PLC控制系統(tǒng)硬件設計方法
4、I/O點數(shù)和種類
在統(tǒng)計系統(tǒng)I/O時,要分清輸入和輸出、數(shù)字量和模擬量、各種電壓電流等級、智能模板要求。
5、系統(tǒng)的先進性
◆ 初級的單體設備控制系統(tǒng)
◆ 集中控制系統(tǒng)
◆ EIC綜合化控制系統(tǒng)
EIC綜合化系統(tǒng)就是將電氣控制(Electric)、儀表控制(Instrumentation)、計算機系統(tǒng)(Computer System)集于一體形成綜合化控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)功能強、層次清楚、可靠性高、可擴展性強、應用開發(fā)容易。鑒于控制思想的不斷更新,在設計可編程序控制器所組成的控制系統(tǒng)時,也要考慮到所組成的控制方案的先進性。
(三)PLC的機型選擇
選擇機型所依據(jù)的性能指標如下:
1、CPU的能力(存儲容量、擴展能力、驅動能力等)
2、I/O點數(shù):為保證所設計的控制系統(tǒng)的正常運行,在系統(tǒng)硬件設計時,建議根據(jù)實際I/0點數(shù)留有10% ~15%的余量。
3、響應速度
4、指令系統(tǒng)
5、機型選擇的其它考慮
◆ 性能價格比
◆ 備品備件的統(tǒng)一考慮
◆ 技術支持等
6、是否在線編程:在線編程要求主機和編程器各有一個CPU。
(四)輸入/輸出模塊的選擇
1、 數(shù)字量輸入模塊的選擇
(1)選擇電壓等級:按電壓分有直流5V、12V、24V、 48V、60V和交流110V、220V;
(2)按保護形式分:有隔離和不隔離兩種
(3)選擇模塊密度:按點數(shù)分有8點、16點、32點、64點。
高密度模塊,如 32點或64點,同時接通點數(shù)取決于輸入電壓和環(huán)境溫度。一般來講,同時接通點數(shù)最好不超過模塊總點數(shù)的70%。
(4)備用輸入點的設計考慮
在設計總輸入點數(shù)時都留有了一定的余量,這些備用點的分配應分別考慮到每塊輸入模塊上,最好分配到每組輸入點上。例如一塊輸入模塊具有32點輸入,它們每8點為一組,在設計時每8點留一個備用點,一旦其余7點發(fā)生故障,只有把接線從故障點改接到備用點,再修改相應地址,系統(tǒng)就可恢復正常。這樣考慮,則有利于系統(tǒng)設計的修改和故障的處理。
2、數(shù)字量輸出模塊的選擇
(l)輸出方式的選擇
(2)輸出功率的選擇
在選擇模塊時要注意手冊上給出的輸出功率要大于實際負載所需的功率。在實際應用中,如果負載要求的功率很大,數(shù)字量輸出模塊已不能滿足需要,此時在設計上可有兩種辦法:
● 采用中間繼電器,數(shù)字量輸出驅動中間繼電器的線圈。
● 用多個數(shù)字量輸出點并聯(lián)驅動一個負載,此時應注意多個輸出點動作的一致性。
(3)負載
針對負載情況要注意兩點:
● 對于像電磁抱閘這類負載,雖然負載電流很小,但匝數(shù)多,斷電瞬間其反向電壓很高,有時會使輸出三極管反向擊穿,此時要在負載兩端并接電容和電阻抑制反向電壓;
● 對于燈負載,要注意啟動沖擊電流,一般啟動電流為負載額定電流的10倍,驅動燈負載時,手冊上都給出相對應的輸出功率。
3、模擬量輸入模塊的選擇
(1)模擬量值的輸入范圍。
模擬量輸入模塊有各種輸入范圍,它們包括0~10V,士10V,4~20mA等。有的產品用外加輸入量程子模塊來實現(xiàn)各種輸入范圍,使得同一個模擬量輸入模塊可以適應不同的輸入范圍;也有的產品將各種不同輸入范圍的模塊做成各自獨立的模擬量輸入模塊。
(2)模擬量值的數(shù)字表示方法。
模擬量輸入模塊的功能是進行模擬量到二進制數(shù)值的轉換。在選擇時要注意轉換精度。
(3)采樣循環(huán)時間。
采樣循環(huán)時間反映了系統(tǒng)處理模擬量輸入的響應時間。
(4)模擬量輸入模塊的外部連接方式。
外部檢測元件各種各樣,其信號范圍和要求的連接也不相同。模擬量輸入模塊為適應這些要求可提供各種連接方式,它們包括電阻的連接方式、熱電偶的連接方式、各種傳感器的連接方式;有時還包括兩線連接和帶補償?shù)乃木€連接,這些都要根據(jù)實際需要選擇。
4、模擬量輸出模塊的選擇
(1)輸出范圍和輸出類型。
模擬量輸出范圍包括0~10V,士10V,4~20mA。輸出類型有電壓輸出和電流輸出,一般的模擬量模塊都同時具有這兩種輸出類型,只是在與負載連接時接線方式不同。
(2)對負載的要求。
對負載的要求主要是負載阻抗,在電流輸出方式下一般給出最大的負載阻抗。在電壓輸出方式下,則給出最小負載阻抗。
5、智能I/O模塊的選擇
智能I/0模塊不同于一般的I/0模塊,它自身帶有微處理器芯片、系統(tǒng)程序、存儲器。智能接口模塊通過系統(tǒng)總線與CPU模塊相連,并在CPU模塊的協(xié)調管理下獨立進行工作,提高廠處理速度,便于應用。一般的智能I/0模塊包括通訊處理模塊、高速計數(shù)模塊、帶有PID調節(jié)的模擬量控制模塊、閥門控制模塊等。
(五)系統(tǒng)硬件設計文件
一般系統(tǒng)的設計文件應包括系統(tǒng)硬件配置圖、模塊統(tǒng)計表、PLC的I/0接口圖和I/0地址表。
1、系統(tǒng)硬件配置圖
系統(tǒng)硬件配置圖應完整地給出整個系統(tǒng)硬件組成,它應包括系統(tǒng)構成級別(設備控制級和過程控制級)、系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)情況、網(wǎng)上可編程序控制器的站數(shù)、每個可編程序控制器站上的中心單元和擴展單元構成情況、每個可編程序控制器中的各種模塊構成情況。(http://www.diangon.com/版權所有)下圖給出了一般的二級控制系統(tǒng)的基本系統(tǒng)硬件配置圖。
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