PLC程控制器PLC程邏輯器件的選擇方法

2022-09-29 14:12:05 字數 3654 閱讀 5597

1 機型的選擇

plc機型選擇的基本原則是,在功能滿足要求的前提下,選擇最可靠、維護使用最方便以及效能**比的最優化機型。

在工藝過程比較固定、環境條件較好(維修量較小)的場合,建議選用整體式結構的plc;其它情況則最好選用模組式結構的plc。

對於開關量控制以及以開關量控制為主、帶少量模擬量控制的工程專案中,一般其控制速度無須考慮,因此,選用帶a/d轉換、d/a轉換、加減運算、資料傳送功能的低檔機就能滿足要求。

而在控制比較複雜,控制功能要求比較高的工程專案中(如要實現pid運算、閉環控制、通訊聯網等),可視控制規模及複雜程度來選用中檔或高檔機。其中高檔機主要用於大規模過程控制、全plc的分布式控制系統以及整個工廠的自動化等。根據不同的應用物件,表1列出了plc的幾種功能選擇。

表1 plc的功能及應用場合

對於乙個大型企業系統,應盡量做到機型統一。這樣,同一機型的plc模組可互為備用,便於備品備件的採購和管理;同時,其統一的功能及程式設計方法也有利於技術力量的培訓、技術水平的提高和功能的開發;此外,由於其外部裝置通用,資源可以共享,因此,配以上位計算機後即可把控制各獨立系統的多台plc聯成乙個多級分布式控制系統,這樣便於相互通訊,集中管理。

2 輸入/輸出的選擇

plc是一種工業控制系統,它的控制物件是工業生產裝置或工業生產過程,工作環境是工業生產現場。它與工業生產過程的聯絡是通過i/o介面模組來實現的。

通過i/o介面模組可以檢測被控生產過程的各種引數,並以這些現場資料作為控制資訊對被控物件進行控制。同時通過i/o介面模組將控制器的處理結果送給被控裝置或工業生產過程,從而驅動各種執行機構來實現控制。plc從現場收集的資訊及輸出給外部裝置的控制訊號都需經過一定距離,為了確保這些資訊的正確無誤,plc的i/o介面模組都具有較好的抗干擾能力。

根據實際需要,一般情況下,plc都有許多i/o介面模組,包括開關量輸入模組、開關量輸出模組、模擬量輸入模組、模擬量輸出模組以及其它一些特殊模組,使用時應根據它們的特點進行選擇。

2.1 確定i/o點數

根據控制系統的要求確定所需要的i/o點數時,應再增加10%~20%的備用量,以便隨時增加控制功能。對於乙個控制物件,由於採用的控制方法不同或程式設計水平不同,i/o點數也應有所不同。

表2列出了典型傳動裝置及常用電氣元件所需的開關量的i/o點數。

表2 典型傳動裝置及常用電氣元件所需的開關量的i/o點數

2.2 開關量輸入/輸出

通過標準的輸入/輸出介面可從感測器和開關(如按鈕、限位開關等)及控制(開/關)裝置(如指示燈、報警器、電動機起動器等)接收訊號。典型的交流輸入/輸出訊號為24~240v,直流輸入/輸出訊號為5~240v。

儘管輸入電路因製造廠家不同而不同,但有些特性是相同的。如用於消除錯誤訊號的抖動電路;免於較大瞬態過電壓的浪湧保護電路等。此外,大多數輸入電路在高壓電源輸入和介面電路的控制邏輯部分之間都設有可選的隔離電路。

在評估離散輸出時,應考慮熔絲、瞬時浪湧保護和電源與邏輯電路間的隔離電路。熔絲電路也許在開始時花費較多,但可能比在外部安裝熔絲耗資要少。

2.3 模擬量輸入/輸出

模擬量輸入/輸出介面一般用來感知感測器產生的訊號。這些介面可用於測量流量、溫度和壓力,並可用於控制電壓或電流輸出裝置。這些介面的典型量程為-10~+10v、0~+10v、4~20ma或10~50ma。

一些製造廠家在plc上設計有特殊模擬介面,因而可接收低電平訊號,如rtd、熱電偶等。一般來說,這類介面模組可用於接收同一模組上不同型別的熱電偶或rtd混合訊號。

2.4 特殊功能輸人/輸出

在選擇一台plc時,使用者可能會面臨一些特殊型別且不能用標準i/o實現的i/o限定如定位、快速輸入、頻率等 。此時使用者應當考慮供銷廠商是否提供有特殊的有助於最大限度減小控制作用的模組。有些特殊介面模組自身能處理一部分現場資料,從而使cpu從耗時的任務處理中解脫出來。

2.5 智慧型式輸入/輸出

當前,plc的生產廠家相繼推出了一些智慧型式的輸入/輸出模組。一般智慧型式輸入/輸出模組本身帶有處理器,可對輸入或輸出訊號作預先規定的處理,並將處理結果送入cpu或直接輸出,這樣可提高plc的處理速度並節省儲存器的容量。

智慧型式輸入/輸出模組有高速計數器(可作加法計數或減法計數)、凸輪模擬器(用作絕對編碼輸人)、帶速度補償的凸輪模擬器、單迴路或多迴路的pid調節器、ascii/basic處理器、rs—232c/422介面模組等。表3歸納了選擇i/o模組的一般規則。

表3 選擇 plc 的 i/o 介面模組的一般規則

3 plc儲存器型別及容量選擇

plc系統所用的儲存器基本上由prom、e-prom及pam三種型別組成,儲存容量則隨機器的大小變化,一般小型機的最大儲存能力低於6kb,中型機的最大儲存能力可達64kb,大型機的最大儲存能力可上兆位元組。使用時可以根據程式及資料的儲存需要來選用合適的機型,必要時也可專門進行儲存器的擴充設計。

plc的儲存器容量選擇和計算的第一種方法是:根據程式設計使用的節點數精確計算儲存器的實際使用容量。第二種為估算法,使用者可根據控制規模和應用目的,按照表4的公式來估算。

為了使用方便,一般應留有25%~30%的裕量,獲取儲存容量的最佳方法是生成程式,即用了多少字。知道每條指令所用的字數,使用者便可確定準確的儲存容量。表4同時給出了儲存器容量的估算方法。

表4 控制目的估算儲存器容量的方法

4 軟體選擇

在系統的實現過程中,plc的程式設計問題是非常重要的。使用者應當對所選擇plc產品的軟體功能有所了解。通常情況下,乙個系統的軟體總是用於處理控制器具備的控制硬體的。

但是,有些應用系統也需要控制硬體部件以外的軟體功能。例如,乙個應用系統可能包括需要複雜數學計算和資料處理操作的特殊控制或資料採集功能。指令集的選擇將決定實現軟體任務的難易程度。

可用的指令集將直接影響實現控制程式所需的時間和程式執行的時間。

5 支撐技術條件的考慮

選用plc時,有無支撐技術條件同樣是重要的選擇依據。支撐技術條件包括下列內容:

(1) 程式設計手段

可攜式簡易程式設計器主要用於小型plc,其控制規模小,程式簡單,可用簡易程式設計器;

crt程式設計器適用於大中型plc,除可用於編制和輸入程式外,還可編輯和列印程式文字;

由於ibm-pc已得到普及推廣,ibm-pc及其相容機程式設計軟體包是plc很好的程式設計工具。目前,plc廠商都在致力於開發適用自己機型的ibm-pc及其相容機程式設計軟體包,並獲得了成功。

(2) 進行程式文字處理

簡單程式文字處理以及圖、參量狀態和位置的處理,包括列印梯形邏輯;

程式標註,包括觸點和線圈的賦值名、網路注釋等,這對使用者或軟體工程師閱讀和除錯程式非常有用;

圖形和文字的處理。

(3) 程式儲存方式

對於技術資料檔案和備用資料來說,程式的儲存方法有磁帶、軟磁碟或eeprom儲存程式盒等方式,具體選用哪種儲存方式,取決於所選機型的技術條件。

(4) 通訊軟體包

對於網路控制結構或需用上位計算機管理的控制系統,有無通訊軟體包是選用plc的主要依據。通訊軟體包往往和通訊硬體一起使用,如數據機等。

6 plc的環境適應性

由於plc通常直接用於工業控制,生產廠都把它設計成能在惡劣的環境條件下可靠地工作。儘管如此,每種plc都有自己的環境技術條件,使用者在選用時,特別是在設計控制系統時,對環境條件要給予充分的考慮。

一般plc及其外部電路(包括i/o模組、輔助電源等)都能在表5所列的環境條件下可靠工作。

表5 plc的工作環境

7 結束語

隨著科技的不斷進步,plc的種類日益繁多,功能也逐漸增強。文章中儘管歸納了一些選用plc的方法,但在實際工作中還一定要依據實際情況做出適當的調整,以便設計出滿足期望的控制系統。

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