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最全的PLC选型总结【纯干货】

点击:1437 日期:2018-07-23 选择字号:

        


在plc系统设计时,首先应断定系统方案,下一步工作就是PLC的设计选型••。选择PLC,重要是断定PLC的生产厂家和PLC的具体型号••。对于系统方案请求有散布式系统¶••⊿远程I/O系统,还需要考虑网络化通信的请求••。那么具体应当如何选择PLC呢?小编认为应当有以下几方面的内容••。

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一¶••⊿PLC生产厂家

断定PLC的生产厂家,重要应当考虑设备用户的请求¶••⊿设计者对于不同厂家PLC的熟悉程度和设计习惯¶••⊿配套产品的一致性以及技巧服务等方面的因素••。从PLC本身的可靠性考虑,原则上只要是国外大公司的产品,不应当存在可靠性不好的问题••。


小编个人认为,一般来说,对于把持独立设备或较简略的把持系统的场合,配套日本的PLC产品,相对来说性价比有必定优势••。对于系统规模较大网络通信功效请求高¶••⊿开放性的散布式把持系统¶••⊿远程I/O系统,另外对于一些特别的行业(例如:冶金¶••⊿烟草等)应选择在相干行业领域有投运事迹¶••⊿成熟可靠的PLC系统••。


二¶••⊿输入输出(I/O)点数
PLC的输入/输出点数是PLC的基础参数之一••。I/O点数的断定应以把持设备所需的所有I/O点数的总和为根据••。在一般情况下,PLC的I/O点应当有适当的余量••。通常根据统计的输入输出点数,再增长10%~20%的可扩大余量后,作为输入输出点数估算数据••。实际订货时,还需根据制作厂商PLC的产品特点,对输入输出点数进行调剂••。


三¶••⊿存储容量
存储器容量是可编程序把持器本身能供给的硬件存储单元大小,程序容量是存储器中用户利用项目应用的存储单元的大小,因此程序容量小于存储器容量••。设计阶段,由于用户利用程序还未编制,因此,程序容量在设计阶段是未知的,需在程序调试之后才知道••。为了设计选型时能对程序容量有必定估算,通常采用存储器容量的估算来替代••。 PLC存储器内存容量的估算没有固定的公式,许多文献材料中给出了不同公式,大体上都是按数字量I/O点数的10~15倍,加上模仿I/O点数的100倍,以此数为内存的总字数(16位为一个字),另外再按此数的25%考虑余量••。


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四¶••⊿把持功效
该选择包含运算功效¶••⊿把持功效¶••⊿通信功效¶••⊿编程功效¶••⊿诊断功效和处理速度等特征的选择••。
(一)运算功效

简略PLC的运算功效包含逻辑运算¶••⊿计时和计数功效;普通PLC的运算功效还包含数据移位¶••⊿比较等运算功效;较复杂运算功效有代数运算¶••⊿数据传送等;大型 PLC中还有模仿量的PID运算和其他高级运算功效••。随着开放系统的涌现,目前在PLC中都已具有通信功效,有些产品具有与下位机的通信,有些产品具有与同位机或上位机的通信,有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功效••。设计选型时应从实际利用的请求出发,合理选用所需的运算功效••。大多数利用处合,只需要逻辑运算和计时计数功效,有些利用需要数据传送和比较,当用于模仿量检测和把持时,才应用代数运算,数值转换和PID运算等••。还有的要显示数据时需要译码和编码等运算••。

(二)把持功效

把持功效包含PID把持运算¶••⊿前馈补偿把持运算¶••⊿比值把持运算等,应根据把持请求断定••。PLC重要用于次序逻辑把持,因此,大多数场合常采用单回路或多回路把持器解决模仿量的把持,有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需的把持功效,进步PLC的处理速度和节俭存储器容量••。例如采用PID把持单元¶••⊿高速计数器¶••⊿带速度补偿的模仿单元¶••⊿ASC码转换单元等••。

(三)通信功效

大中型PLC系统应支撑多种现场总线和标准通信协议(如TCP/IP),需要时应能与工厂管理网(TCP/IP)相连接••。通信协议应符合ISO/IEEE通信标准,应是开放的通信网络••。

PLC系统的通信接口应包含串行和并行通信接口(RS2232C/422A/423/485)¶••⊿RIO通信口¶••⊿工业以太网¶••⊿常用dcs接口等;大中型PLC通信总线(含接口设备和电缆)应1:1冗余配置,通信总线应符合国际标准,通信距离应满足装置实际请求••。

PLC系统的通信网络中,上级的网络通信速率应大于1Mbps,通信负荷不大于60%••。PLC系统的通信网络重要情势有下列几种情势:

1)PC为主站,多台同型号PLC为从站,组成简易PLC网络;

2)1台PLC为主站,其他同型号PLC为从站,构成主从式PLC网络;

3)PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网;

4)专用PLC网络(各厂商的专用PLC通信网络)••。 

PLC为减轻CPU通信任务,根据网络组成的实际需要,应选择具有不同通信功效的(如点对点¶••⊿现场总线¶••⊿工业以太网)通信处理器••。

(四)编程功效

离线编程方法:PLC和编程器公用一个CPU,编程器在编程模式时,CPU只为编程器供给服务,不对现场设备进行把持••。完成编程后,编程器切换到运行模式,CPU对现场设备进行把持,不能进行编程••。离线编程方法可降低系统成本,但应用和调试不方便••。

在线编程方法:CPU和编程器有各自的CPU,主机 CPU负责现场把持,并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换,编程器把在线编制的程序或数据发送到主机,下一扫描周期,主机就根据新收到的程序运行••。这种方法成本较高,但系统调试和操作方便,在大中型PLC中常采用••。

五种标准化编程语言次序功效图(SFC)¶••⊿梯形图(LD)¶••⊿功效模块图(FBD)三种图形化语言和语句表(IL)¶••⊿结构文本(ST)两种文本语言••。选用的编程语言应遵守其标准(IEC6113123),同时还应支撑多种语言编程情势,如C¶••⊿Basic¶••⊿Pascal等,以满足特别把持场合的把持请求••。

(五)诊断功效

PLC的诊断功效包含硬件和软件的诊断••。硬件诊断通过硬件的逻辑断定断定硬件的故障地位,软件诊断分内诊断和外诊断••。通过软件对PLC内部的性能和功效进行诊断是内诊断,通过软件对PLC的CPU与外部输入输出等部件信息交换功效进行诊断是外诊断••。

PLC的诊断功效的强弱,直接影响对操作和掩护人员技巧能力的请求,并影响平均维修时间••。

(六)处理速度

PLC采用扫描方法工作••。从实时性请求来看,处理速度应越快越好,如果信号持续时间小于扫描时间,则PLC将扫描不到该信号,造成信号数据的丧失••。

处理速度与用户程序的长度¶••⊿CPU处理速度¶••⊿软件质量等有关••。目前,PLC接点的响应快¶••⊿速度高,每条二进制指令履行时间约0.2~0.4μs,因此能适应把持请求高¶••⊿相应请求快的利用需要••。扫描周期(处理器扫描周期)应满足:小型PLC的扫描时间不大于0.5ms/K;大中型PLC的扫描时间不大于 0.2ms/K••。


五¶••⊿PLC机型PLC的类型:PLC按结构分为整体型模块型两类••。

整体型PLC的I/0点数较少且相对固定,因此用户选择的余地较小,通常用于小型把持系统••。这一类PLC的代表有:西门子公司的S7-200系列¶••⊿三菱公司的FX系列¶••⊿欧姆龙公司的CPM1A系列等••。


模块型PLC供给多种I/O模块可以在PLC基板上插接,方便用户根据需要合理地选择和配置把持系统的I/O点数••。因此,模块型PLC的配置比较机动,一般用于大中型把持系统••。可推荐三菱PLC-Q系列


六¶••⊿各种模块选择

(一)数字量I/O模块

数字量输入输出模块的选择应考虑利用请求••。例如对输入模块,应考虑输入信号的电平¶••⊿传输距离等利用请求••。输出模块也有很多的种类,例如继电器触点输出型¶••⊿AC120V/23V双向晶闸管输出型¶••⊿DC24V晶体管驱动型¶••⊿DC48V晶体管驱动型等••。

通常继电器输出输出型模块具有价格低廉¶••⊿应用电压领域广等优点,但是应用寿命较短¶••⊿响应时间较长¶••⊿在用于感性负载时需要增长浪涌吸收电路;双向晶闸管输出型模块响应时间较快实用于开关频繁,电感性低功率因数负荷场合,但价格较贵,过载能力较差••。

另外,输入输出模块按照输入输出点数又可以分为:8点¶••⊿16点¶••⊿32点等规格,选择时要根据实际的需要合理配备••。

(二)模仿量I/O模块

模仿量输入模块,按照模仿量的输入信号类型可以分为:电流输入型¶••⊿电压输入型¶••⊿热电偶输入型等••。电流输入型通常的信号等级为4~20mA或0~20mA;电压型输入模块通常信号等级为0~10V¶••⊿-5V~+5V等••。有些模仿量输入模块可以兼容电压或电流输入信号••。
模仿量输出模块同样分电压型输出模块和电流型输出模块,电流输出的信号通常有0~20mA¶••⊿4~20mA••。电压型输出信号通常有0~10V¶••⊿-10V~+10V等••。
模仿量输入输出模块,按照输入输出通道数可以分为2通道¶••⊿4通道¶••⊿8通道等规格••。

(三)功效模块

功效模块包含通信模块¶••⊿定位模块¶••⊿脉冲输出模块¶••⊿高速计数模块¶••⊿PID把持模块¶••⊿温度把持模块等••。选择PLC时应考率到功效模块配套的可能性,选择功效模块涉及硬件与软件两个方面••。


在硬件方面,首先应考虑功效模块可以方便的和PLC相连接,PLC应当有相干的连接¶••⊿安装地位与接口¶••⊿连接电缆等附件••。在软件上,PLC应具有对应的把持功效,可以方便的对功效模块进行编程••。例如三菱的FX系列PLC通过“FROM”和“TO”指令可以方便的对相应的功效模块进行把持••。

七¶••⊿冗余功效(一)把持单元冗余 1¶••⊿重要的过程单元:CPU(包含存储器)及电源均应1B1冗余••。

2¶••⊿在需要时也可选用PLC硬件与热备软件构成的热备冗余系统¶••⊿2重化或3重化冗余容错系统等••。

(二)I/O接口单元冗余
1¶••⊿把持回路的多点I/O卡应冗余配置••。

2¶••⊿重要检测点的多点I/O卡可冗余配置••。3)根据需要对重要的I/O信号,可选用2重化或3重化的I/O接口单元••。


一般原则

在PLC型号和规格大体断定后,可以根据把持请求逐一断定PLC各组成部分的基础规格与参数,并选择各组成模块的型号••。选择模块型号时,应遵守以下原则••。

(一)经济性

选择PLC时,应考虑性能价格比••。考虑经济性时,应同时考虑利用的可扩大性¶••⊿可操作性¶••⊿投入产出比等因素,进行比较和兼顾,最终选出较满意的产品••。

输入输出点数对价格有直接影响••。每增长一块输入输出卡件就需增长必定的费用••。当点数增长到某一数值后,相应的存储器容量¶••⊿机架¶••⊿母板等也要相应增长,因此,点数的增长对CPU选用¶••⊿存储器容量¶••⊿把持功效领域等选择都有影响••。在估算和选用时应充分考虑,使全部把持系统有较合理的性能价格比••。

(二)方便性

一般说来,作为PLC,可以满足把持请求的模块往往有很多种,选择时应以简化线路设计¶••⊿方便应用¶••⊿尽可能减少外部把持器件为原则••。
 例如:对于输入模块,应优先选择可以与外部检测元件直接连接的输入情势,避免应用接口电路••。对于输出模块,应优先选择能够直接驱动负载的输出模块,尽量减少中间继电器等元件
••。

(三)通用性

进行选型时,要考虑到PLC各组成模块的统一与通用,避免模块种类过多••。这样不仅有利于采购,减少备品备件,同时还可以增长系统各组成部件的互换性,为设计¶••⊿调试和维修供给方便••。

(四)兼容性

选择PLC系统各组成模块时,应充分的考虑到兼容性••。为避免涌现兼容性不好的问题,组成PLC系统的各重要部件的生产厂家不宜过多••。如果可能的话,尽量选择同一个生产厂家的产品••。


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