如何选择工业自动化控制器
在选择工业自动化控制器时，需要考虑几个重要的术语，而不仅仅是那些 其中PLC、PAC或IPC字样 .应用需求需要明确定义，同时在做出选择之前必须考虑可扩展性需求。
对于初学者来说，拆分设备的操作需求是一个很好的起点，这将有助于用户评估机器制造商指定的控制器范围。自动化系统可以提供全面的解决方案或单独的控制，具体取决于它如何适应制造场景。
可编程逻辑控制器 (PLC)、可编程自动化控制器 (PAC) 或工业个人计算机 (IPC) 可以为单个工作站、机器、装配线甚至整个车间提供控制。在集成制造系统的情况下，具有远程输入/输出基础的单个大型控制器通过以太网进行通信，可用于提供端到端控制。但是，有时应用程序可能需要模块化方法，将自动化系统分解为逻辑部分会更合适。在这种情况下，自动化会被划分并分散在较小的 PLC 中，具体取决于工作量。
一些自动化专家认为这两个决策相距甚远，得出的结论是两者都需要不同的平台。但这不一定是真的。有些制造商的控制器提供不同的尺寸选择，都与相同的编程软件兼容。单一编程环境的存在意味着可以在系统中注入灵活性，同时可以削减与程序开发相关的成本，因为项目可以从一个 PLC 移植到另一个。
然而，令人生畏的决定是决定是否将大型 PLC 用于单个程序或是否使用模块化方法。决策比选择 PLC 复杂得多 , PAC 或基于 PC 的控制器。考虑以下因素有助于建立良好的基础：
- 新的或现有的系统
- 离散设备
- 环境问题
- 循环控制
- 模拟设备
- 专业模块
- I/O 位置
- 通讯
- 编程
系统是新的还是现有的，可以帮助消除很多困惑，影响剩下的选择因素。如果已经安装了产品，那么兼容性就变得至关重要，可以消除无用产品的数量。
控制器的选择还取决于环境条件。如果存在极端条件，例如与温度、湿度、灰尘等相关的条件，则控制器需要满足这些条件才能保持运行。
I/O 的数量、类型和位置
定义 I/O 计数 现场设备类型是列表中的下一个。首先在电子表格上列出所有离散输入和输出，定义每种类型，例如数字传感器、模拟传感器、执行器、控制阀等。必须记下的参数包括通讯协议、功率当量等。
I/O点的类型和数量对控制平台的选择有很大的影响。机器制造商经常犯的错误是选择能够满足当前需求而没有为未来扩展留下空间的控制器。通过包含至少 20% 的扩展空间，I/O 可以避免未来的重大危机。还有一些控制器的 I/O 类型有限，例如模拟、高速输入等。这也可能成为未来的问题。
前面提到的电子表格应包含所有模拟设备的功能和信号电平，包括电流/电压环路、电阻温度检测器输入、热电偶等的单独总计。控制器的规格必须与这些要求相匹配，以便所有模拟输入和支持输出，以及它们的信号类型。
此外，专业 I/O 也必须列在电子表格中。这些可能包括但不限于高速输入/输出、计数器、实时时钟和伺服/步进电机。可能有些控制器可能没有特殊功能，因此请确保在做出决定之前进行彻底的分析。了解控制器的功能和应用需求至关重要。
还必须针对现场设备定义 I/O 端子的物理位置，并在电子表格中记下。将这些需求分解为更小的模块将有助于了解本地和远程 I/O 需求，进而有助于确定需要哪些实时通信协议。有些安装首选局部性，而另一些则严重依赖远程 I/O。
如果控制器和子系统之间的距离相当大，那么远程 I/O 将是一个不错的选择，而不是经历为每个现场设备布线的艰辛。此外，必须支持通信方法和速度，无论是串行还是基于以太网的 I/O。在当今的工业环境中，EtherNet/IP 等以太网协议以及 Modbus 等开源协议的专门开发版本越来越流行。
通讯
对于某些车间来说，外围设备、分布式 I/O、PLC 和企业系统之间的通信可能是必需的。必须尽早定义这些范围，并考虑到随着您的前进，事情会变得更加复杂。一些控制器可能只提供 1 到 2 个端口，其中一个将保留用于编程，而其他控制器可能不支持关键任务应用程序所需的特定协议。
还必须指定控制器与 HMI 或现场设备之间将发生的通信。物联网的兴起使得开放通信选项变得至关重要。因此，必须确保控制器中有额外的以太网、串行、USB 端口可用。
Modbus TCP、Ethernet/IP、Profibus等以太网协议的规范必须执行，既是当前的需求，也是未来的扩展。
硬件
必须考虑的常见硬件考虑因素包括扫描时间速度、内存量和备用电池。控制器必须有足够的系统内存来支持程序要求和数据。这些估计可以通过计算系统中的设备数量来进行。数据存储器用于动态数据操作和变量存储，例如预设设定点、定时器中的内部标志和累计时间/计数。
如果需要在控制器上存储历史数据，数据表的大小可能会膨胀。需要数据记录、 HMI/SCADA 接口 ，访问方法和历史数据库都必须明确指定，而在 IIoT 场景中，网络、协议定义和内存需求也变得很重要。
指令的类型和程序本身的大小也会影响内存需求。如果程序有多个序列、复杂的控制功能和故障逻辑，那么这可能需要增加内存。可以根据程序梯级和数据文件估计需求。还必须研究控制器的规格，因为有些具有基于标签名称的编程，而有些具有固定但可扩展的数据表。
程序和数据表消耗的内存量取决于控制器型号。一个好的假设是每个离散 I/O 设备使用 5 – 100 个字的内存，而模拟 I/O 使用 25 – 500 个字。广泛的范围可能会使复杂程序的估计变得困难。更好的方法是编写一些代码块并研究内存使用情况。
可能有应用程序需要快速扫描时间，以及控制器的 CPU 速度和指令执行速度以及这两个不利因素。
软件
几乎一半的项目依赖于软件编程的质量，而这又依赖于制造商提供的软件。在选择控制器编程软件时必须考虑以下几点：
- 易于使用
- 偏好
- 投资
- 培训资源
- 数据记录和远程访问
大多数控制器通常包含一个免费且易于使用的编程软件，其中包含约 20 条指令，如定时器、线圈、触点、计数器等，足以满足小型应用的需求。但是随着需求复杂性的增加，事情可能会出现问题。高级控制器通常包含综合编程软件，其中包含大量功能以协助程序员。
编程软件的选择很大程度上取决于用户的舒适区，使其成为一个主观决定。程序员可能对软件选择有自己的看法，但这些意见往往被执行标准控制器编程软件和方法的更高管理层否决。
无论如何，如果没有充分的文献详细说明其编程软件，则不应选择控制器。大多数制造商已经适应了在线资源的趋势，提供详细的文档以及创建论坛，供程序员同行交流他们的疑问。然而，并不是所有人都登上了这列火车。因此，应在选择 PLC 之前进行仔细的背景调查 .
技术支持的成本也必须考虑在内，因为有时文档可能无法帮助解决特定问题。有些供应商提供限时免费服务，如果遵循计划开发的时间表，这可能会有所帮助。
开发完成后，必须对程序进行彻底测试，为此，软件必须以PID 回路响应的形式可见 和运动曲线。这将允许在最大程度上进行模拟。现代开发软件与模拟器相结合，无需连接硬件即可进行全面测试。
最后，您应该避免采用一刀切的方法，无论是用于软件、硬件还是通信。选择的控制器必须完全满足自动化要求，同时随着设计的变化有进步的空间。
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