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在PLC系統(tǒng)設計時,首先應確定控制方案,下一步工作就是PLC工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據(jù)。PLC及有關設備應是集成的、標準的,按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴充其功能的原則選型所選用PLC應是在相關工業(yè)領域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng),PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應與裝置規(guī)模和控制要求相適應。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關的編程語言有利于縮短編程時間,因此,工程設計選型和估算時,應詳細分析工藝過程的特點、控制要求,明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作,然后根據(jù)控制要求,估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設備特性等,后選擇有較高性能價格比的PLC和設計相應的控制系統(tǒng)。
一、輸入輸出(I/O)點數(shù)的估算
I/O點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔浚ǔ8鶕?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù),再增加10%~20%的可擴展
余量后,作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。實際訂貨時,還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點,對輸入輸出點數(shù)進行圓整。
二、存儲器容量的估算
存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小,程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小,因此程序容量小于存儲器容量。設計階段,由于用戶應用程序還未編制,因此,程序容量在設計階段是未知的,需在程序調(diào)試之后才知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算,通常采用存儲器容量的估算來替代。
存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式,許多文獻資料中給出了不同公式,大體上都是按數(shù)字量I/O點數(shù)的10~15倍,加上模擬I/O點數(shù)的100倍,以此數(shù)為內(nèi)存的總字數(shù)(16位為一個字),另外再按此數(shù)的25%考慮余量。
大中型PLC系統(tǒng)應支持多種現(xiàn)場總線和標準通信協(xié)議(如TCP/IP),需要時應能與工廠管理網(wǎng)(TCP/IP)相連接。通信協(xié)議應符合ISO/IEEE通信標準,應是開放的通信網(wǎng)絡。
PLC系統(tǒng)的通信接口應包括串行和并行通信接口(RS2232C/422A/423/485)、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用DCS接口等;大中型PLC通信總線(含接口設備和電纜)應1:1冗余配置,通信總線應符合標準,通信距離應滿足裝置實際要求。
PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡中,上級的網(wǎng)絡通信速率應大于1Mbps,通信負荷不大于60%。PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)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(wǎng)絡;2)1臺PLC為主站,其他同型號PLC為從站,構成主從式PLC網(wǎng)絡;3)PLC網(wǎng)絡通過特定網(wǎng)絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng);4)PLC網(wǎng)絡(各廠商的PLC通信網(wǎng)絡)。
采用動態(tài)零點,可有效防止電位漂移;采用信息冗余技術,設計相應的軟件標志位;采用間接跳轉(zhuǎn),設置軟件陷阱等提高軟件結構可靠性。
信號在接入計算機前,在信號線與地間并接電容,以減少共模干擾;在信號兩極間加裝濾波器可減少差模干擾。
對