A. PLC選型有哪些參數
PLC選型一般要考慮以下參數:
一、輸入輸出(I/O)點數的估算
I/O點數估算時應考慮適當的餘量,通常根據統計的輸入輸出點數,再增加10%~20%的可擴展
餘量後,作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時,還需根據製造廠商PLC的產品特點,對輸入輸出點數進行圓整。
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體存儲單元大小,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,因此程序容量小於存儲器容量。設計階段,由於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,需在程序調試之後才知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算,通常採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,大體上都是按數字量I/O點數的10~15倍,加上模擬I/O點數的100倍,以此數為內存的總字數(16位為一個字),另外再按此數的25%考慮餘量。
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。
(一)運算功能
簡單PLC的運算功能包括邏輯運算、計時和計數功能;普通PLC的運算功能還包括數據移位、比較等運算功能;較復雜運算功能有代數運算、數據傳送等;大型PLC中還有模擬量的PID運算和其他高級運算功能。隨著開放系統的出現,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網進行數據通信的功能。設計選型時應從實際應用的要求出發,合理選用所需的運算功能。大多數應用場合,只需要邏輯運算和計時計數功能,有些應用需要數據傳送和比較,當用於模擬量檢測和控制時,才使用代數運算,數值轉換和PID運算等。要顯示數據時需要解碼和編碼等運算。
(二)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,應根據控制要求確定。PLC主要用於順序邏輯控制,因此,大多數場合常採用單迴路或多迴路控制器解決模擬量的控制,有時也採用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能,提高PLC的處理速度和節省存儲器容量。例如採用PID控制單元、高速計數器、帶速度補償的模擬單元、ASC碼轉換單元等。
(三)通信功能
大中型PLC系統應支持多種現場匯流排和標准通信協議(如TCP/IP),需要時應能與工廠管理網(TCP/IP)相連接。通信協議應符合ISO/IEEE通信標准,應是開放的通信網路。
PLC系統的通信介面應包括串列和並行通信介面(RS2232C/422A/423/485)、RIO通信口、工業乙太網、常用DCS介面等;大中型PLC通信匯流排(含介面設備和電纜)應1:1冗餘配置,通信匯流排應符合國際標准,通信距離應滿足裝置實際要求。
PLC系統的通信網路中,上級的網路通信速率應大於1Mbps,通信負荷不大於60%。PLC系統的通信網路主要形式有下列幾種形式:1)PC為主站,多台同型號PLC為從站,組成簡易PLC網路;2)1台PLC為主站,其他同型號PLC為從站,構成主從式PLC網路;3)PLC網路通過特定網路介面連接到大型DCS中作為DCS的子網;4)專用PLC網路(各廠商的專用PLC通信網路)。
為減輕CPU通信任務,根據網路組成的實際需要,應選擇具有不同通信功能的(如點對點、現場匯流排、工業乙太網)通信處理器。
(四)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,不對現場設備進行控制。完成編程後,編程器切換到運行模式,CPU對現場設備進行控制,不能進行編程。離線編程方式可降低系統成本,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負責現場控制,並在一個掃描周期內與編程器進行數據交換,編程器把在線編制的程序或數據發送到主機,下一掃描周期,主機就根據新收到的程序運行。這種方式成本較高,但系統調試和操作方便,在大中型PLC中常採用。
五種標准化編程語言: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准(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。
(五)診斷功能
PLC的診斷功能包括硬體和軟體的診斷。硬體診斷通過硬體的邏輯判斷確定硬體的故障位置,軟體診斷分內診斷和外診斷。通過軟體對PLC內部的性能和功能進行診斷是內診斷,通過軟體對PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷。
PLC的診斷功能的強弱,直接影響對操作和維護人員技術能力的要求,並影響平均維修時間。
(六)處理速度
PLC採用掃描方式工作。從實時性要求來看,處理速度應越快越好,如果信號持續時間小於掃描時間,則PLC將掃描不到該信號,造成信號數據的丟失。
處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟體質量等有關。目前,PLC接點的響應快、速度高,每條二進制指令執行時間約0.2~0.4Ls,因此能適應控制要求高、相應要求快的應用需要。掃描周期(處理器掃描周期)應滿足:小型PLC的掃描時間不大於0.5ms/K;大中型PLC的掃描時間不大於0.2ms/K。
四、機型的選擇
(一)PLC的類型
PLC按結構分為整體型和模塊型兩類,按應用環境分為現場安裝和控制室安裝兩類;按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應用角度出發,通常可按控制功能或輸入輸出點數選型。
整體型PLC的I/O點數固定,因此用戶選擇的餘地較小,用於小型控制系統;模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡,因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統的I/O點數,功能擴展方便靈活,一般用於大中型控制系統。
(二)輸入輸出模塊的選擇
輸入輸出模塊的選擇應考慮與應用要求的統一。例如對輸入模塊,應考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應用要求。對輸出模塊,應考慮選用的輸出模塊類型,通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應時間較長等特點;可控硅輸出模塊適用於開關頻繁,電感性低功率因數負荷場合,但價格較貴,過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等,與應用要求應一致。
考慮是否需要擴展機架或遠程I/O機架等。
(三)電源的選擇
PLC的供電電源,除了引進設備時同時引進PLC應根據產品說明書要求設計和選用外,一般PLC的供電電源應設計選用220VAC電源,與國內電網電壓一致。重要的應用場合,應採用不間斷電源或穩壓電源供電。
如果PLC本身帶有可使用電源時,應核對提供的電流是否滿足應用要求,否則應設計外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC,對輸入和輸出信號的隔離是必要的,有時也可採用簡單的二極體或熔絲管隔離。
(四)存儲器的選擇
由於計算機集成晶元技術的發展,存儲器的價格已下降,因此,為保證應用項目的正常投運,一般要求PLC的存儲器容量,按256個I/O點至少選8K存儲器選擇。需要復雜控制功能時,應選擇容量更大,檔次更高的存儲器。
(五)冗餘功能的選擇
1.控制單元的冗餘
(1)重要的過程單元:CPU(包括存儲器)及電源均應1B1冗餘。
(2)在需要時也可選用PLC硬體與熱備軟體構成的熱備冗餘系統、2重化或3重化冗餘容錯系統等。
2.I/O介面單元的冗餘
(1)控制迴路的多點I/O卡應冗餘配置。
(2)重要檢測點的多點I/O卡可冗餘配置。3)根據需要對重要的I/O信號,可選用2重化或3重化的I/O介面單元。
(六)經濟性的考慮
輸入輸出點數對價格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費用。當點數增加到某一數值後,相應的存儲器容量、機架、母板等也要相應增加,因此,點數的增加對CPU選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有影響。在估算和選用時應充分考慮,使整個控制系統有較合理的性能價格比。
B. plc基本組成
PLC內部主要由CPU、存儲器、輸入介面、輸出介面、通信介面和擴展介面等組成。
1、CPU
CPU又稱中央處理器,它是PLC的控制中心,通過匯流排(包括數據匯流排、地址匯流排和控制匯流排)與存儲器和各種介面連接,以控制它們有條不素地工作。CPU的性能對PLC工作速度和效率有較大的影響,故大型PLC通常採用高性能的CPU.
2、存儲器
存儲器的功能是存儲程序和數據。PLC通常配有ROM(只讀存儲器)和RAM(隨機存儲器)兩種存儲器,ROM用來存儲系統程序,RAM用來存儲用戶程序和程序運行時產生的數據。
系統程序由廠家編寫並固化在ROM存儲器中,用戶無法訪問和修改系統程序。系統程序主要包括系統管理程序和指令解釋程序。系統管理程序的功能是管理整個PLC,讓內部各個電路能有條不紊地工作。指令解釋程序的功能是將用戶編寫的程序翻譯成CPU可以識別和執行的程序。
用戶程序是用戶通過編程器輸人存儲器的程序,為了方便調試和修改,用戶程序通常存放在RAM中,由於斷電後RAM中的程序會丟失,因此RAM專門配有後備電池供電。有些PLC採用 EEPRON(電可擦寫只讀存儲器)來存儲用戶程序,由於 EEPROM存儲器中的內部可用電信號進行擦寫,並且掉電後內容不會丟失,因此採用這種存儲器後可不要備用電池。
3、輸入/輸出介面
輸人/輸出介面又稱 I/O介面或 I/O模塊,是PLC與外圍設備之間的連接部件。PL通過輸入介面檢測輸人設備的狀態,以此作為對輸出設備控制的依據,同時PLC又通過輸出介面對輸出設備進行控制。
PLC的 I/O介面能接收的輸入和輸出信號個數稱為PLC的 I/O點數,I/O點數是PLC的重要依據之一。
PILC外圍設備提供或需要的信號電平是多種多樣的,而PLC內部CPU只能處理標電平信號,所以1/0介面要能進行電平轉換。另外,為了提高PLC的抗干擾能力,I/0介面一般採用光電隔離和濾波功能。此外,為了便於了解 I/O介面的工作狀態,1/0介面還有狀態指示燈。
4、通訊介面
PLC配有通信介面,PLC可通過通信介面與監視器、列印機、其他PLC、計算機等設備實現通信。PLC與編程器或寫人器連接,可以接收編程器或寫入器輸入的程序;PLC與關列印機連接,可將過程信息、系統參數等列印出來;
PLC與人機界面(如觸摸屏)連接可以在人機界面直接操作PLC或監視PLC工作狀態;PLC與其他PLC連接,可組成多機系統或連成網路,實現更大規模控制;與計算機連接,可組成多級分布式控制系統,實現控PL制與管理相結合。
5、擴展介面
為了提升PLC的性能,增強PLC控制功能,可以通過擴展介面給PLC增接一些專用能模塊,如高速計數模塊、閉環控制模塊、運動控制模塊、中斷控制模塊等。
6、電源
PLC一般採用開關電源供電,與普通電源相比,PLC電源的穩定性好、抗干擾能力強。PLC的電源對電網提供的電源穩定度要求不高,一般允許電源電壓在其額定值士15%的范圍內波動。有些PLC還可以通過端子往外提供直流24V穩壓電源。
C. PLC有哪些主要技術指標
技術指標
1、點數估算
I/O點數估算時應考慮適當的餘量,通常根據統計的輸入輸出點數,再增加10%~20%的可擴展餘量後,作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時,還需根據製造廠商可編程邏輯控制器的產品特點,對輸入輸出點數進行圓整。
2、存儲器容量
存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬體存儲單元大小,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,因此程序容量小於存儲器容量。設計階段,由於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,需在程序調試之後才知道。
3、控制器類型
可編程邏輯控制器按結構分為整體型和模塊型兩類,按應用環境分為現場安裝和控制室安裝兩類;按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應用角度出發,通常可按控制功能或輸入輸出點數選型。
(3)plc存儲容量一般和什麼成正比擴展閱讀:
PLC特點
1、可靠性高。由於PLC大都採用單片微型計算機,因而集成度高,再加上相應的保護電路及自診斷功能,提高了系統的可靠性。
2、編程容易。PLC的編程多採用繼電器控制梯形圖及命令語句,其數量比微型機指令要少得多,除中、高檔PLC外,一般的小型PLC只有16條左右。由於梯形圖形象而簡單,因此容易掌握、使用方便,甚至不需要計算機專業知識,就可進行編程。
3、組態靈活。由於PLC採用積木式結構,用戶只需要簡單地組合,便可靈活地改變控制系統的功能和規模,因此,可適用於任何控制系統。
4、輸入/輸出功能模塊齊全。PLC的最大優點之一,是針對不同的現場信號(如直流或交流、開關量、數字量或模擬量、電壓或電流等),均有相應的模板可與工業現場的器件(如按鈕、開關、感測電流變送器、電機啟動器或控制閥等)直接連接,並通過匯流排與CPU主板連接。
5、安裝方便。與計算機系統相比,PLC的安裝既不需要專用機房,也不需要嚴格的屏蔽措施。使用時只需把檢測器件與執行機構和PLC的I/O介面端子正確連接,便可正常工作。