Nella progettazione del sistema PLC, il primo passo dovrebbe essere quello di determinare il programma di sistema, il passo successivo è la selezione del progetto PLC. Selezione del PLC, principalmente per determinare il produttore del PLC e dei modelli specifici del PLC. Per il programma di sistema è necessario un sistema distribuito, rif
Penso che dovrebbero esserci i seguenti aspetti:
I. il produttore del PLC
Per determinare il produttore del PLC, è necessario considerare principalmente le esigenze degli utenti delle apparecchiature, i progettisti dei diversi produttori, la familiarità del PLC e le abitudini di progettazione, la coerenza dei prodotti di supporto e dei servizi tecnici e altri fattori. Partendo dall'affidabilità del PLC stesso da considerare, in linea di principio, quanto quella dei prodotti di grandi aziende straniere, non dovrebbe esserci un problema di scarsa affidabilità.
Personalmente ritengo che, in generale, per il controllo di apparecchiature indipendenti o per occasioni di sistemi di controllo più semplici, il supporto dei prodotti PLC giapponesi, relativamente parlando, presenta alcuni vantaggi. Per un sistema di dimensioni maggiori, la funzione di comunicazione di rete richiede un sistema di controllo distribuito aperto e elevato, un sistema I/O remoto, in Europa e negli Stati Uniti la produzione di PLC nella funzione di comunicazione di rete è più vantaggiosa. Inoltre, per alcune industrie speciali (ad esempio: metallurgia, tabacco, ecc.) dovrebbero essere selezionati nei settori industriali pertinenti avere un track record di funzionamento, un sistema PLC maturo e affidabile.
II. il numero di punti di ingresso e uscita (I/O).
Il numero di punti di ingresso/uscita del PLC è uno dei parametri di base del PLC. Il numero di punti I/O deve essere determinato sulla base della somma di tutti i punti I/O richiesti per il dispositivo di controllo. In generale, il PLC dovrebbe avere un margine adeguato di punti I/O. Solitamente in base al numero di punti di input e output statistici, quindi aggiungere dal 10% al 20% del margine espandibile, poiché i dati stimati dei punti di input e output. L'ordine effettivo, ma anche in base alle caratteristiche dei prodotti PLC del produttore, al numero di punti di ingresso e di uscita da regolare.
III. la capacità di memoria
La capacità di memoria è che il controller programmabile stesso può fornire la dimensione dell'unità di memorizzazione hardware, la capacità del programma è la dimensione dell'unità di memorizzazione utilizzata dall'applicazione utente nella memoria, quindi la capacità del programma è inferiore alla capacità della memoria. Fase di progettazione, poiché l'applicazione utente non è stata preparata, pertanto, gli ingegneri di Microsoft PLC possono ottenere informazioni, aumentare le conoscenze, migliorare le competenze, la capacità del programma nella fase di progettazione è sconosciuta, è necessario saperlo dopo il debug del programma. Per progettare la selezione della capacità del programma è possibile avere una certa stima, solitamente utilizzata per sostituire la stima della capacità di memoria. La stima della capacità di memoria della memoria del PLC non è una formula fissa, molta letteratura fornisce una formula diversa, generalmente in base al numero di punti I/O digitali da 10 a 15 volte, più 100 volte il numero di punti I/O analogici, il numero di memoria per il numero totale di parole (16-bit word), e poi del 25% di questo numero per considerare il numero totale di parole (16-parola in bit), inoltre il 25% di questo numero viene considerato come margine.
IV. Funzioni di controllo
La selezione include la selezione di caratteristiche quali funzione aritmetica, funzione di controllo, funzione di comunicazione, funzione di programmazione, funzione diagnostica e velocità di elaborazione.
(i) Funzione aritmetica
Le semplici funzioni aritmetiche del PLC includono operazioni logiche, funzioni di temporizzazione e conteggio; le normali funzioni aritmetiche del PLC includono anche lo spostamento dei dati, il confronto e altre funzioni aritmetiche; funzioni aritmetiche più complesse come operazioni algebriche, trasferimento dati, ecc.; PLC su larga scala ci sono operazioni PID analogiche e altre funzioni aritmetiche avanzate. Con l'emergere di sistemi aperti, ora il PLC ha una funzione di comunicazione, alcuni prodotti hanno una comunicazione con il computer inferiore, alcuni prodotti hanno una comunicazione con la stessa macchina o il computer superiore, alcuni prodotti hanno anche una rete dati di fabbrica o aziendale funzione di comunicazione. La scelta del progetto dovrebbe basarsi sui requisiti dell'applicazione reale e su una selezione ragionevole delle funzioni di calcolo richieste. La maggior parte delle applicazioni, solo operazioni logiche e funzioni di temporizzazione e conteggio, alcune applicazioni richiedono il trasferimento e il confronto dei dati, se utilizzate per il rilevamento e il controllo analogico, l'uso di operazioni algebriche, conversione numerica e operazioni PID. Altri richiedono operazioni di decodifica e codifica durante la visualizzazione dei dati.
(ii) funzione di controllo
Le funzioni di controllo, comprese le operazioni di controllo PID, le operazioni di controllo della compensazione feed-forward, le operazioni di controllo del rapporto, ecc., devono essere determinate in base ai requisiti di controllo. Il PLC viene utilizzato principalmente per il controllo logico sequenziale, pertanto, la maggior parte delle volte utilizza controller a loop singolo o multi-loop per risolvere il controllo analogico e talvolta utilizza anche un microblogging di input e output intelligente dedicato. Gli ingegneri PLC possono ottenere le informazioni migliorare le conoscenze e migliorare le competenze per completare le funzioni di controllo richieste, migliorare l'elaborazione del PLC e migliorare le funzioni di controllo. funzioni di controllo, migliorare la velocità di elaborazione del PLC e risparmiare capacità di memoria. Ad esempio, l'uso di unità di controllo PID, contatori ad alta velocità, unità analogiche con compensazione della velocità, unità di conversione del codice ASC.
(iii) funzione di comunicazione
I sistemi PLC di grandi e medie dimensioni dovrebbero supportare una varietà di bus di campo e protocolli di comunicazione standard (come TCP/IP), quando necessario, dovrebbero essere in grado di connettersi con la rete di gestione della fabbrica (TCP/IP). I protocolli di comunicazione dovrebbero essere in linea con gli standard di comunicazione ISO/IEEE e dovrebbero essere una rete di comunicazione aperta.
Le interfacce di comunicazione del sistema PLC dovrebbero includere interfacce di comunicazione seriale e parallela (RS2232C/422A/423/485), porta di comunicazione RIO, Ethernet industriale, interfacce DCS comunemente utilizzate, ecc.; Il bus di comunicazione PLC di medie e grandi dimensioni (compresi dispositivi di interfaccia e cavi) dovrebbe essere una configurazione ridondante 1:1, il bus di comunicazione dovrebbe essere in linea con gli standard internazionali e la distanza di comunicazione dovrebbe soddisfare i requisiti effettivi del dispositivo.
Nella rete di comunicazione del sistema PLC, la velocità di comunicazione della rete del livello superiore dovrebbe essere superiore a 1Mbps e il carico di comunicazione non superiore al 60%. Le principali forme di rete di comunicazione del sistema PLC sono le seguenti:
(1) PC come master, più PLC dello stesso modello come slave, formando una semplice rete PLC;
(2) 1 PLC master, altro PLC dello stesso tipo dello slave, costituente una rete PLC master-slave;
(3) La rete PLC è collegata a un DCS di grandi dimensioni come sottorete del DCS tramite un'interfaccia di rete specifica;
(4) Rete PLC dedicata (rete di comunicazione PLC dedicata di ciascun produttore).
Il PLC per alleviare i compiti di comunicazione della CPU, in base alle effettive esigenze della composizione della rete, dovrebbe essere selezionato con diverse funzioni di comunicazione (come punto a punto, bus di campo, Ethernet industriale) processore di comunicazione.
(iv) Funzione di programmazione
Modalità di programmazione offline: PLC e programmatore condividono una CPU comune, quando il programmatore è in modalità di programmazione, la CPU fornisce solo servizi per il programmatore e non controlla i dispositivi di campo. Dopo aver completato la programmazione, il programmatore passa alla modalità operativa e la CPU controlla i dispositivi di campo senza programmazione. La modalità di programmazione offline può ridurre i costi del sistema, ma non è conveniente da usare ed eseguire il debug.
Metodo di programmazione online: CPU e programmatore hanno le proprie CPU, la CPU host è responsabile del controllo sul campo e scambia dati con il programmatore durante un ciclo di scansione, il programmatore invia il programma o i dati preparati online all'host e l'host funziona secondo il programma appena ricevuto nel ciclo di scansione successivo. Questo approccio è più costoso, ma il sistema è facile da eseguire il debug e da utilizzare e viene spesso utilizzato in PLC di grandi e medie dimensioni.
Cinque linguaggi di programmazione standardizzati: Sequential Function Chart (SFC), Ladder Diagram (LD), Function Block Diagram (FBD) tre tipi di linguaggio grafico e Statement List (IL), Testo strutturato (ST) due tipi di linguaggio testuale. Il linguaggio di programmazione selezionato dovrebbe essere conforme ai suoi standard (IEC6113123), ma dovrebbe anche supportare una varietà di forme di programmazione linguistica, come C, Basic, Pascal, ecc., per soddisfare i requisiti di controllo di occasioni di controllo speciali.
(E) velocità di elaborazione
Il PLC funziona tramite scansione. Dal punto di vista dei requisiti in tempo reale, la velocità di elaborazione dovrebbe essere la più elevata possibile. Se la durata del segnale è inferiore al tempo di scansione, il PLC non effettuerà la scansione del segnale, con conseguente perdita dei dati del segnale.
La velocità di elaborazione è correlata alla lunghezza del programma utente, alla velocità di elaborazione della CPU, alla qualità del software e così via. Al momento, il PLC ha una risposta rapida, alta velocità, un tempo di esecuzione di ciascuna istruzione binaria da circa {{0}},2 a 0,4 μs, in modo che possa adattarsi agli elevati requisiti di controllo, i requisiti corrispondenti delle esigenze applicative di veloce. Il ciclo di scansione (ciclo di scansione del processore) dovrebbe soddisfare: il tempo di scansione del piccolo PLC non è superiore a 0,5 ms/K; il tempo di scansione dei PLC di grandi e medie dimensioni non è superiore a 0,2 ms/K.
V. Modelli di PLC
Tipo di PLC:Il PLC è diviso in due categorie in base alla struttura dell'intero tipo e al tipo di modulo.
PLC I / 0 integrati hanno meno punti e sono relativamente fissi, quindi l'utente ha meno spazio di scelta, solitamente utilizzati per piccoli sistemi di controllo. Rappresentanti di questo tipo di PLC sono: la serie Siemens S7-200, la serie FX di Mitsubishi, la serie CPM1A di Omron.
Il PLC di tipo modulo fornisce una varietà di moduli I/O che possono essere collegati al substrato PLC, per facilitare l'utente in base alla necessità di selezionare e configurare ragionevolmente i punti I/O del sistema di controllo. Pertanto, la configurazione del modulo di tipo PLC è più flessibile, generalmente utilizzata per sistemi di controllo di medie e grandi dimensioni. Ad esempio, le serie S7-300 e S7-400 di Siemens, la serie Q di Mitsubishi, la serie CVM1 di Omron.
VI. Varia selezione di moduli
(A) modulo I/O digitale
La selezione dei moduli di ingresso e uscita digitali dovrebbe considerare i requisiti dell'applicazione. Ad esempio, il modulo di ingresso dovrebbe considerare il livello del segnale di ingresso, la distanza di trasmissione e altri requisiti applicativi. Sono disponibili molti tipi di moduli di uscita, ad esempio il tipo di uscita con contatto relè, il tipo di uscita a tiristore bidirezionale CA 120 V/23 V, a transistor DC 24 V, a transistor DC 48 V e così via.
Di solito il modulo di uscita relè ha un prezzo basso, l'uso di un'ampia gamma di tensione e altri vantaggi, ma la durata è più breve, il tempo di risposta è più lungo, se utilizzato per carichi induttivi è necessario aumentare il circuito di assorbimento delle sovratensioni; Il tempo di risposta del modulo di uscita a tiristori bidirezionali è più rapido in caso di commutazione frequente e in occasioni di carico induttivo a basso fattore di potenza, ma il prezzo è più costoso e la capacità di sovraccarico è scarsa.
Inoltre, i moduli di ingresso e uscita in base al numero di punti di ingresso e uscita possono essere suddivisi in: 8 punti, 16 punti, 32 punti e altre specifiche, la scelta dovrebbe essere ragionevolmente attrezzata in base alle effettive esigenze.
(B) modulo I/O analogico
Il modulo di ingresso analogico, in base al tipo di segnale di ingresso analogico, può essere suddiviso in: tipo di ingresso corrente, tipo di ingresso tensione, tipo di ingresso termocoppia. Il tipo di ingresso corrente solitamente livello del segnale per 4 ~ 20mA o 0 ~ 20 mA; il modulo di ingresso del tipo a tensione solitamente livello del segnale per 0 ~ 10 V, -5V ~ +5V e così via. Alcuni moduli di ingresso analogico sono compatibili con segnali di ingresso in tensione o corrente.
Il modulo di uscita analogica è anche diviso in modulo di uscita di tipo tensione e modulo di uscita di tipo corrente, il segnale di uscita corrente è solitamente 0-20mA, 4-20mA; il segnale di uscita del tipo di tensione è solitamente 0 ~ 0V, -10V ~ +10V e così via.
I moduli di ingresso e uscita analogici, in base al numero di canali di ingresso e uscita, possono essere suddivisi in 2 canali, 4 canali, 8 canali e altre specifiche.
(C) Modulo funzionale
I moduli funzionali includono modulo di comunicazione, modulo di posizionamento, modulo di uscita a impulsi, modulo di conteggio ad alta velocità, modulo di controllo PID, modulo di controllo della temperatura e così via. La selezione del PLC dovrebbe tenere conto della possibilità di abbinare i moduli funzione, la scelta dei moduli funzione coinvolge due aspetti di hardware e software.
In termini di hardware, il primo dovrebbe considerare che il modulo funzione può essere facilmente collegato al PLC, il PLC dovrebbe avere le relative connessioni, posizioni di installazione e interfacce, cavi di collegamento e altri accessori. Nel software, il PLC dovrebbe avere la funzione di controllo corrispondente, può essere conveniente per la programmazione del modulo funzione. Ad esempio, il PLC della serie FX di Mitsubishi tramite i comandi "FROM" e "TO" può controllare facilmente il modulo funzione corrispondente.
VII. Funzioni di ridondanza
(A) ridondanza dell'unità di controllo
1, l'unità di processo importante: CPU (compresa la memoria) e alimentatore dovrebbero essere ridondanti 1B1.
2, nella necessità di hardware PLC e software hot standby può essere utilizzato anche per formare un sistema ridondante hot standby, 2 ridondanze o 3 ridondanze ridondanti sistema di tolleranza agli errori.
(B) Ridondanza dell'unità di interfaccia I/O
1, il circuito di controllo della scheda I/O multipunto deve essere una configurazione ridondante.
2, le schede I/O multipunto di importanti punti di rilevamento possono essere configurate in modo ridondante. 3) In base alla necessità di segnali I/O importanti, è possibile selezionare le unità di interfaccia I/O di revisione o 3-di revisione.