随着PLC的推广普及,PLC产品的种类和数量越来越多,而且功能也日趋完善。近年来,从美国、日本、德国等国引进的PLC产品及国内厂家自行开发的产品已有几十个系列、上百种型号。PLC的品种繁多,其结构型式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各不相同,适用场合也各有侧重。因此,合理选择PLC,对于提高PLC在控制系统中的应用起着重要作用。 一、机型的选择 PLC机型选择的基本原则是,在功能满足要求的前提下,选择最可靠、维护使用最方便以及性能价格比的{zy}化机型。 在工艺过程比较固定、环境条件较好(维修量较小)的场合,建议选用整体式结构的PLC;其它情况则{zh0}选用模块式结构的PLC。 对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目中,一般其控制速度无须考虑,因此,选用带A/D转换、D/A转换、加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求。 而在控制比较复杂,控制功能要求比较高的工程项目中(如要实现PID运算、闭环控制、通信联网等),可视控制规模及复杂程度来选用中档或xx机。其中xx机主要用于大规模过程控制、全PLC的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等。 二、输入/输出的选择 PLC是一种工业控制系统,它的控制对象是工业生产设备或工业生产过程,工作环境是工业生产现场。它与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块来实现的。 PLC从现场收集的信息及输出给外部设备的控制信号都需经过一定距离,为了确保这些信息的正确无误,PLC的I/O接口模块都具有较好的抗干扰能力。根据实际需要,一般情况下,PLC都有许多I/O接口模块,包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块以及其它一些特殊模块,使用时应根据它们的特点进行选择。 1、确定I/O点数 根据控制系统的要求确定所需要的I/O点数时 应再增加10%~20%的备用量,以便随时增加控制功能。对于一个控制对象,由于采用的控制方法不同或编程水平不同,I/O点数也应有所不同。 2、开关量输入/输出 通过标准的输入/输出接口可从传感器和开关(如按钮、限位开关等)及控制(开/关)设备(如指示灯、xxx、电动机起动器等)接收信号。 尽管输入电路因制造厂家不同而不同,但有些特性是相同的。如用于xx错误信号的抖动电路;免于较大瞬态过电压的浪涌保护电路等。此外,大多数输入电路在高压电源输入和接口电路的控制逻辑部分之间都设有可选的隔离电路。 在评估离散输出时,应考虑熔丝、瞬时浪涌保护和电源与逻辑电路间的隔离电路。熔丝电路也许在开始时花费较多,但可能比在外部安装熔丝耗资要少。 3、模拟量输入/输出 模拟量输入/输出接口一般用来感知传感器产生的信号。这些接口可用于测量流量、温度和压力,并可用于控制电压或电流输出设备。这些接口的典型量程为-10~+10V、0~+10V、4~20mA或10~50mA。 一些制造厂家在PLC上设计有特殊模拟接口,因而可接收低电平信号 如RTD、热电偶等 。一般来说,这类接口模块可用于接收同一模块上不同类型的热电偶或RTD混合信号。 4、特殊功能输人/输出 在选择一台PLC时,用户可能会面临一些特殊类型且不能用标准I/O实现的I/O限定 如定位、快速输入、频率等 。此时用户应当考虑供销厂商是否提供有特殊的有助于{zd0}限度减小控制作用的模块。有些特殊接口模块自身能处理一部分现场数据,从而使CPU从耗时的任务处理中解脱出来。 5、智能式输入/输出 当前,PLC的生产厂家相继推出了一些智能式的输入/输出模块。一般智能式输入/输出模块本身带有处理器,可对输入或输出信号作预先规定的处理,并将处理结果送入CPU或直接输出,这样可提高PLC的处理速度并节省存储器的容量。 智能式输入/输出模块有高速计数器(可作加法计数或减法计数)、凸轮模拟器(用作{jd1}编码输人)、带速度补偿的凸轮模拟器、单回路或多回路的PID调节器、ASCII/BASIC处理器、RS-232C/422接口模块等。 三、PLC存储器类型及容量选择 PLC系统所用的存储器基本上由PROM、E-PROM及PAM三种类型组成,存储容量则随机器的大小变化,一般小型机的{zd0}存储能力低于6KB,中型机的{zd0}存储能力可达64KB,大型机的{zd0}存储能力可上兆字节。使用时可以根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型,必要时也可专门进行存储器的扩充设计。 PLC的存储器容量选择和计算的{dy}种方法是:根据编程使用的节点数xx计算存储器的实际使用容量。第二种为估算法,用户可根据控制规模和应用目的,按照表4的公式来估算。为了使用方便,一般应留有25%~30%的裕量,获取存储容量的{zj0}方法是生成程序,即用了多少字。知道每条指令所用的字数,用户便可确定准确的存储容量。同时给出了存储器容量的估算方法。 控制目的估算存储器容量的方法 代替继电路 M=Km(10DI+5D0) DI为数字(开关)量输入信号;Do为数字(开关)量输出信号;AI为模拟量输入信号;Km为每个接点所点存储器字节数;M为存储器容量 模拟量控制 M=Km(10DI+5Do+100AI) 多路采样控制 M=Km[10DI+5Do+100AI+(1+采样点×0.25] 四、软件选择 在系统的实现过程中,PLC的编程问题是非常重要的。用户应当对所选择PLC产品的软件功能有所了解。通常情况下,一个系统的软件总是用于处理控制器具备的控制硬件的。但是,有些应用系统也需要控制硬件部件以外的软件功能。例如,一个应用系统可能包括需要复杂数学计算和数据处理操作的特殊控制或数据采集功能。指令集的选择将决定实现软件任务的难易程度。可用的指令集将直接影响实现控制程序所需的时间和程序执行的时间。 五、PLC的环境适应性 由于PLC通常直接用于工业控制,生产厂都把它设计成能在恶劣的环境条件下可靠地工作。尽管如此,每种PLC都有自己的环境技术条件,用户在选用时,特别是在设计控制系统时,对环境条件要给予充分的考虑。 一般PLC及其外部电路(包括I/O模块、辅助电源等)都能在表5所列的环境条件下可靠工作。 1 湿度 工作温度范围为0~55℃,{zg}为60℃,贮存温度范围为-40~+85℃ 2 湿度 相对湿度5%~95%*无凝结霜) 3 振动和冲击 满足国际电工委员会标准 4 电源 采用220V交流电源,允许变化范围为-15%~+15%,频率为47~53Hz,瞬间停电保持10ms 5 环境 周围空气不能混有可燃性、爆炸性和腐蚀性气体 结束语 随着科技的不断进步,PLC的种类日益繁多,功能也逐渐增强。文章中尽管归纳了一些选用PLC的方法,但在实际工作中还一定要依据实际情况做出适当的调整,以便设计出满足期望的控制系统。 |