在PLC系統規劃時,首先應斷定控制計劃,下一步作業即是PLC工程規劃選型。工藝流程的特色和運用請求是規劃選型的首要依據。PLC及有關設備應是集成的、規范的,按照易于與工業控制系統構成一個全體,易于擴大其功能的原則選型所選用PLC應是在有關工業范疇有投運成績、老練可靠的系統,PLC的系統硬件、軟件裝備及功能應與設備規劃和控制請求相習慣。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關的編程言語有利于縮短編程時刻,因而,工程規劃選型和預算時,應詳細分析工藝進程的特色、控制請求,清晰控制使命和規模斷定所需的操作和動作,然后依據控制請求,預算輸入輸出點數、所需存儲器容量、斷定PLC的功能、外部設備特性等,最終挑選有較高性能報價比的PLC和規劃相應的控制系統。
一、輸入輸出(I/O)點數的預算
I/O點數預算時應思考適當的余量,通常依據計算的輸入輸出點數,再添加10%~20%的可拓展,余量后,作為輸入輸出點數預算數據。實踐訂購時,還需依據制造廠商PLC的商品特色,對輸入輸出點數進行圓整。
二、存儲器容量的預算
存儲器容量是可編程序控制器自身能供給的硬件存儲單元巨細,程序容量是存儲器中用戶運用項目運用的存儲單元的巨細,因而程序容量小于存儲器容量。規劃階段,因為用戶運用程序還未編制,因而,程序容量在規劃階段是不知道的,需在程序調試之后才知道。為了規劃選型時能對程序容量有必定預算,通常選用存儲器容量的預算來替代。
存儲器內存容量的預算沒有固定的公式,很多文獻資料中給出了不一樣公式,大體上都是按數字量I/O點數的10~15倍,加上模仿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%思考余量。
三、控制功能的挑選
該挑選包含運算功能、控制功能、通訊功能、編程功能、確診功能和處理速度等特性的挑選。
(一)運算功能
簡單PLC的運算功能包含邏輯運算、計時和計數功能;通常PLC的運算功能還包含數據移位、對比等運算功能;較雜亂運算功能有代數運算、數據傳送等;大型PLC中還有模仿量的PID運算和別的高檔運算功能。隨著敞開系統的呈現,現在在PLC中都已具有通訊功能,有些商品具有與下位機的通訊,有些商品具有與同位機或上位機的通訊,有些商品還具有與工廠或企業網進行數據通訊的功能。規劃選型時應從實踐運用的請求動身,合理選用所需的運算功能。大多數運用場合,只需求邏輯運算和計時計數功能,有些運用需求數據傳送和對比,當用于模仿量檢查和控制時,才運用代數運算,數值變換和PID運算等。要顯現數據時需求譯碼和編碼等運算。
(二)控制功能
控制功能包含PID控制運算、前饋抵償控制運算、比值控制運算等,應依據控制請求斷定。PLC首要用于次序邏輯控制,因而,大多數場合常選用單回路或多回路控制器處理模仿量的控制,有時也選用專用的智能輸入輸出單元完結所需的控制功能,進步PLC的處理速度和節約存儲器容量。例如選用PID控制單元、高速計數器、帶速度抵償的模仿單元、ASC碼變換單元等。
(三)通訊功能
大中型PLC系統應支撐多種現場總線和規范通訊協議(如TCP/IP),需求時應能與工廠管理網(TCP/IP)相連接。通訊協議應契合ISO/IEEE通訊規范,應是敞開的通訊網絡。
PLC系統的通訊接口應包含串行和并行通訊接口(RS2232C/422A/423/485)、RIO通訊口、工業以太網、常用DCS接口等;大中型PLC通訊總線(含接口設備和電纜)應1:1冗余裝備,通訊總線應契合國際規范,通訊間隔應滿足設備實踐請求。
PLC系統的通訊網絡中,上級的網絡通訊速率應大于1Mbps,通訊負荷不大于60%。PLC系統的通訊網絡首要方法有下列幾種方法:1)PC為主站,多臺同類型PLC為從站,構成簡便PLC網絡;2)1臺PLC為主站,別的同類型PLC為從站,構成主從式PLC網絡;3)PLC網絡經過特定網絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網;4)專用PLC網絡(各廠商的專用PLC通訊網絡)。
為減輕CPU通訊使命,依據網絡構成的實踐需求,應挑選具有不一樣通訊功能的(如點對點、現場總線、工業以太網)通訊處理器。
(四)編程功能
離線編程方法:PLC和編程器共用一個CPU,編程器在編程形式時,CPU只為編程器供給效勞,不對現場設備進行控制。完結編程后,編程器切換到運轉形式,CPU對現場設備進行控制,不能進行編程。離線編程方法可降低系統本錢,但運用和調試不方便。在線編程方法:CPU和編程器有各自的CPU,主機CPU負責現場控制,并在一個掃描周期內與編程器進行數據交流,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,主機就依據新收到的程序運轉。這種方法本錢較高,但系統調試和操作方便,在大中型PLC中常選用。
五種規范化編程言語:次序功能圖(SFC)、梯形圖(LD)、功能模塊圖(FBD)三種圖形化言語和語句表(IL)、結構文本(ST)兩種文本言語。選用的編程言語應恪守其規范(IEC6113123),一起,還應支撐多種言語編程方法,如C,Basic等,以滿足特別控制場合的控制請求。
(五)確診功能
PLC的確診功能包含硬件和軟件的確診。硬件確診經過硬件的邏輯判斷斷定硬件的故障方位,軟件確診分內確診和外確診。經過軟件對PLC內部的性能和功能進行確診是內確診,經過軟件對PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交流功能進行確診是外確診。
PLC的確診功能的強弱,直接影響對操作和維護人員技能才能的請求,并影響均勻修理時刻。
(六)處理速度
PLC選用掃描方法作業。從實時性請求來看,處理速度應越快越好,假如信號持續時刻小于掃描時刻,則PLC將掃描不到該信號,形成信號數據的丟掉。
處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟件質量等有關。現在,PLC接點的呼應快、速度高,每條二進制指令執行時刻約0.2~0.4Ls,因而能習慣控制請求高、相應請求快的運用需求。掃描周期(處理器掃描周期)應滿足:小型PLC的掃描時刻不大于0.5ms/K;大中型PLC的掃描時刻不大于0.2ms/K。
四、機型的挑選
(一)PLC的類型
PLC按結構分為全體型和模塊型兩類,按運用環境分為現場裝置和控制室裝置兩類;按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從運用角度動身,通常可按控制功能或輸入輸出點數選型。
全體型PLC的I/O點數固定,因而用戶挑選的地步較小,用于小型控制系統;模塊型PLC供給多種I/O卡件或插卡,因而用戶可較合理地挑選和裝備控制系統的I/O點數,功能拓展方便靈敏,通常用于大中型控制系統。
(二)輸入輸出模塊的挑選
輸入輸出模塊的挑選應思考與運用請求的統一。例如對輸入模塊,應思考信號電平、信號傳輸間隔、信號阻隔、信號供電方法等運用請求。對輸出模塊,應思考選用的輸出模塊類型,通常繼電器輸出模塊具有報價低、運用電壓規模廣、壽命短、呼應時刻較長等特色;可控硅輸出模塊適用于開關頻頻,電理性低功率因數負荷場合,但報價較貴,過載才能較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模仿量輸出等,與運用請求應共同。
可依據運用請求,合理選用智能型輸入輸出模塊,以便進步控制水平緩降低運用本錢。
思考是不是需求拓展機架或遠程I/O機架等。
(三)電源的挑選
PLC的供電電源,除了引進設備時一起引進PLC應依據商品說明書請求規劃和選用外,通常PLC的供電電源應規劃選用220VAC電源,與國內電網電壓共同。主要的運用場合,應選用不間斷電源或穩壓電源供電。
假如PLC自身帶有可運用電源時,應核對供給的電流是不是滿足運用請求,不然應規劃外接供電電源。為避免外部高壓電源因誤操作而引進PLC,對輸入和輸出信號的阻隔是必要的,有時也可選用簡單的二極管或熔絲管阻隔。
(四)存儲器的挑選
因為計算機集成芯片技能的發展,存儲器的報價已降低,因而,為確保運用項目的正常投運,通常請求PLC的存儲器容量,按256個I/O點至少選8K存儲器挑選。需求雜亂控制功能時,應挑選容量更大,層次更高的存儲器。
(五)冗余功能的挑選
1.控制單元的冗余
(1)主要的進程單元:CPU(包含存儲器)及電源均應1B1冗余。
(2)在需求時也可選用PLC硬件與熱備軟件構成的熱備冗余系統、2重化或3重化冗余容錯系統等。
2.I/O接口單元的冗余
(1)控制回路的多點I/O卡應冗余裝備。
(2)主要檢查點的多點I/O卡可冗余裝備。3)依據需求對主要的I/O信號,可選用2重化或3重化的I/O接口單元。
(六)經濟性的思考
挑選PLC時,應思考性能報價比。思考經濟性時,應一起思考運用的可拓展性、可操作性、投入產出比等要素,進行對比和兼顧,最終選出較滿足的商品。
輸入輸出點數對報價有直接影響。每添加一塊輸入輸出卡件就需添加必定的費用。當點數添加到某一數值后,相應的存儲器容量、機架、母板等也要相應添加,因而,點數的添加對CPU選用、存儲器容量、控制功能規模等挑選都有影響。在預算和選用時應充分思考,使整個控制系統有較合理的性能報價比。