在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)確定系統(tǒng)方案,下一步工作就是PLC的設(shè)計(jì)選型。選擇PLC,主要是確定PLC的生產(chǎn)廠家和PLC的具體型號(hào)。對(duì)于系統(tǒng)方案要求有分布式系統(tǒng)、遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng),還需要考慮網(wǎng)絡(luò)化通訊的要求。那么具體應(yīng)該如何選擇PLC呢?筆者認(rèn)為應(yīng)該有以下幾方面的內(nèi)容。
一、PLC生產(chǎn)廠家的選擇
確定PLC的生產(chǎn)廠家,主要應(yīng)該考慮設(shè)備用戶的要求、設(shè)計(jì)者對(duì)于不同廠家PLC的熟悉程度和設(shè)計(jì)習(xí)慣、配套產(chǎn)品的一致性以及技術(shù)服務(wù)等方面的因素。從PLC本身的可靠性考慮,原則上只要是國外大公司的產(chǎn)品,不應(yīng)該存在可靠性不好的問題。
筆者個(gè)人認(rèn)為,一般來說,對(duì)于控制獨(dú)立設(shè)備或較簡單的控制系統(tǒng)的場(chǎng)合,配套日本的PLC產(chǎn)品,相對(duì)來說性價(jià)比有一定優(yōu)勢(shì)。對(duì)于系統(tǒng)規(guī)模較大網(wǎng)絡(luò)通訊功能要求高、開放性的分布式控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng),歐美生產(chǎn)的PLC在網(wǎng)絡(luò)通訊功能上更有優(yōu)勢(shì)。
另外對(duì)于一些特殊的行業(yè)(例如:冶金、煙草等)應(yīng)選擇在相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績、成熟可靠的PLC系統(tǒng)。
二、輸入輸出(I/0)點(diǎn)數(shù)的估算
PLC的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)是PLC的基本參數(shù)之一。I/O點(diǎn)數(shù)的確定應(yīng)以控制設(shè)備所需的所有輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的總和為依據(jù)。在一般情況下,PLC的I/O點(diǎn)應(yīng)該有適當(dāng)?shù)挠嗔?。通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù),再增加10%~20%的可擴(kuò)展余量后,作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí),還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn),對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
三、PLC存儲(chǔ)器容量的估算
存儲(chǔ)器容量是指可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小,各種PLC的存儲(chǔ)器容量大小可以從該P(yáng)LC的基本參數(shù)表中找到,例如:西門子的S7-314PLC的用戶程序存儲(chǔ)容量為64KB,S7-315-2DPPLC的用戶程序存儲(chǔ)容量為128KB。程序容量是存儲(chǔ)器中用戶程序所使用的存儲(chǔ)單元的大小,因此存儲(chǔ)器容量應(yīng)大于程序容量。設(shè)計(jì)階段,由于用戶應(yīng)用程序還未編制,因此,需要對(duì)程序容量進(jìn)行估算。
如何估算程序容量呢?許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式,大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10~15倍,加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍,以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)(16位為一個(gè)字),另外再按此數(shù)的25%考慮余量。
四、PLC通訊功能的選擇
現(xiàn)在PLC的通訊功能越來越強(qiáng)大,很多PLC都支持多種通訊協(xié)議(有些需要配備相應(yīng)的通訊模塊),選擇時(shí)要根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的通訊方式。
PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式:
(1)PC為主站,多臺(tái)同型號(hào)PLC為從站,組成簡易PLC網(wǎng)絡(luò);
(2)1臺(tái)PLC為主站,其他同型號(hào)PLC為從站,構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡(luò);
(3)PLC網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng);
(4)專用PLC網(wǎng)絡(luò)(各廠商的專用PLC通信網(wǎng)絡(luò))。
為減輕CPU通信任務(wù),根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要,應(yīng)選擇具有不同通信功能的(如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)等)通信處理器。
五、PLC機(jī)型的選擇
PLC的類型:PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類;整體型PLC的I/0點(diǎn)數(shù)較少且相對(duì)固定,因此用戶選擇的余地較小,通常用于小型控制系統(tǒng)。這一類PLC的代表有:西門子公司的S7-200系列、三菱公司的FX系列、歐姆龍公司的CPM1A系列等。
模塊型PLC提供多種I/O模塊可以在PLC基板上插接,方便用戶根據(jù)需要合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)。因此,模塊型PLC的配置比較靈活,一般用于大中型控制系統(tǒng)。例如西門子公司的S7-300系列和S7-400系列、三菱公司的Q系列、歐姆龍公司的CVM1系列等。
六、I/O模塊的選擇
(1)數(shù)字量輸入輸出模塊的選擇
數(shù)字量輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮應(yīng)用要求。例如對(duì)輸入模塊,應(yīng)考慮輸入信號(hào)的電平、傳輸距離等應(yīng)用要求。輸出模塊也有很多的種類,例如繼電器觸點(diǎn)輸出型、AC120V/23V雙向晶閘管輸出型、DC24V晶體管驅(qū)動(dòng)型、DC48V晶體管驅(qū)動(dòng)型等。
通常繼電器輸出輸出型模塊具有價(jià)格低廉、使用電壓范圍廣等優(yōu)點(diǎn),但是使用壽命較短、響應(yīng)時(shí)間較長、在用于感性負(fù)載時(shí)需要增加浪涌吸收電路;雙向晶閘管輸出型模塊響應(yīng)時(shí)間較快適用于開關(guān)頻繁,電感性低功率因數(shù)負(fù)荷場(chǎng)合,但價(jià)格較貴,過載能力較差。
另外,輸入輸出模塊按照輸入輸出點(diǎn)數(shù)又可以分為:8點(diǎn)、16點(diǎn)、32