho Optical Model: MDS 50 60.  1.5X.  WD. = 130mm.  With Mount   

Nissho Optical Model: MDS 50 60.  1.5X.  WD. = 130mm.   

Olympus Model: CL3A12 D.C. Motor with Olympus G60 Gear Head   

120V AC Lamp w/ 31 kΩ Limit Resistor, No Mfg.     

Bausch & Lomb  DynaZoom with Two  15x  W.F. Eyepieces   

Bausch & Lomb  DynaZoom with Two  10x  W.F - 23  Eyepieces   

Lot of Ushio: 8018 Halogen Lamp, 6Volts / 15 Watts.  New Old Stock   

Microscopes West Model: C-3832 Microscope Lamp.  New Old Stock  

Panavise Model: 880-063 Standard Security Mount, Cream Color, 6" Rise 

Sony DXC-960MD Color Video Camera w/ Diagnostic Instruments. 

Olympus Model: 20/.50 Plan EPI Objective   P

Olympus Model: 6.5/.15 Plan EPI Objective   P

Olympus Model: 10/.25 Plan EPI Objective   P

Olympus Model: MPlan 10,  0.25 Objective   P

Olympus Model: MPlan 40,  0.63 Objective   P

Bausch & Lomb  Model: 15 W.F. Eyepiece.   P

Bausch & Lomb  Model: 15 W.F. Eyepiece.   P

Bausch & Lomb  Model: 15 W.F. Stereo Eyepiece.   P

Optem Int'l / Magnetic HF-65 Scope Station w/ Remote 

Lot of Dialight Part Number: 507-4960-3333-500, Qty. 5.  Yellow.  New Old Stock 

Lot of Dialight Part Nbr: 507-43917 Red Indicator Lamps. Qty. 5.  New Old Stock 

Sony CCD Package w/Camera, Monitor, Controller & More  

LT-177Z (P8018X).   6Volts / 15 Watts Halogen Lamp.  New Old Stock   

K92105993 TOTOKU CAMERA WITH 4X75 LENS AND CABLE   W

B+W 72, 090, 5x Polarizing Filter  

Bausch & Lomb  DynaZoom. No  Eyepieces   

MicroImage Video Systems A209 Camera & CCU209 Cntlr. 

WENTWORTH LABS MODEL: 0-022-0101 PROBER, PROBER STATION 6" CHUCK  

Dialight Part Number: 250-8745-14-504 Lamp Socket.  New Old Stock  

Magnetic / Optem: 4CWAK2-013 Scope Station w/ Remote 

20 Watt Microscope Lamp Socket, Manufacturer Unknown  

American Optical Model: 569  Stereo Microscope.  0.7 to 3.0.    J

Carl Zeiss Jena Planachromat HD: 5x/0.10 ∞/-A  Objective   W2

Kodak No. 87C / CAT 170 4543 / Barcode No: 41771 70454 

Bausch & Lomb:  0.20 N.A 8X 215mm T.L. Eyepiece.   P

NEC Model: TI-23A CCD Camera.  New Old Stock