En el disseny del sistema PLC, el primer pas hauria de ser determinar el programa del sistema, el següent pas és la selecció del disseny del PLC. Selecció de PLC, principalment per determinar el fabricant de PLC i models específics de PLC. Perquè el programa del sistema requereix un sistema distribuït, re
Crec que hi hauria d'haver els següents aspectes:
I. el fabricant de PLC
Determinar el fabricant de PLC, ha de tenir en compte principalment els requisits dels usuaris d'equips, dissenyadors de diferents fabricants de PLC familiaritat i hàbits de disseny, la coherència dels productes de suport i serveis tècnics i altres factors. Des de la fiabilitat del propi PLC per considerar, en principi, sempre que els productes de grans empreses estrangeres, no hi hauria d'haver un problema de poca fiabilitat.
Personalment crec que, en general, per al control d'equips independents o ocasions de sistemes de control més senzills, el suport dels productes PLC del Japó, relativament parlant, té certs avantatges. Per a un sistema de mida més gran, la funció de comunicació de xarxa requereix un sistema de control distribuït obert i alt, un sistema d'E / S remot, la producció d'Europa i els Estats Units de PLC a la funció de comunicació de xarxa és més avantatjosa. A més, per a algunes indústries especials (per exemple: metal·lúrgia, tabac, etc.) s'han de seleccionar en els sectors de la indústria rellevants tenir un historial d'operació, sistema PLC madur i fiable.
II. el nombre de punts d'entrada i sortida (E/S).
El nombre de punts d'entrada/sortida del PLC és un dels paràmetres bàsics del PLC. El nombre de punts d'E/S s'ha de determinar a partir de la suma de tots els punts d'E/S necessaris per al dispositiu de control. En general, el PLC hauria de tenir un marge adequat de punts d'E/S. En general, es basa en el nombre de punts d'entrada i sortida estadístics, i després afegiu del 10% al 20% del marge ampliable, com a dades estimades dels punts d'entrada i sortida. L'ordre real, però també segons les característiques dels productes PLC del fabricant, el nombre de punts d'entrada i sortida a ajustar.
III. la capacitat de memòria
La capacitat de memòria és el propi controlador programable que pot proporcionar la mida de la unitat d'emmagatzematge de maquinari, la capacitat del programa és la mida de la unitat d'emmagatzematge utilitzada per l'aplicació d'usuari a la memòria, de manera que la capacitat del programa és inferior a la capacitat de memòria. Fase de disseny, perquè l'aplicació d'usuari no s'ha preparat, per tant, els enginyers de PLC de Microsoft poden obtenir informació pot augmentar el coneixement pot millorar les habilitats La capacitat del programa en la fase de disseny es desconeix, cal saber després de la depuració del programa. Per tal de dissenyar la selecció de la capacitat del programa pot tenir una determinada estimació, normalment s'utilitza per substituir l'estimació de la capacitat de memòria. L'estimació de la capacitat de memòria de la memòria PLC no és una fórmula fixa, molta literatura ofereix una fórmula diferent, generalment pel nombre de Punts d'E/S digitals de 10 a 15 vegades, més 100 vegades el nombre de punts d'E/S analògics, el nombre de memòria per al nombre total de paraules (16-paraula de bits) i després un 25% d'aquesta nombre per considerar el nombre total de paraules (16-paraula de bits) i, a més, el 25% d'aquest nombre es considera llavors com un marge.
IV. Funcions de control
La selecció inclou la selecció de característiques com ara la funció aritmètica, la funció de control, la funció de comunicació, la funció de programació, la funció de diagnòstic i la velocitat de processament.
(i) Funció aritmètica
Les funcions aritmètiques simples de PLC inclouen operacions lògiques, funcions de cronometratge i de recompte; Les funcions aritmètiques ordinàries del PLC també inclouen el desplaçament de dades, la comparació i altres funcions aritmètiques; funcions aritmètiques més complexes com operacions algebraiques, transferència de dades, etc.; PLC a gran escala hi ha operacions PID analògiques i altres funcions aritmètiques avançades. Amb l'aparició de sistemes oberts, ara al PLC té una funció de comunicació, alguns productes tenen una comunicació amb l'ordinador inferior, alguns productes tenen una comunicació amb la mateixa màquina o l'ordinador superior, alguns productes també tenen dades de xarxa de fàbrica o d'empresa. funció de comunicació. La selecció del disseny s'ha de basar en els requisits de l'aplicació real, una selecció raonable de les funcions informàtiques necessàries. La majoria de les aplicacions, només operacions lògiques i funcions de temporització i recompte, algunes aplicacions requereixen transferència i comparació de dades, quan s'utilitzen per a la detecció i control analògic, l'ús d'operacions algebraiques, conversió numèrica i operacions PID. Altres requereixen operacions de descodificació i codificació quan es mostren dades.
(ii) funció de control
Les funcions de control, incloses les operacions de control PID, les operacions de control de compensació anticipada, les operacions de control de proporció, etc., s'han de determinar segons els requisits de control. El PLC s'utilitza principalment per al control de la lògica seqüencial, per tant, la majoria de les ocasions sovint utilitzen controladors d'un sol bucle o de múltiples bucles per resoldre el control de l'analògic, i de vegades també utilitzen una entrada i sortida intel·ligents dedicades. Els enginyers de PLC poden obtenir la informació. per millorar el coneixement i millorar les habilitats per completar les funcions de control necessàries, millorar el processament del PLC i millorar les funcions de control. funcions de control, millora la velocitat de processament del PLC i estalvia capacitat de memòria. Per exemple, l'ús d'unitats de control PID, comptadors d'alta velocitat, unitats analògiques amb compensació de velocitat, unitat de conversió de codi ASC.
(iii) funció de comunicació
El sistema PLC gran i mitjà hauria de suportar una varietat de busos de camp i protocols de comunicació estàndard (com TCP / IP), quan sigui necessari, haurien de poder connectar-se amb la xarxa de gestió de fàbrica (TCP / IP). Els protocols de comunicació han d'estar en línia amb els estàndards de comunicació ISO/IEEE, han de ser una xarxa de comunicació oberta.
Les interfícies de comunicació del sistema PLC haurien d'incloure interfícies de comunicació sèrie i paral·lel (RS2232C/422A/423/485), port de comunicació RIO, Ethernet industrial, interfícies DCS d'ús habitual, etc.; El bus de comunicació PLC de mida mitjana i gran (inclosos dispositius d'interfície i cables) ha de tenir una configuració redundant 1:1, el bus de comunicació ha d'estar en línia amb els estàndards internacionals i la distància de comunicació ha de complir els requisits reals del dispositiu.
A la xarxa de comunicació del sistema PLC, la velocitat de comunicació de xarxa del nivell superior ha de ser superior a 1 Mbps i la càrrega de comunicació no és superior al 60%. Les principals formes de xarxa de comunicació del sistema PLC són les següents:
(1) PC com a mestre, diversos PLC del mateix model que l'esclau, formant una xarxa de PLC simple;
(2) 1 PLC mestre, un altre PLC del mateix tipus que l'esclau, que constitueix una xarxa PLC mestre-esclau;
(3) La xarxa PLC està connectada a un DCS gran com a subxarxa del DCS mitjançant una interfície de xarxa específica;
(4) Xarxa PLC dedicada (xarxa de comunicació PLC dedicada de cada fabricant).
El PLC per alleujar les tasques de comunicació de la CPU, d'acord amb les necessitats reals de la composició de la xarxa, s'hauria de seleccionar amb diferents funcions de comunicació (com ara un processador de comunicació punt a punt, bus de camp, Ethernet industrial).
(iv) Funció de programació
Mode de programació fora de línia: el PLC i el programador comparteixen una CPU comuna, quan el programador està en mode de programació, la CPU només proporciona serveis per al programador i no controla els dispositius de camp. Després de completar la programació, el programador passa al mode de funcionament i la CPU controla els dispositius de camp sense programar-los. El mode de programació fora de línia pot reduir el cost del sistema, però no és convenient utilitzar-lo i depurar-lo.
Mètode de programació en línia: la CPU i el programador tenen les seves pròpies CPU, la CPU amfitrió és responsable del control de camp i intercanvia dades amb el programador durant un cicle d'exploració, el programador envia el programa o les dades preparades en línia a l'amfitrió i l'amfitrió s'executa segons el programa recent rebut en el cicle d'escaneig següent. Aquest enfocament és més costós, però el sistema és fàcil de depurar i operar, i s'utilitza sovint en PLC grans i mitjans.
Cinc llenguatges de programació estandarditzats: diagrama de funcions seqüencials (SFC), diagrama d'escales (LD), diagrama de blocs de funcions (FBD) tres tipus de llenguatge gràfic i llista de declaracions (IL), text estructurat (ST) dos tipus de llenguatge de text. El llenguatge de programació seleccionat hauria de complir els seus estàndards (IEC6113123), però també hauria de suportar una varietat de formes de programació de llenguatge, com ara C, Basic, Pascal, etc., per tal de complir els requisits de control d'ocasions especials de control.
(E) velocitat de processament
El PLC funciona mitjançant l'escaneig. Des del punt de vista dels requisits en temps real, la velocitat de processament ha de ser el més ràpida possible, si la durada del senyal és inferior al temps d'escaneig, el PLC no escanejarà el senyal, cosa que provocarà la pèrdua de dades del senyal.
La velocitat de processament està relacionada amb la durada del programa d'usuari, la velocitat de processament de la CPU, la qualitat del programari, etc. Actualment, el PLC contacta amb resposta ràpida, alta velocitat, cada temps d'execució d'instruccions binàries d'aproximadament {{0}}.2 a 0.4 μs, de manera que es pot adaptar als alts requisits de control, els requisits corresponents de les necessitats d'aplicació de ràpid. El cicle d'escaneig (cicle d'escaneig del processador) ha de complir-se: el temps d'escaneig del PLC petit no és superior a 0,5 ms/K; el temps d'escaneig del PLC gran i mitjà no és superior a 0,2 ms/K.
V. Models PLC
Tipus de PLC:El PLC es divideix en dues categories segons l'estructura de tot el tipus i el tipus de mòdul.
PLC integral I / 0 punts menys i relativament fixos, de manera que l'usuari té menys espai per triar, normalment utilitzat per a sistemes de control petits. Els representants d'aquest tipus de PLC són: la sèrie Siemens S7-200, la sèrie FX de Mitsubishi, la sèrie CPM1A d'Omron.
El PLC de tipus mòdul ofereix una varietat de mòduls d'E/S que es poden connectar al substrat del PLC, per facilitar l'usuari segons la necessitat de seleccionar i configurar de manera raonable els punts d'E/S del sistema de control. Per tant, la configuració del mòdul tipus PLC és més flexible, s'utilitza generalment per a sistemes de control mitjans i grans. Per exemple, les sèries S7-300 i S7-400 de Siemens, la sèrie Q de Mitsubishi i la sèrie CVM1 d'Omron.
VI. Selecció de diversos mòduls
(A) mòdul d'E/S digital
La selecció de mòduls d'entrada i sortida digitals ha de tenir en compte els requisits de l'aplicació. Per exemple, el mòdul d'entrada ha de tenir en compte el nivell del senyal d'entrada, la distància de transmissió i altres requisits d'aplicació. Hi ha molts tipus de mòduls de sortida, com ara el tipus de sortida de contacte de relé, el tipus de sortida de tiristor bidireccional AC120V / 23V, impulsat per transistors DC24V, impulsat per transistors DC48V, etc.
En general, el mòdul de sortida de relé té un preu baix, l'ús d'una àmplia gamma de tensió i altres avantatges, però la vida útil és més curta, el temps de resposta és més llarg, quan s'utilitza per a càrregues inductives, cal augmentar el circuit absorbidor de sobretensions; El temps de resposta del mòdul de sortida del tiristor bidireccional és més ràpid per canviar amb freqüència, ocasions de càrrega inductiva de baix factor de potència, però el preu és més car, la capacitat de sobrecàrrega és pobre.
A més, els mòduls d'entrada i sortida d'acord amb el nombre de punts d'entrada i sortida es poden dividir en: 8 punts, 16 punts, 32 punts i altres especificacions, l'elecció ha d'estar raonablement equipada segons les necessitats reals.
(B) mòdul d'E/S analògica
El mòdul d'entrada analògic, segons el tipus de senyal d'entrada analògic, es pot dividir en: tipus d'entrada de corrent, tipus d'entrada de tensió, tipus d'entrada de termoparell. El tipus d'entrada actual sol nivell de senyal de 4 ~ 20mA o 0 ~ 20mA; El mòdul d'entrada de tipus de tensió sol nivell de senyal per a 0 ~ 10V, -5V ~ +5V i així successivament. Alguns mòduls d'entrada analògic són compatibles amb senyals d'entrada de tensió o corrent.
El mòdul de sortida analògic també es divideix en mòdul de sortida de tipus tensió i mòdul de sortida de tipus corrent, el senyal de sortida actual sol ser 0-20mA, 4-20mA; El senyal de sortida de tipus tensió sol ser 0 ~ 0V, -10V ~ +10V, etc.
Els mòduls d'entrada i sortida analògics, segons el nombre de canals d'entrada i sortida, es poden dividir en 2 canals, 4 canals, 8 canals i altres especificacions.
(C) Mòdul de funció
Els mòduls de funció inclouen el mòdul de comunicació, el mòdul de posicionament, el mòdul de sortida de polsos, el mòdul de recompte d'alta velocitat, el mòdul de control PID, el mòdul de control de temperatura, etc. La selecció del PLC ha de tenir en compte la possibilitat de fer coincidir els mòduls de funció, l'elecció dels mòduls de funció implica dos aspectes de maquinari i programari.
Pel que fa al maquinari, el primer hauria de considerar que el mòdul de funció es pot connectar fàcilment al PLC, el PLC hauria de tenir les connexions rellevants, les ubicacions i les interfícies d'instal·lació, els cables de connexió i altres accessoris. En el programari, el PLC hauria de tenir la funció de control corresponent, pot ser convenient per a la programació del mòdul de funció. Per exemple, el PLC de la sèrie FX de Mitsubishi mitjançant les ordres "FROM" i "TO" pot controlar fàcilment el mòdul de funció corresponent.
VII. Funcions de redundància
(A) redundància de la unitat de control
1, la unitat de procés important: CPU (inclosa memòria) i font d'alimentació han de ser redundants 1B1.
2, a la necessitat de maquinari PLC i programari d'espera en calent també es pot utilitzar per formar un sistema de redundància en espera en calent, 2 redundància o 3 redundància redundància sistema tolerant a fallades.
(B) Redundància de la unitat d'interfície d'E/S
1, el circuit de control de la targeta d'E/S multipunt ha de ser una configuració redundant.
2, les targetes d'E/S multipunt de punts de detecció importants es poden configurar de manera redundant. 3) Segons la necessitat de senyals d'E/S importants, es poden seleccionar unitats d'interfície d'E/S de 2-revisió o 3-revisió.