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    PLC的選型方法

     在PLC系統(tǒng)設計時,首先應確定控制方案,下一步工作就是PLC工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據(jù)。PLC及有關設備應是集成的、標準的,按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴充其功能的原則選型所選用PLC應是在相關工業(yè)領域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng),PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應與裝置規(guī)模和控制要求相適應。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關的編程語言有利于縮短編程時間,因此,工程設計選型和估算時,應詳細分析工藝過程的特點、控制要求,明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作,然后根據(jù)控制要求,估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設備特性等,后選擇有較高性能價格比的PLC和設計相應的控制系統(tǒng)。

     

        一、輸入輸出(I/O)點數(shù)的估算

     

        I/O點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔浚ǔ8鶕?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù),再增加10%20%的可擴展

     

        余量后,作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。實際訂貨時,還需根據(jù)制造廠商PLC的產品特點,對輸入輸出點數(shù)進行圓整。

     

        二、存儲器容量的估算

     

        存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小,程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小,因此程序容量小于存儲器容量。設計階段,由于用戶應用程序還未編制,因此,程序容量在設計階段是未知的,需在程序調試之后才知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算,通常采用存儲器容量的估算來替代。

     

        存儲器內存容量的估算沒有固定的公式,許多文獻資料中給出了不同公式,大體上都是按數(shù)字量I/O點數(shù)的1015倍,加上模擬I/O點數(shù)的100倍,以此數(shù)為內存的總字數(shù)(16位為一個字),另外再按此數(shù)的25%考慮余量。

     

        三、控制功能的選擇

     

        該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。

     

        ()運算功能

     

        簡單PLC的運算功能包括邏輯運算、計時和計數(shù)功能;普通PLC的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運算功能;較復雜運算功能有代數(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等;大型PLC中還有模擬量的PID運算和其他**運算功能。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn),目前在PLC中都已具有通信功能,有些產品具有與下位機的通信,有些產品具有與同位機或上位機的通信,有些產品還具有與工廠或企業(yè)網進行數(shù)據(jù)通信的功能。設計選型時應從實際應用的要求出發(fā),合理選用所需的運算功能。大多數(shù)應用場合,只需要邏輯運算和計時計數(shù)功能,有些應用需要數(shù)據(jù)傳送和比較,當用于模擬量檢測和控制時,才使用代數(shù)運算,數(shù)值轉換和PID運算等。要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運算。

     

        ()控制功能

     

        控制功能包括PID控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等,應根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制,因此,大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制,有時也采用**的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能,提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。例如采用PID控制單元、高速計數(shù)器、帶速度補償?shù)哪M單元、ASC碼轉換單元等。

     

        ()通信功能

     

        大中型PLC系統(tǒng)應支持多種現(xiàn)場總線和標準通信協(xié)議(如TCP/IP),需要時應能與工廠管理網(TCP/IP)相連接。通信協(xié)議應符合ISO/IEEE通信標準,應是開放的通信網絡。

     

        PLC系統(tǒng)的通信接口應包括串行和并行通信接口(RS2232C/422A/423/485)、RIO通信口、工業(yè)以太網、常用DCS接口等;大中型PLC通信總線(含接口設備和電纜)應11冗余配置,通信總線應符合標準,通信距離應滿足裝置實際要求。

     

        PLC系統(tǒng)的通信網絡中,上級的網絡通信速率應大于1Mbps,通信負荷不大于60%。PLC系統(tǒng)的通信網絡主要形式有下列幾種形式:1PC為主站,多臺同型號PLC為從站,組成簡易PLC網絡;21PLC為主站,其他同型號PLC為從站,構成主從式PLC網絡;3PLC網絡通過特定網絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網;4)**PLC網絡(各廠商的**PLC通信網絡)。

     

        為減輕CPU通信任務,根據(jù)網絡組成的實際需要,應選擇具有不同通信功能的(如點對點、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網)通信處理器。

     

        ()編程功能

     

        離線編程方式:PLC和編程器公用一個CPU,編程器在編程模式時,CPU只為編程器提供服務,不對現(xiàn)場設備進行控制。完成編程后,編程器切換到運行模式,CPU對現(xiàn)場設備進行控制,不能進行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本,但使用和調試不方便。在線編程方式:CPU和編程器有各自的CPU,主機CPU負責現(xiàn)場控制,并在一個掃描周期內與編程器進行數(shù)據(jù)交換,編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機,下一掃描周期,主機就根據(jù)新收到的程序運行。這種方式成本較高,但系統(tǒng)調試和操作方便,在大中型PLC中常采用。

     

        五種標準化編程語言:順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD)、功能模塊圖(FBD)三種圖形化語言和語句表(IL)、結構文本(ST)兩種文本語言。選用的編程語言應遵守其標準(IEC6113123),同時,還應支持多種語言編程形式,如C,Basic等,以滿足特殊控制場合的控制要求。



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