,構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡(luò)
;
3)PLC網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng);
4)專用PLC網(wǎng)絡(luò)(各廠商的專用PLC通信網(wǎng)絡(luò))。
PLC為減輕CPU通信任務(wù),根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要,應(yīng)選擇具有不同通信功能的(如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng))通信處理器。
離線編程方式:PLC和編程器公用一個(gè)CPU,編程器在編程模式時(shí),CPU只為編程器提供服務(wù),不對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后,編程器切換到運(yùn)行模式,CPU對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制,不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本,但使用和調(diào)試不方便。
在線編程方式:CPU和編程器有各自的CPU,主機(jī) CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場控制,并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī),下一掃描周期,主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種方式成本較高,但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便,在大中型PLC中常采用。
五種標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)文本(ST)兩種文本語言。選用的編程語言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)(IEC6113123),同時(shí)還應(yīng)支持多種語言編程形式,如C、Basic、Pascal等,以滿足特殊控制場合的控制要求。
PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置,軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷
。通過軟件對(duì)PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷
,通過軟件對(duì)PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。
PLC的診斷功能的強(qiáng)弱,直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求
,并影響平均維修時(shí)間。
PLC采用掃描方式工作。從實(shí)時(shí)性要求來看,處理速度應(yīng)越快越好,如果信號(hào)持續(xù)時(shí)間小于掃描時(shí)間,則PLC將掃描不到該信號(hào),造成信號(hào)數(shù)據(jù)的丟失。
處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。目前,PLC接點(diǎn)的響應(yīng)快、速度高,每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時(shí)間約0.2~0.4μs,因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。掃描周期(處理器掃描周期)應(yīng)滿足:小型PLC的掃描時(shí)間不大于0.5ms/K;大中型PLC的掃描時(shí)間不大于 0.2ms/K。
PLC的類型:PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類。
整體型PLC的I/0點(diǎn)數(shù)較少且相對(duì)固定
,因此用戶選擇的余地較小,通常用于小型控制系統(tǒng)。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(jù)需要合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)。因此,模塊型PLC的配置比較靈活
,一般用于大中型控制系統(tǒng)。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、各種模塊選擇
數(shù)字量輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮應(yīng)用要求
。例如對(duì)輸入模塊,應(yīng)考慮輸入信號(hào)的電平
、傳輸距離等應(yīng)用要求
。輸出模塊也有很多的種類,例如繼電器觸點(diǎn)輸出型
、AC120V/23V雙向晶閘管輸出型
、DC24V晶體管驅(qū)動(dòng)型
、DC48V晶體管驅(qū)動(dòng)型等。
通常繼電器輸出輸出型模塊具有價(jià)格低廉
、使用電壓范圍廣等優(yōu)點(diǎn)
,但是使用壽命較短、響應(yīng)時(shí)間較長
、在用于感性負(fù)載時(shí)需要增加浪涌吸收電路
;雙向晶閘管輸出型模塊響應(yīng)時(shí)間較快適用于開關(guān)頻繁,電感性低功率因數(shù)負(fù)荷場合
,但價(jià)格較貴
,過載能力較差。
另外
,輸入輸出模塊按照輸入輸出點(diǎn)數(shù)又可以分為:8點(diǎn)
、16點(diǎn)、32點(diǎn)等規(guī)格
,選擇時(shí)要根據(jù)實(shí)際的需要合理配備
。
模擬量輸入模塊,按照模擬量的輸入信號(hào)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(hào)等級(jí)為4~20mA或0~20mA
;電壓型輸入模塊通常信號(hào)等級(jí)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(hào)
。
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(hào)通常有0~20mA、4~20mA
。電壓型輸出信號(hào)通常有0~0V
、-10V~+10V等。
模擬量輸入輸出模塊
,按照輸入輸出通道數(shù)可以分為2通道
、4通道、8通道等規(guī)格
。
功能模塊包括通訊模塊
、定位模塊、脈沖輸出模塊
、高速計(jì)數(shù)模塊
、PID控制模塊、溫度控制模塊等
。選擇PLC時(shí)應(yīng)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(gè)方面
。
在硬件方面,首先應(yīng)考慮功能模塊可以方便的和PLC相連接
,PLC應(yīng)該有相關(guān)的連接
、安裝位置與接口、連接電纜等附件
。在軟件上,PLC應(yīng)具有對(duì)應(yīng)的控制功能
,可以方便的對(duì)功能模塊進(jìn)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(duì)相應(yīng)的功能模塊進(jìn)行控制。
七、
冗余功能
1、重要的過程單元:CPU(包括存儲(chǔ)器)及電源均應(yīng)1B1冗余。
2、在需要時(shí)也可選用PLC硬件與熱備軟件構(gòu)成的熱備冗余系統(tǒng)
、2重化或3重化冗余容錯(cuò)系統(tǒng)等。
1 、控制回路的多點(diǎn)I/O卡應(yīng)冗余配置
。
2、重要檢測點(diǎn)的多點(diǎn)I/O卡可冗余配置 。3)根據(jù)需要對(duì)重要的I/O信號(hào)
,可選用2重化或3重化的I/O接口單元。
在PLC型號(hào)和規(guī)格大體確定后 ,可以根據(jù)控制要求逐一確定PLC各組成部分的基本規(guī)格與參數(shù)
,并選擇各組成模塊的型號(hào)。選擇模塊型號(hào)時(shí)
,應(yīng)遵循以下原則
。
選擇PLC時(shí),應(yīng)考慮性能價(jià)格比 ?div id="m50uktp" class="box-center"> ?紤]經(jīng)濟(jì)性時(shí),應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性
、可操作性
、投入產(chǎn)出比等因素,進(jìn)行比較和兼顧
,最終選出較滿意的產(chǎn)品
。
輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)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(fèi)用。當(dāng)點(diǎn)數(shù)增加到某一數(shù)值后
,相應(yīng)的存儲(chǔ)器容量
、機(jī)架、母板等也要相應(yīng)增加
,因此
,點(diǎn)數(shù)的增加對(duì)CPU選用、存儲(chǔ)器容量
、控制功能范圍等選擇都有影響
。在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮,使整個(gè)控制系統(tǒng)有較合理的性能價(jià)格比
。
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(shí)應(yīng)以簡化線路設(shè)計(jì)
、方便使用、盡可能減少外部控制器件為原則
。微信公眾號(hào)PLC工程師能拿資料能漲知識(shí)能提技能 例如:對(duì)于輸入模塊
,應(yīng)優(yōu)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(duì)于輸出模塊
,應(yīng)優(yōu)先選擇能夠直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載的輸出模塊,盡量減少中間繼電器等元件
。
進(jìn)行選型時(shí) ,要考慮到PLC各組成模塊的統(tǒng)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(shí)還可以增加系統(tǒng)各組成部件的互換性
,為設(shè)計(jì)
、調(diào)試和維修提供方便。
選擇PLC系統(tǒng)各組成模塊時(shí) ,應(yīng)充分的考慮到兼容性
。為避免出現(xiàn)兼容性不好的問題,組成PLC系統(tǒng)的各主要部件的生產(chǎn)廠家不宜過多
。如果可能的話
,盡量選擇同一個(gè)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品。