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PLC項目設計8大選型要點,全都要考慮!
發布時間 : 2019-02-20
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系統設計的水平將直接影響控制系統的性能、設備的可靠性。這其中PLC的選型至關重要,如何根據不同的控制要求選擇合適的PLC,設計出運行平穩、動作可靠、安全實用、調試方便、易于維護的控制系統呢?

在PLC系統設計時,首先應確定系統方案,下一步工作就是PLC的設計選型。選擇PLC,主要是確定PLC的生產廠家和PLC的具體型號。對于系統方案要求有分布式系統、遠程I/O系統,還需要考慮網絡化通訊的要求。那么具體應該如何選擇PLC呢?
 

一、PLC生產廠家的選擇

確定PLC的生產廠家,主要應該考慮設備用戶的要求、設計者對于不同廠家PLC的熟悉程度和設計習慣、配套產品的一致性以及技術服務等方面的因素。從PLC本身的可靠性考慮,原則上只要是國外大公司的產品,不應該存在可靠性不好的問題。

另外對于一些特殊的行業(例如:冶金、煙草等)應選擇在相關行業領域有投運業績、成熟可靠的PLC系統。
 

二、輸入輸出(I/0)點數的估算

PLC的輸入/輸出點數是PLC的基本參數之一。I/O點數的確定應以控制設備所需的所有輸入/輸出點數的總和為依據。在一般情況下,PLC的I/O點應該有適當的余量。通常根據統計的輸入輸出點數,再增加10%~20%的可擴展余量后,作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時,還需根據制造廠商PLC的產品特點,對輸入輸出點數進行調整。
 

三、PLC存儲器容量的估算

存儲器容量是指可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小,各種PLC的存儲器容量大小可以從該PLC的基本參數表中找到,例如:西門子的S7-314PLC的用戶程序存儲容量為64KB,S7-315-2DPPLC的用戶程序存儲容量為128KB。程序容量是存儲器中用戶程序所使用的存儲單元的大小,因此存儲器容量應大于程序容量。設計階段,由于用戶應用程序還未編制,因此,需要對程序容量進行估算。
如何估算程序容量呢?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%考慮余量。
 

  四、PLC通訊功能的選擇

現在PLC的通訊功能越來越強大,很多PLC都支持多種通訊協議(有些需要配備相應的通訊模塊),選擇時要根據實際需要選擇合適的通訊方式。

PLC系統的通信網絡主要形式有下列幾種形式:

(1)PC為主站,多臺同型號PLC為從站,組成簡易PLC網絡;

(2)1臺PLC為主站,其他同型號PLC為從站,構成主從式PLC網絡;

(3)PLC網絡通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通信網絡)。

為減輕CPU通信任務,根據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、現場總線、工業以太網等)通信處理器。
 

五、PLC機型的選擇

PLC的類型:PLC按結構分為整體型和模塊型兩類;整體型PLC的I/0點數較少且相對固定,因此用戶選擇的余地較小,通常用于小型控制系統。這一類PLC的代表有:西門子公司的S7-200系列、三菱公司的FX系列、歐姆龍公司的CPM1A系列等。

模塊型PLC提供多種I/O模塊可以在PLC基板上插接,方便用戶根據需要合理地選擇和配置控制系統的I/O點數。因此,模塊型PLC的配置比較靈活,一般用于大中型控制系統。例如西門子公司的S7-300系列和S7-400系列、三菱公司的Q系列、歐姆龍公司的CVM1系列等。
 

六、I/O模塊的選擇

(1)數字量輸入輸出模塊的選擇

數字量輸入輸出模塊的選擇應考慮應用要求。例如對輸入模塊,應考慮輸入信號的電平、傳輸距離等應用要求。輸出模塊也有很多的種類,例如繼電器觸點輸出型、AC120V/23V雙向晶閘管輸出型、DC24V晶體管驅動型、DC48V晶體管驅動型等。

通常繼電器輸出輸出型模塊具有價格低廉、使用電壓范圍廣等優點,但是使用壽命較短、響應時間較長、在用于感性負載時需要增加浪涌吸收電路;雙向晶閘管輸出型模塊響應時間較快適用于開關頻繁,電感性低功率因數負荷場合,但價格較貴,過載能力較差。

另外,輸入輸出模塊按照輸入輸出點數又可以分為:8點、16點、32點等規格,選擇時也要根據實際的需要合理配備。

(2)模擬量輸入輸出模塊的選擇

模擬量輸入模塊,按照模擬量的輸入信號類型可以分為:電流輸入型、電壓輸入型、熱電偶輸入型等。電流輸入型通常的信號等級為4~20mA或0~20mA;電壓型輸入模塊通常信號等級為0~10V、-5V~+5V等。有些模擬量輸入模塊可以兼容電壓或電流輸入信號。

模擬量輸出模塊同樣分電壓型輸出模塊和電流型輸出模塊,電流輸出的信號通常有0~20mA、4~20mA。電壓型輸出信號通常有0~10V、-10V~+10V等。

模擬量輸入輸出模塊,按照輸入輸出通道數可以分為2通道、4通道、8通道等規格。
 

七、功能模塊

功能模塊包括通訊模塊、定位模塊、脈沖輸出模塊、高速計數模塊、PID控制模塊、溫度控制模塊等。選擇PLC時應考率到功能模塊配套的可能性,選擇功能模塊涉及硬件與軟件兩個方面。

在硬件方面,首先應考慮功能模塊可以方便的和PLC相連接,PLC應該有相關的連接、安裝位置與接口、連接電纜等附件。在軟件上,PLC應具有對應的控制功能,可以方便的對功能模塊進行編程。例如三菱的FX系列PLC通過“FROM”和“TO”指令可以方便的對相應的功能模塊進行控制。
 

八、一般原則

在PLC型號和規格大體確定后,可以根據控制要求逐一確定PLC各組成部分的基本規格與參數,并選擇各組成模塊的型號。選擇模塊型號時,應遵循以下原則。

(1)方便性:一般說來,作為PLC,可以滿足控制要求的模塊往往有很多種,選擇時應以簡化線路設計、方便使用、盡可能減少外部控制器件為原則。

例如:對于輸入模塊,應優先選擇可以與外部檢測元件直接連接的輸入形式,避免使用接口電路。對于輸出模塊,應優先選擇能夠直接驅動負載的輸出模塊,盡量減少中間繼電器等元件。

(2)通用性:進行選型時,要考慮到PLC各組成模塊的統一與通用,避免模塊種類過多。這樣不僅有利于采購,減少備品備件,同時還可以增加系統各組成部件的互換性,為設計、調試和維修提供方便。

(3)兼容性:選擇PLC系統各組成模塊時,應充分的考慮到兼容性。為避免出現兼容性不好的問題,組成PLC系統的各主要部件的生產廠家不宜過多。如果可能的話,盡量選擇同一個生產廠家的產品。 

 

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