PLC產(chǎn)品如何選購(gòu)
近幾年，PLC產(chǎn)品的價(jià)格有較大的下降，其性價(jià)比越來(lái)越高，這是眾多技術(shù)人員選用PLC的重要原因。但各品牌的PLC在性能指標(biāo)上都有著較大的差異。所以如何選購(gòu)PLC產(chǎn)品成為了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)功能要求的重要環(huán)節(jié)。
1 編程器的選購(gòu)
PLC編程可采用三種方式：一是用一般的手持編程器編程，它只能用商家規(guī)定語(yǔ)句表中的語(yǔ)句編程。這種方式效率低，但對(duì)于系統(tǒng)容量小，用量小的產(chǎn)品比較適宜，并且體積小，易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，造價(jià)也較低;二是用圖形編程器編程，該編程器采用梯形圖編程，方便直觀，一般的電氣人員短期內(nèi)就可應(yīng)用自如，但該編程器價(jià)格較高;三是用個(gè)人計(jì)算機(jī)加PLC軟件包編程，這種方式是效率最高的一種方式?；陔娔X筆記本的普及和PLC軟件編程的方便性，并且易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。這種方式是用戶最喜歡用的一種方式。
因此，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的大小與難易，開發(fā)周期的長(zhǎng)短以及資金的情況合理選購(gòu)PLC產(chǎn)品。我公司主要采用美國(guó)的AB和法國(guó)的施耐德生產(chǎn)的PLC，此兩種品牌是現(xiàn)階段的主流產(chǎn)品，運(yùn)用既上符合要求，又靈活，便于程序的設(shè)計(jì)和運(yùn)行。
2 設(shè)計(jì)遵循的步驟
施耐德PLC有多種型號(hào)，編程電纜也有多種，但基本上是基于modbus協(xié)議的通訊方式。
(1)工藝分析深入了解控制對(duì)象的工藝過程、工作特點(diǎn)、控制要求，并劃分控制的各個(gè)階段，歸納各個(gè)階段的特點(diǎn)，和各階段之間的轉(zhuǎn)換條件，畫出控制流程圖或功能流程圖。
(2)選擇合適的PLC類型在選擇PLC機(jī)型時(shí)，主要考慮下面幾點(diǎn)：功能的選擇;I/O點(diǎn)數(shù)的確定;內(nèi)存的估算。+定時(shí)器/計(jì)數(shù)器數(shù)量×2+通信接口個(gè)數(shù)×300+備用量;分配I/O點(diǎn);程序設(shè)計(jì);控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工;應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試;編制技術(shù)文件。
(3)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書確定，進(jìn)行工藝分析，并確定控制方案，它是設(shè)計(jì)的依據(jù);選擇輸入設(shè)備(如按鈕、開關(guān)、傳感器等)
和輸出設(shè)備(如繼電器、接觸器、指示燈等執(zhí)行機(jī)構(gòu));選定PLC的型號(hào)(包括機(jī)型、容量、I/O模塊和電源等);分配PLC的I/O點(diǎn)，繪制PLC的I/O硬件接線圖;編寫程序并調(diào)試;設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的操作臺(tái)、電氣控制柜等以及安裝接線圖;編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書和使用說(shuō)明書。
(4)PLC的硬件設(shè)計(jì)PLC硬件設(shè)計(jì)包括：PLC及外圍線路的設(shè)計(jì)、電氣線路的設(shè)計(jì)和抗干擾措施的設(shè)計(jì)等。選定PLC的機(jī)型和分配I/O點(diǎn)后，硬件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是電氣控制系統(tǒng)的原理圖的設(shè)計(jì)，電氣控制元器件的選擇和控制柜的設(shè)計(jì)。電氣控制系統(tǒng)的原理圖包括主電路和控制電路?？刂齐娐分邪≒LC的I/O接線和自動(dòng)、手動(dòng)部分的詳細(xì)連接等。電器元件的選擇主要是根據(jù)控制要求選擇按鈕、開關(guān)、傳感器、保護(hù)電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。
(5)PLC的軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)初始化程序、主程序、子程序、中斷程序、故障應(yīng)急措施和輔助程序的設(shè)計(jì)，小型開關(guān)量控制一般只有主程序。首先應(yīng)根據(jù)總體要求和控制系統(tǒng)的具體情況，確定程序的基本結(jié)構(gòu)，畫出控制流程圖或功能流程圖，簡(jiǎn)單的可以用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)，復(fù)雜的系統(tǒng)一般用順序控制設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)。
3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(1)系統(tǒng)規(guī)模首先應(yīng)確定系統(tǒng)用PLC單機(jī)控制，還是用PLC形成網(wǎng)絡(luò)，由此計(jì)算PLC輸入、輸出點(diǎn)數(shù)，并且在選購(gòu)PLC時(shí)要在實(shí)際需要點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上留有一定余量(10%)。
(2)確定負(fù)載類型根據(jù)PLC輸出端所帶的負(fù)載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點(diǎn)動(dòng)作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或晶閘管輸出。不同的負(fù)載選用不同的輸出方式，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是很重要的。
(3)存儲(chǔ)容量與速度盡管國(guó)外各廠家的PLC產(chǎn)品大體相同，但也有一定的區(qū)別。目前還未發(fā)現(xiàn)各公司之間完全兼容的產(chǎn)品。各個(gè)公司的開發(fā)軟件都不相同，而用戶程序的存儲(chǔ)容量和指令的執(zhí)行速度是兩個(gè)重要指標(biāo)。一般存儲(chǔ)容量越大、速度越快的PLC價(jià)格就越高，但應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)的大小合理選用PLC產(chǎn)品。
(4)PLC外部驅(qū)動(dòng)電路對(duì)于PLC輸出不能直接帶動(dòng)負(fù)載的情況下，必須在外部采用驅(qū)動(dòng)電路：可以用三極管驅(qū)，也可以用固態(tài)繼電器或晶閘管電路驅(qū)動(dòng)，同時(shí)應(yīng)采用保護(hù)電路和浪涌吸收電路，且每路有顯示二極管(LED)指示。
4 軟件編制
AB公司PLC所使用的網(wǎng)絡(luò)類型都是開放的網(wǎng)絡(luò)，可以與其他公司的產(chǎn)品做到很好的兼容，AB控制層網(wǎng)絡(luò)采用ControlNet網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)是一種高性能的工業(yè)局域網(wǎng)，具有開放性、高效率、多功能、確定性和可重復(fù)性、靈活性等特點(diǎn)，擴(kuò)展性極強(qiáng)，可共享I/O，并具有強(qiáng)大方便的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。在編制軟件前，應(yīng)首先熟悉所選用的PLC產(chǎn)品的軟件手冊(cè)及編程指令手冊(cè)，待熟練后再編程。若用圖形編程器與軟件包編程，則可直接編程，若用手持編程器編程，應(yīng)先畫出梯形圖，然后編程，這樣可少出錯(cuò)，速度也快。若用個(gè)人計(jì)算機(jī)與軟件編程，編程結(jié)束后先仿真程序，待各個(gè)動(dòng)作正常后，再在設(shè)備上調(diào)試。當(dāng)用PLC進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，其難度比PLC單機(jī)控制大得多。首先你應(yīng)選用自己較熟悉的機(jī)型，對(duì)其基本指令和功能指令有較深入的了解，并且指令的執(zhí)行速度和用戶程序存儲(chǔ)容量也應(yīng)仔細(xì)了解。否則，不能適應(yīng)你的實(shí)時(shí)要求，造成系統(tǒng)崩潰。另外，對(duì)通信接口、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)傳送速度等也要考慮。還要向PLC的商家尋求網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和軟件技術(shù)支持及詳細(xì)的技術(shù)資料，至于選用幾層工作站，依你的控制要求與系統(tǒng)大小而定。
擴(kuò)展模塊的選用：AB產(chǎn)PLC中變量沒有IN_OUT類型，只有單純的INRETUR，做一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊和函數(shù)的時(shí)候，端口不會(huì)自動(dòng)生成，你需要和子程序?qū)φ?，變量類型?shù)量出錯(cuò)沒有任何提示，只有下載后才停機(jī)故障告訴你。對(duì)于小的系統(tǒng)，如80點(diǎn)以內(nèi)的系統(tǒng).一般不需要擴(kuò)展;當(dāng)系統(tǒng)較大時(shí)，就要擴(kuò)展。不同公司的產(chǎn)品，對(duì)系統(tǒng)總點(diǎn)數(shù)及擴(kuò)展模塊的數(shù)量都有限制，當(dāng)擴(kuò)展仍不能滿足要求時(shí)，可采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);同時(shí)，有些廠家產(chǎn)品的個(gè)別指令不支持?jǐn)U展模塊，因此，在進(jìn)行軟件編制時(shí)要注意。當(dāng)采用溫度等模擬模塊時(shí)，各廠家也有一些規(guī)定，請(qǐng)看相關(guān)的技術(shù)手冊(cè)。
印制板應(yīng)做成插拔式，易于維修。PLC的輸入輸出布線也有一定的要求，請(qǐng)看各公司的使用說(shuō)明書。各公司的擴(kuò)展模塊種類很多，如單輸入模塊、單輸出模塊、輸入輸出模塊、溫度模塊、高速輸入模塊等。PLC的這種模塊化設(shè)計(jì)為用戶的產(chǎn)品開發(fā)提供了方便。
1 編程器的選購(gòu)
PLC編程可采用三種方式：一是用一般的手持編程器編程，它只能用商家規(guī)定語(yǔ)句表中的語(yǔ)句編程。這種方式效率低，但對(duì)于系統(tǒng)容量小，用量小的產(chǎn)品比較適宜，并且體積小，易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，造價(jià)也較低;二是用圖形編程器編程，該編程器采用梯形圖編程，方便直觀，一般的電氣人員短期內(nèi)就可應(yīng)用自如，但該編程器價(jià)格較高;三是用個(gè)人計(jì)算機(jī)加PLC軟件包編程，這種方式是效率最高的一種方式?；陔娔X筆記本的普及和PLC軟件編程的方便性，并且易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。這種方式是用戶最喜歡用的一種方式。
因此，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的大小與難易，開發(fā)周期的長(zhǎng)短以及資金的情況合理選購(gòu)PLC產(chǎn)品。我公司主要采用美國(guó)的AB和法國(guó)的施耐德生產(chǎn)的PLC，此兩種品牌是現(xiàn)階段的主流產(chǎn)品，運(yùn)用既上符合要求，又靈活，便于程序的設(shè)計(jì)和運(yùn)行。
2 設(shè)計(jì)遵循的步驟
施耐德PLC有多種型號(hào)，編程電纜也有多種，但基本上是基于modbus協(xié)議的通訊方式。
(1)工藝分析深入了解控制對(duì)象的工藝過程、工作特點(diǎn)、控制要求，并劃分控制的各個(gè)階段，歸納各個(gè)階段的特點(diǎn)，和各階段之間的轉(zhuǎn)換條件，畫出控制流程圖或功能流程圖。
(2)選擇合適的PLC類型在選擇PLC機(jī)型時(shí)，主要考慮下面幾點(diǎn)：功能的選擇;I/O點(diǎn)數(shù)的確定;內(nèi)存的估算。+定時(shí)器/計(jì)數(shù)器數(shù)量×2+通信接口個(gè)數(shù)×300+備用量;分配I/O點(diǎn);程序設(shè)計(jì);控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工;應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試;編制技術(shù)文件。
(3)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書確定，進(jìn)行工藝分析，并確定控制方案，它是設(shè)計(jì)的依據(jù);選擇輸入設(shè)備(如按鈕、開關(guān)、傳感器等)
和輸出設(shè)備(如繼電器、接觸器、指示燈等執(zhí)行機(jī)構(gòu));選定PLC的型號(hào)(包括機(jī)型、容量、I/O模塊和電源等);分配PLC的I/O點(diǎn)，繪制PLC的I/O硬件接線圖;編寫程序并調(diào)試;設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的操作臺(tái)、電氣控制柜等以及安裝接線圖;編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書和使用說(shuō)明書。
(4)PLC的硬件設(shè)計(jì)PLC硬件設(shè)計(jì)包括：PLC及外圍線路的設(shè)計(jì)、電氣線路的設(shè)計(jì)和抗干擾措施的設(shè)計(jì)等。選定PLC的機(jī)型和分配I/O點(diǎn)后，硬件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是電氣控制系統(tǒng)的原理圖的設(shè)計(jì)，電氣控制元器件的選擇和控制柜的設(shè)計(jì)。電氣控制系統(tǒng)的原理圖包括主電路和控制電路?？刂齐娐分邪≒LC的I/O接線和自動(dòng)、手動(dòng)部分的詳細(xì)連接等。電器元件的選擇主要是根據(jù)控制要求選擇按鈕、開關(guān)、傳感器、保護(hù)電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。
(5)PLC的軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)初始化程序、主程序、子程序、中斷程序、故障應(yīng)急措施和輔助程序的設(shè)計(jì)，小型開關(guān)量控制一般只有主程序。首先應(yīng)根據(jù)總體要求和控制系統(tǒng)的具體情況，確定程序的基本結(jié)構(gòu)，畫出控制流程圖或功能流程圖，簡(jiǎn)單的可以用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)，復(fù)雜的系統(tǒng)一般用順序控制設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)。
3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(1)系統(tǒng)規(guī)模首先應(yīng)確定系統(tǒng)用PLC單機(jī)控制，還是用PLC形成網(wǎng)絡(luò)，由此計(jì)算PLC輸入、輸出點(diǎn)數(shù)，并且在選購(gòu)PLC時(shí)要在實(shí)際需要點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上留有一定余量(10%)。
(2)確定負(fù)載類型根據(jù)PLC輸出端所帶的負(fù)載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點(diǎn)動(dòng)作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或晶閘管輸出。不同的負(fù)載選用不同的輸出方式，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是很重要的。
(3)存儲(chǔ)容量與速度盡管國(guó)外各廠家的PLC產(chǎn)品大體相同，但也有一定的區(qū)別。目前還未發(fā)現(xiàn)各公司之間完全兼容的產(chǎn)品。各個(gè)公司的開發(fā)軟件都不相同，而用戶程序的存儲(chǔ)容量和指令的執(zhí)行速度是兩個(gè)重要指標(biāo)。一般存儲(chǔ)容量越大、速度越快的PLC價(jià)格就越高，但應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)的大小合理選用PLC產(chǎn)品。
(4)PLC外部驅(qū)動(dòng)電路對(duì)于PLC輸出不能直接帶動(dòng)負(fù)載的情況下，必須在外部采用驅(qū)動(dòng)電路：可以用三極管驅(qū)，也可以用固態(tài)繼電器或晶閘管電路驅(qū)動(dòng)，同時(shí)應(yīng)采用保護(hù)電路和浪涌吸收電路，且每路有顯示二極管(LED)指示。
4 軟件編制
AB公司PLC所使用的網(wǎng)絡(luò)類型都是開放的網(wǎng)絡(luò)，可以與其他公司的產(chǎn)品做到很好的兼容，AB控制層網(wǎng)絡(luò)采用ControlNet網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)是一種高性能的工業(yè)局域網(wǎng)，具有開放性、高效率、多功能、確定性和可重復(fù)性、靈活性等特點(diǎn)，擴(kuò)展性極強(qiáng)，可共享I/O，并具有強(qiáng)大方便的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。在編制軟件前，應(yīng)首先熟悉所選用的PLC產(chǎn)品的軟件手冊(cè)及編程指令手冊(cè)，待熟練后再編程。若用圖形編程器與軟件包編程，則可直接編程，若用手持編程器編程，應(yīng)先畫出梯形圖，然后編程，這樣可少出錯(cuò)，速度也快。若用個(gè)人計(jì)算機(jī)與軟件編程，編程結(jié)束后先仿真程序，待各個(gè)動(dòng)作正常后，再在設(shè)備上調(diào)試。當(dāng)用PLC進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，其難度比PLC單機(jī)控制大得多。首先你應(yīng)選用自己較熟悉的機(jī)型，對(duì)其基本指令和功能指令有較深入的了解，并且指令的執(zhí)行速度和用戶程序存儲(chǔ)容量也應(yīng)仔細(xì)了解。否則，不能適應(yīng)你的實(shí)時(shí)要求，造成系統(tǒng)崩潰。另外，對(duì)通信接口、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)傳送速度等也要考慮。還要向PLC的商家尋求網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和軟件技術(shù)支持及詳細(xì)的技術(shù)資料，至于選用幾層工作站，依你的控制要求與系統(tǒng)大小而定。
擴(kuò)展模塊的選用：AB產(chǎn)PLC中變量沒有IN_OUT類型，只有單純的INRETUR，做一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊和函數(shù)的時(shí)候，端口不會(huì)自動(dòng)生成，你需要和子程序?qū)φ?，變量類型?shù)量出錯(cuò)沒有任何提示，只有下載后才停機(jī)故障告訴你。對(duì)于小的系統(tǒng)，如80點(diǎn)以內(nèi)的系統(tǒng).一般不需要擴(kuò)展;當(dāng)系統(tǒng)較大時(shí)，就要擴(kuò)展。不同公司的產(chǎn)品，對(duì)系統(tǒng)總點(diǎn)數(shù)及擴(kuò)展模塊的數(shù)量都有限制，當(dāng)擴(kuò)展仍不能滿足要求時(shí)，可采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);同時(shí)，有些廠家產(chǎn)品的個(gè)別指令不支持?jǐn)U展模塊，因此，在進(jìn)行軟件編制時(shí)要注意。當(dāng)采用溫度等模擬模塊時(shí)，各廠家也有一些規(guī)定，請(qǐng)看相關(guān)的技術(shù)手冊(cè)。
印制板應(yīng)做成插拔式，易于維修。PLC的輸入輸出布線也有一定的要求，請(qǐng)看各公司的使用說(shuō)明書。各公司的擴(kuò)展模塊種類很多，如單輸入模塊、單輸出模塊、輸入輸出模塊、溫度模塊、高速輸入模塊等。PLC的這種模塊化設(shè)計(jì)為用戶的產(chǎn)品開發(fā)提供了方便。
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