PLC選型8大步,看完秒懂

2020-02-03     機械學霸

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、易於維護的控制系統呢?


PLC選型8大步,看完秒懂


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。對於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。那麼具體應該如何選擇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、設計者對於不同廠家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。


另外對於一些特殊的行業(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體存儲單元大小,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於程序容量。設計階段,由於用戶應用程式還未編制,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%考慮餘量。


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,多台同型號PLC為從站,組成簡易PLC網絡;

(2)1台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、工業乙太網等)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,因此用戶選擇的餘地較小,通常用於小型控制系統。


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,一般用於大中型控制系統。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電晶體驅動型、DC48V電晶體驅動型等。


通常繼電器輸出輸出型模塊具有價格低廉、使用電壓範圍廣等優點,但是使用壽命較短、響應時間較長、在用於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。


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、脈衝輸出模塊、高速計數模塊、PID控制模塊、溫度控制模塊等。選擇PLC時應考慮到功能模塊配套的可能性,選擇功能模塊涉及硬體與軟體兩個方面。


在硬體方面,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。


在軟體上,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後,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,並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、儘可能減少外部控制器件為原則。


例如:對於輸入模塊,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。對於輸出模塊,應優先選擇能夠直接驅動負載的輸出模塊,儘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。這樣不僅有利於採購,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,儘量選擇同一個生產廠家的產品。


來源:儀控工程網

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-tw/6aMKD3AB3uTiws8K6ms_.html