2. PLC硬件选型与I/O分配

温室环境控制系统的PLC选型，本质上是一次“按需配容”的工程决策：先数清现场有多少路信号、每路信号是什么类型、分布在什么位置，再据此确定CPU规格、模块数量与I/O地址。选型偏小会导致后期无法扩展，选型过大则浪费成本并增加柜内布线复杂度。本节围绕规模估算、模块选型与地址分配三个环节展开，并给出一份可直接套用的I/O分配表样例。

一、从温室规模推算I/O点数

点数估算是选型的第一步。以一座示例温室为例：跨度约40 m、长度60 m，划分为4个独立控制区（每区约15 m长），配置外遮阳、内保温、顶开窗、湿帘风机降温、环流风机、补光灯六类执行机构。按区统计，每区需要：顶开窗开/关各1路数字量输出（DO），外遮阳展开/收拢各1路DO，内保温展开/收拢各1路DO，湿帘水泵1路DO，环流风机1路DO，补光灯1路DO，合计8路DO；数字量输入（DI）方面，每区配置开窗限位2路、遮阳限位2路、手动/自动切换1路、就地急停1路，合计6路DI。四区合计DO 32路、DI 24路。

模拟量方面，每区布置空气温湿度一体传感器1只（温度、湿度各1路AI）、CO₂浓度1路AI、光照度1路AI，四区共16路AI；另设室外气象站，提供室外温度、室外湿度、风速、雨雪检测（雨雪可作DI）共3路AI加1路DI。执行器侧需要0～10 V调节的只有湿帘变频风机与补光调光两路，按每区2路AO计，共8路AO。汇总后：DI约25路、DO约32路、AI约19路、AO约8路。工程上通常再预留15%～20%的备用点，最终按DI 30、DO 40、AI 24、AO 10规划。

二、CPU与模块选型要点

点数确定后，先选CPU。中小型温室常用一体式或模块化小型PLC，选型时重点核对四项：本机自带I/O是否够用、可扩展模块数量上限、程序存储区与数据区容量、是否支持模拟量模块与通信扩展。以上述规模，若选用某主流小型PLC系列，本机自带14点DI/10点DO，则需扩展2块16点DI模块、2块16点DO模块；模拟量则选4通道AI模块5块（20路）、2通道AO模块4块（8路），并保留1个空槽位备用。若CPU最大扩展模块数为8，上述配置已接近上限，此时应改用扩展能力更强的中型机架式PLC，避免后期加模块无槽可用。

数字量模块选型要区分晶体管输出与继电器输出：开窗机、水泵、风机等感性负载启停频繁，宜用继电器输出或外加中间继电器隔离；补光灯若为LED驱动，注意浪涌电流，触点容量按负载额定电流的2倍以上选取。输入侧统一采用24 V DC漏型/源型接法，限位开关与急停按钮接入DI，急停应同时硬线切断执行器电源，不能只依赖程序。模拟量模块选型要匹配传感器信号制式：4～20 mA变送器选电流输入模块，0～10 V输出选电压输出模块；同时确认模块分辨率（12位或16位）与共模抑制能力，温湿度这类缓变量12位已足够，CO₂与光照若需精细控制可选16位。

三、I/O地址分配表编制

地址分配的原则是“按区成块、按功能排序、留出备用”。以西门子S7-200 SMART为例，本机输入为I0.0起、输出为Q0.0起，扩展模块按槽位顺序连续编址。建议每个控制区占用连续的16点输入与16点输出区段，区与区之间不交叉，便于程序中使用区号做间接寻址和故障定位。模拟量输入从AIW16起按通道顺序分配，每个传感器占1个通道，并在注释中写明量程与工程单位换算关系，例如温度通道4～20 mA对应-10～50 ℃。

下表为1号控制区的分配样例（其余三区按相同规律顺延），表中“备用”点不接线但保留地址，便于后期加装设备时不必改动已有程序符号。

编制完成后应做一次交叉核对：现场设备清单逐台对照地址表，确认无遗漏、无重复占用；模拟量通道数与模块实际通道数一致；备用点数量满足15%以上。地址表还应作为程序符号表的来源，PLC变量命名与表中信号名称保持一致，后续编写开窗联锁、湿帘分级启动等逻辑时可直接引用，减少地址写错导致的误动作。

最后提醒两点工程细节。其一，模拟量信号线应与动力线分槽敷设，屏蔽层单端接地，否则温湿度读数会出现周期性跳变，程序里再滤波也难以根治。其二，地址表定稿后应打印一份贴在控制柜门内侧，现场调试时对照限位与输出动作逐点核对，确认“开窗开到位”确实点亮I0.0而不是相邻通道，这一步做扎实，后续联锁逻辑的调试效率会明显提高。