在plc系統(tǒng)的設(shè)計中，首先要確定控制方案，其次是plc工程設(shè)計的選擇。

　 一、工藝特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選擇的主要依據(jù)

       西門子plc及相關(guān)設(shè)備應(yīng)集成化、標準化，易于與工業(yè)控制系統(tǒng)集成。在plc控制系統(tǒng)的設(shè)計中，首先確定控制方案，然后選擇plc工程設(shè)計，工藝特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選擇的主要依據(jù)。PLC及相關(guān)設(shè)備應(yīng)集成化、標準化。根據(jù)易于與工業(yè)plc控制系統(tǒng)集成的原則，易于擴展其功能。選定的plc應(yīng)在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域投入運行。系統(tǒng)成熟可靠。plc控制系統(tǒng)的硬件、軟件配置和功能應(yīng)滿足設(shè)備規(guī)模和控制要求。熟悉可編程控制器、功能圖和相關(guān)編程語言將有助于減少編程時間。因此，在工程設(shè)計的選擇和評價中，應(yīng)詳細分析過程的特點和控制要求，確定控制任務(wù)和范圍。操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲容量，確定plc的功能、外部設(shè)備的特點，最后選擇性能價格比較高的plc并設(shè)計相應(yīng)的plc控制系統(tǒng)。在估計I/O點時，應(yīng)考慮適當?shù)脑６?。一般情況下，根據(jù)輸入輸出點的個數(shù)，加入10%到20%的可伸縮邊，將數(shù)據(jù)估計為輸入輸出點的個數(shù)。在實際的順序中，輸入和輸出點的數(shù)量必須根據(jù)制造商的plc的產(chǎn)品特性四舍五入。

　 二、存儲器容量的估算

　　為了在設(shè)計選擇時估計程序容量，通常將其替換為存儲器容量的估計。 估計PLC存儲器的存儲容量沒有固定的公式。許多文獻給出了不同的公式，通常是數(shù)字I/O點數(shù)的10到15倍，加上模擬I/O點數(shù)的100倍。該數(shù)字是存儲器中的字總數(shù)(16位是一個字)，剩余的數(shù)量被認為是數(shù)字的25%。

　三、控制功能的選擇

　　(一)運算功能 簡易PLC的操作功能包括邏輯運算，定時和計數(shù)功能;普通PLC的操作功能還包括數(shù)據(jù)移位和比較等算術(shù)功能;更復(fù)雜的算術(shù)函數(shù)需要代數(shù)運算和數(shù)據(jù)傳輸;模擬量也可用于大型PLC。 PID操作和其他高級計算功能。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn)，PLC中現(xiàn)在可以使用通信功能。有些產(chǎn)品與下位機通信。某些產(chǎn)品與相同或上位計算機進行通信。某些產(chǎn)品還與工廠或企業(yè)網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)通信。功能。 在設(shè)計和選擇時，我們應(yīng)該從實際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理地選擇所需的計算功能。在大多數(shù)應(yīng)用中，只需要邏輯運算和定時計數(shù)功能。某些應(yīng)用程序需要數(shù)據(jù)傳輸和比較。當用于模擬檢測和控制時，使用代數(shù)運算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運算。需要諸如解碼和編碼的操作來顯示數(shù)據(jù)。

　　(2)主要采用PLC進行順序邏輯控制..因此，在大多數(shù)情況下，通常采用單環(huán)或多環(huán)控制器來解決模擬控制..有時采用專用的智能輸入/輸出單元來完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度..

　　(3)plc系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的主要形式有：1)pc為主站，同類型的plc多為從站，形成簡單的plc網(wǎng)絡(luò);2)plc為主站，其它同類型的plc為從站，形成主從plc網(wǎng)絡(luò);3)可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)通過特定的網(wǎng)絡(luò)接口作為一個可編程邏輯控制器子網(wǎng)絡(luò)連接到一個大型可編程邏輯控制器上;4)專用可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)(每個制造商的專用可編程邏輯控制器通信網(wǎng)絡(luò))。絡(luò)脈。為了減輕cpu的通信任務(wù)，plc應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實際需要選擇具有不同通信功能的通信處理器(如點對點、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)等)。

　　(4)編程功能離線編程模式：PLC與程序員共享CPU。當程序員處于編程模式時，CPU只為程序員服務(wù)，而不控制現(xiàn)場設(shè)備。編程完成后，程序員切換到運行模式，CPU控制現(xiàn)場設(shè)備，不能編程。在線編程模式：CPU和程序員都有自己的CPU。主機CPU負責在掃描周期內(nèi)與程序員進行現(xiàn)場控制和數(shù)據(jù)交換。程序員將在線編程程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機，下一個掃描周期。主機根據(jù)新接收的程序運行。五種標準化程序設(shè)計語言：順序函數(shù)圖，梯形圖，功能框圖，三種圖形語言和語句表，結(jié)構(gòu)文本，兩種文本語言。

　　(五)診斷功能西門子plc的診斷功能包括硬件和軟件診斷，硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷內(nèi)部診斷和外部診斷，通過軟件診斷PLC的性能和功能是一種內(nèi)部診斷。通過軟件診斷CPU的信息交換功能和PLC的外部輸入和輸出是外部診斷，西門子plc診斷功能的強弱直接影響操作和維護人員的技術(shù)能力要求，影響平均維護時間。

　　(六)在PLC的處理速度是在掃描模式下。但從實時性要求來看，處理速度應(yīng)盡可能快地。如果信號持續(xù)時間小于掃描時間，PLC將不掃描信號，導(dǎo)致信號的數(shù)據(jù)丟失。目前，PLC觸點響應(yīng)速度快。每個二進制指令執(zhí)行時間為約0.2?0.4Ls，應(yīng)用程序可適應(yīng)的高和快速的控制要求的要求。掃描周期(掃描處理器周期)應(yīng)小PLC掃描時間不超過0.5毫秒/ K;中型PLC掃描時間不大于0.2ms的/ K.更

　四、機型的選擇

　　(一)PLC的類型

　　PLC根據(jù)結(jié)構(gòu)分為兩種類型：整體式和模塊式。根據(jù)應(yīng)用環(huán)境分為兩種：現(xiàn)場安裝和控制室安裝。從應(yīng)用的角度來看，通常可以選擇控制功能或輸入輸出點的數(shù)量。 集成PLC具有固定數(shù)量的I/O點，因此用戶可以選擇小型plc控制系統(tǒng)。模塊化PLC提供各種I/O卡或卡，因此用戶可以合理地選擇和配置控制系統(tǒng)。 I/O點的數(shù)量，功能擴展方便靈活，通常用于大中型plc控制系統(tǒng)。

　　(2)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用需求考慮輸入輸出模塊的選擇。對于輸出模塊，應(yīng)該考慮輸出模塊的類型。一般而言，繼電器輸出模塊具有價格低廉、工作電壓范圍寬、壽命短、響應(yīng)時間長等特點。晶閘管輸出模塊適用于頻繁開關(guān)和感應(yīng)低功率因數(shù)。負載，但昂貴，過載能力差。輸出模塊還具有直流輸出、交流輸出和模擬輸出，以滿足應(yīng)用需求。

　　(3)PLC電源的選擇應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格，同時應(yīng)根據(jù)設(shè)備和PLC的介紹。plc電源一般采用220vac電源滿足國內(nèi)電網(wǎng)電壓。對于重要應(yīng)用，應(yīng)使用不間斷電源或穩(wěn)壓電源。如果西門子plc本身有可用電源，則應(yīng)檢查所提供的電流是否滿足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計外部電源。為了防止外部高壓電源對plc的誤操作，需要對輸入輸出信號進行隔離，有時采用簡單的二極管或熔絲管。

　　(4)集成計算機芯片技術(shù)的發(fā)展降低了儲存成本。因此，為了確保該應(yīng)用程序的正常運行，通常它需要按照I / O點的存儲容量PLC，和選擇至少8K存儲器256。當復(fù)雜的控制功能，應(yīng)選擇大容量，高級存儲器。選擇(5)冗余功能(1)顯著處理單元：CPU(包括存儲器)和一個冗余電源應(yīng)該是1B1。 (2)可以按照熱備份冗余系統(tǒng)中選擇，所述熱備份仲或叔冗余容錯系統(tǒng)的可編程邏輯控制器的硬件和軟件組件。

　　(5)i/o接口單元的冗余(1)控制環(huán)的多點i/o卡應(yīng)該是冗余的。(2)可配置為重要檢測點的冗余的多點i/o卡。3)對于重要的i/o信號，可以根據(jù)需要選擇2或3個i/o接口單元。

　　(6)在選擇PLC進行經(jīng)濟考慮時，應(yīng)考慮性能與價格之比。投入和輸出點的數(shù)量對價格有直接的影響，因此，點數(shù)的增加將影響CPU的選擇、內(nèi)存容量和控制功能的范圍。應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的估計與選擇，使整個plc控制系統(tǒng)具有合理的性價比。
 

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