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    ABB YXU149B YT296000-MZ

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    PLC 硬件系統設計

    1 . PLC 型號的選擇

    在作出系統控制方案的決策之前,要詳細了解被控對象的控制要求,從而決定是否選用 PLC 進行控制。

    在控制系統邏輯關系較復雜(需要大量中間繼電器、時間繼電器、計數器等)、工藝流程和產品改型較頻繁、需要進行數據處理和信息管理(有數據運算、模擬量的控制、 PID 調節等)、系統要求有較高的可靠性和穩定性、準備實現工廠自動化聯網等情況下,使用 PLC 控制是很必要的。

    目前,國內外眾多的生產廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產品,使用戶眼花繚亂、無所適從。所以全面權衡利弊、合理地選擇機型才能達到經濟實用的目的。一般選擇機型要以滿足系統功能需要為宗旨,不要盲目貪大求全,以免造成投資和設備資源的浪費。機型的選擇可從以下幾個方面來考慮。

    ( 1 )對輸入 / 輸出點的選擇

    盲目選擇點數多的機型會造成一定浪費。

    要先弄清除控制系統的 I/O 總點數,再按實際所需總點數的 15 ~ 20 %留出備用量(為系統的改造等留有余地)后確定所需 PLC 的點數。

    另外要注意,一些高密度輸入點的模塊對同時接通的輸入點數有限制,一般同時接通的輸入點不得超過總輸入點的 60 %; PLC 每個輸出點的驅動能力( A/ 點)也是有限的,有的 PLC 其每點輸出電流的大小還隨所加負載電壓的不同而異;一般 PLC 的允許輸出電流隨環境溫度的升高而有所降低等。在選型時要考慮這些問題。

    PLC 的輸出點可分為共點式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級,但這種 PLC 平均每點的價格較高。如果輸出信號之間不需要隔離,則應選擇前兩種輸出方式的 PLC 。

    ( 2 )對存儲容量的選擇

    對用戶存儲容量只能作粗略的估算。在僅對開關量進行控制的系統中,可以用輸入總點數乘 10 字 / 點+輸出總點數乘 5 字 / 點來估算;計數器 / 定時器按( 3 ~ 5 )字 / 個估算;有運算處理時按( 5 ~ 10 )字 / 量估算;在有模擬量輸入 / 輸出的系統中,可以按每輸入 / (或輸出)一路模擬量約需( 80 ~ 100 )字左右的存儲容量來估算;有通信處理時按每個接口 200 字以上的數量粗略估算。最后,一般按估算容量的 50 ~ 100 %留有裕量。對缺乏經驗的設計者,選擇容量時留有裕量要大些。

    ( 3 )對 I/O 響應時間的選擇

    PLC 的 I/O 響應時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲(一般在 2 ~ 3 個掃描周期)等。對開關量控制的系統, PLC 和 I/O 響應時間一般都能滿足實際工程的要求,可不必考慮 I/O 響應問題。但對模擬量控制的系統、特別是閉環系統就要考慮這個問題。

    ( 4 )根據輸出負載的特點選型

    不同的負載對 PLC 的輸出方式有相應的要求。例如,頻繁通斷的感性負載,應選擇晶體管或晶閘管輸出型的,而不應選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優點,如導通壓降小,有隔離作用,價格相對較便宜,承受瞬時過電壓和過電流的能力較強,其負載電壓靈活(可交流、可直流)且電壓等級范圍大等。所以動作不頻繁的交、直流負載可以選擇繼電器輸出型的 PLC 。

    ( 5 )對在線和離線編程的選擇

    離線編程示指主機和編程器共用一個 CPU ,通過編程器的方式選擇開關來選擇 PLC 的編程、監控和運行工作狀態。編程狀態時, CPU 只為編程器服務,而不對現場進行控制。專用編程器編程屬于這種情況。在線編程是指主機和編程器各有一個 CPU ,主機的 CPU 完成對現場的控制,在每一個掃描周期末尾與編程器通信,編程器把修改的程序發給主機,在下一個掃描周期主機將按新的程序對現場進行控制。計算機輔助編程既能實現離線編程,也能實現在線編程。在線編程需購置計算機,并配置編程軟件。采用哪種編程方法應根據需要決定。

    ( 6 )據是否聯網通信選型

    若 PLC 控制的系統需要聯入工廠自動化網絡,則 PLC 需要有通信聯網功能,即要求 PLC 應具有連接其他 PLC 、上位計算機及 CRT 等的接口。大、中型機都有通信功能,目前大部分小型機也具有通信功能。

    ( 7 )對 PLC 結構形式的選擇

    在相同功能和相同 I/O 點數據的情況下,整體式比模塊式價格低。但模塊式具有功能擴展靈活,維修方便(換模塊),容易判斷故障等優點,要按實際需要選擇 PLC 的結構形式。

    2 .分配輸入 / 輸出點

    一般輸入點和輸入信號、輸出點和輸出控制是一一對應的。

    分配好后,按系統配置的通道與接點號,分配給每一個輸入信號和輸出信號,即進行編號。

    在個別情況下,也有兩個信號用一個輸入點的,那樣就應在接入輸入點前,按邏輯關系接好線(如兩個觸點先串聯或并聯),然后再接到輸入點。

    ( 1 )確定 I/O 通道范圍

    不同型號的 PLC ,其輸入 / 輸出通道的范圍是不一樣的,應根據所選 PLC 型號,查閱相應的編程手冊,決不可“張冠李戴”。必須參閱有關操作手冊。

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