در طراحی سیستم PLC، اولین قدم باید تعیین برنامه سیستم باشد، مرحله بعدی انتخاب طرح PLC است. انتخاب PLC، عمدتا برای تعیین سازنده PLC و مدل های خاص PLC. برای برنامه سیستم نیاز به یک سیستم توزیع شده، re
من فکر می کنم باید جنبه های زیر وجود داشته باشد:
I. سازنده PLC
تعیین سازنده PLC، به طور عمده باید الزامات کاربران تجهیزات، طراحان برای تولید کنندگان مختلف PLC آشنایی و عادات طراحی، سازگاری محصولات پشتیبانی و خدمات فنی و عوامل دیگر را در نظر بگیرد. از قابلیت اطمینان PLC خود را در نظر بگیرید، در اصل، تا زمانی که محصولات شرکت های بزرگ خارجی، نباید مشکل از قابلیت اطمینان ضعیف وجود داشته باشد.
من شخصا معتقدم که، به طور کلی، برای کنترل تجهیزات مستقل یا موارد سیستم کنترل ساده تر، پشتیبانی از محصولات PLC ژاپن، نسبتاً مقرون به صرفه، دارای مزایای خاصی است. برای اندازه سیستم بزرگتر تابع ارتباط شبکه نیاز به بالا، باز سیستم کنترل توزیع شده، سیستم I / O راه دور، اروپا و ایالات متحده تولید PLC در تابع ارتباطات شبکه سودمندتر است. علاوه بر این، برای برخی از صنایع خاص (به عنوان مثال: متالورژی، تنباکو، و غیره) باید در بخش های صنعت مربوطه دارای سابقه عملیات، سیستم PLC بالغ و قابل اعتماد انتخاب شود.
II. تعداد نقاط ورودی و خروجی (I/O).
تعداد نقاط ورودی/خروجی PLC یکی از پارامترهای اساسی PLC است. تعداد نقاط ورودی/خروجی باید بر اساس مجموع تمام نقاط ورودی/خروجی مورد نیاز دستگاه کنترل تعیین شود. به طور کلی، PLC باید حاشیه مناسبی از نقاط ورودی/خروجی داشته باشد. معمولاً بر اساس تعداد نقاط ورودی و خروجی آماری است و سپس 10٪ تا 20٪ حاشیه قابل گسترش را اضافه می کند، زیرا ورودی و خروجی داده ها را تخمین می زنند. سفارش واقعی، بلکه با توجه به ویژگی های محصولات PLC سازنده، تعداد نقاط ورودی و خروجی برای تنظیم.
III. ظرفیت حافظه
ظرفیت حافظه است که کنترل کننده قابل برنامه ریزی خود می تواند اندازه واحد ذخیره سازی سخت افزار را ارائه دهد، ظرفیت برنامه به اندازه واحد ذخیره سازی است که توسط برنامه کاربر در حافظه استفاده می شود، بنابراین ظرفیت برنامه کمتر از ظرفیت حافظه است. فاز طراحی، به دلیل برنامه کاربر آماده نشده است، بنابراین، مهندسان مایکروسافت PLC می توانند اطلاعات را دریافت کنند می توانند دانش را افزایش دهند می توانند مهارت های برنامه را بهبود بخشند ظرفیت در مرحله طراحی ناشناخته است، نیاز به دانستن پس از اشکال زدایی برنامه دارد. به منظور طراحی انتخاب ظرفیت برنامه می تواند تخمین خاصی داشته باشد، معمولاً برای جایگزینی تخمین ظرفیت حافظه استفاده می شود. تخمین ظرفیت حافظه PLC یک فرمول ثابت نیست، بسیاری از ادبیات فرمول متفاوتی را به طور کلی با تعداد نقاط ورودی / خروجی دیجیتال 10 تا 15 برابر، به اضافه 100 برابر تعداد نقاط ورودی / خروجی آنالوگ، تعداد حافظه برای تعداد کل کلمات (16- کلمه بیت) و سپس 25٪ از این شماره برای در نظر گرفتن تعداد کل کلمات (16-کلمه بیت) و علاوه بر این 25% از این تعداد به عنوان حاشیه در نظر گرفته می شود.
IV. توابع کنترل
انتخاب شامل انتخاب ویژگی هایی مانند تابع حسابی، تابع کنترل، تابع ارتباط، تابع برنامه ریزی، تابع تشخیصی و سرعت پردازش است.
(i) تابع حسابی
توابع ساده محاسباتی PLC شامل عملیات منطقی، زمان بندی و توابع شمارش می شود. توابع محاسباتی معمولی PLC نیز شامل جابجایی داده، مقایسه و سایر توابع حسابی است. توابع حسابی پیچیده تر مانند عملیات جبری، انتقال داده و غیره؛ PLC در مقیاس بزرگ، عملیات PID آنالوگ و دیگر توابع حسابی پیشرفته وجود دارد. با ظهور سیستم های باز، در حال حاضر در PLC دارای یک عملکرد ارتباطی است، برخی از محصولات با کامپیوتر پایین ارتباط دارند، برخی از محصولات با همان ماشین یا کامپیوتر بالایی ارتباط دارند، برخی از محصولات نیز دارای داده های شبکه کارخانه یا سازمانی هستند. عملکرد ارتباطی انتخاب طرح باید بر اساس الزامات برنامه واقعی، انتخاب معقولی از توابع محاسباتی مورد نیاز باشد. اکثر برنامه ها، فقط عملیات منطقی و توابع زمان بندی و شمارش، برخی از برنامه ها به انتقال و مقایسه داده ها نیاز دارند، زمانی که برای تشخیص و کنترل آنالوگ، استفاده از عملیات جبری، تبدیل عددی و عملیات PID استفاده می شود. برخی دیگر هنگام نمایش داده ها به عملیات رمزگشایی و رمزگذاری نیاز دارند.
(II) تابع کنترل
عملکردهای کنترلی، از جمله عملیات کنترل PID، عملیات کنترل جبران پیشروی، عملیات کنترل نسبت و غیره، باید با توجه به الزامات کنترل تعیین شوند. PLC عمدتاً برای کنترل منطقی متوالی استفاده می شود، بنابراین اغلب اوقات از کنترلرهای تک حلقه یا چند حلقه برای حل کنترل آنالوگ استفاده می کنند و گاهی اوقات نیز از میکروبلاگینگ ورودی و خروجی اختصاصی استفاده می کنند که مهندسان PLC می توانند اطلاعات را دریافت کنند. افزایش دانش و بهبود مهارت ها برای تکمیل عملکردهای کنترلی مورد نیاز، بهبود پردازش PLC و بهبود عملکردهای کنترلی. عملکردهای کنترل، سرعت پردازش PLC را بهبود می بخشد و ظرفیت حافظه را ذخیره می کند. به عنوان مثال، استفاده از واحدهای کنترل PID، شمارنده های پرسرعت، واحدهای آنالوگ با جبران سرعت، واحد تبدیل کد ASC.
(iii) عملکرد ارتباطی
سیستم PLC بزرگ و متوسط باید از انواع گذرگاههای میدانی و پروتکلهای ارتباطی استاندارد (مانند TCP / IP) پشتیبانی کند، در صورت نیاز، باید بتواند با شبکه مدیریت کارخانه (TCP / IP) متصل شود. پروتکل های ارتباطی باید مطابق با استانداردهای ارتباطی ISO/IEEE باشد، باید یک شبکه ارتباطی باز باشد.
رابط های ارتباطی سیستم PLC باید شامل رابط های ارتباطی سریال و موازی (RS2232C/422A/423/485)، پورت ارتباطی RIO، اترنت صنعتی، رابط های DCS معمولی و غیره باشد. اتوبوس ارتباطی PLC با اندازه متوسط و بزرگ (شامل دستگاههای رابط و کابلها) باید پیکربندی اضافی 1:1 داشته باشد، گذرگاه ارتباطی باید مطابق با استانداردهای بینالمللی باشد و فاصله ارتباطی باید الزامات واقعی دستگاه را برآورده کند.
در شبکه ارتباطی سیستم PLC نرخ ارتباط شبکه سطح بالایی باید بیش از 1 مگابیت بر ثانیه باشد و بار ارتباطی بیش از 60 درصد نباشد. اشکال اصلی شبکه ارتباطی سیستم PLC به شرح زیر است:
(1) PC به عنوان اصلی، چندین PLC از همان مدل Slave، تشکیل یک شبکه PLC ساده.
(2) 1 PLC Master، PLC دیگر از همان نوع Slave که یک شبکه PLC master-slave را تشکیل می دهد.
(3) شبکه PLC از طریق یک رابط شبکه خاص به یک DCS بزرگ به عنوان یک شبکه فرعی DCS متصل می شود.
(4) شبکه اختصاصی PLC (شبکه ارتباطی اختصاصی PLC هر سازنده).
PLC به منظور کاهش وظایف ارتباطی CPU، با توجه به نیازهای واقعی ترکیب شبکه، باید با عملکردهای ارتباطی مختلف (مانند نقطه به نقطه، فیلدباس، اترنت صنعتی) پردازنده ارتباطی انتخاب شود.
(IV) تابع برنامه نویسی
حالت برنامه نویسی آفلاین: PLC و برنامه نویس یک CPU مشترک دارند، زمانی که برنامه نویس در حالت برنامه نویسی است، CPU فقط برای برنامه نویس خدمات ارائه می دهد و دستگاه های فیلد را کنترل نمی کند. پس از اتمام برنامه نویسی، برنامه نویس به حالت عملیات سوئیچ می کند و CPU دستگاه های میدان را بدون برنامه نویسی کنترل می کند. حالت برنامه نویسی آفلاین می تواند هزینه سیستم را کاهش دهد، اما استفاده و اشکال زدایی از آن راحت نیست.
روش برنامه نویسی آنلاین: CPU و برنامه نویس CPU های مخصوص به خود را دارند، CPU میزبان وظیفه کنترل میدانی را بر عهده دارد و در طی یک چرخه اسکن، داده ها را با برنامه نویس مبادله می کند، برنامه نویس برنامه یا داده های آماده شده را به صورت آنلاین برای میزبان ارسال می کند و هاست مطابق با آن اجرا می شود. برنامه تازه دریافت شده در چرخه اسکن بعدی. این روش هزینه بیشتری دارد، اما اشکال زدایی و کارکرد سیستم آسان است و اغلب در PLC های بزرگ و متوسط استفاده می شود.
پنج زبان برنامه نویسی استاندارد شده: نمودار توابع متوالی (SFC)، نمودار نردبانی (LD)، نمودار بلوک تابع (FBD) سه نوع زبان گرافیکی و فهرست بیانیه (IL)، متن ساختاریافته (ST) دو نوع زبان متنی. زبان برنامه نویسی انتخاب شده باید با استانداردهای خود (IEC6113123) مطابقت داشته باشد، اما همچنین باید از انواع فرم های برنامه نویسی زبان مانند C، Basic، Pascal و غیره پشتیبانی کند تا نیازهای کنترلی در موقعیت های کنترل خاص را برآورده کند.
(E) سرعت پردازش
PLC با اسکن کار می کند. از نقطه نظر الزامات بلادرنگ، سرعت پردازش باید تا حد امکان سریع باشد، اگر مدت زمان سیگنال کمتر از زمان اسکن باشد، PLC سیگنال را اسکن نمی کند و در نتیجه داده های سیگنال از بین می رود.
سرعت پردازش به طول برنامه کاربر، سرعت پردازش CPU، کیفیت نرم افزار و غیره مربوط می شود. در حال حاضر، تماس PLC با پاسخ سریع، سرعت بالا، زمان اجرای هر دستورالعمل باینری در حدود {{0}}.2 تا 0.4 میکروثانیه است، بنابراین می تواند با الزامات کنترل بالا سازگار شود. الزامات مربوطه از نیازهای برنامه سریع. چرخه اسکن (چرخه اسکن پردازنده) باید مطابقت داشته باشد: زمان اسکن PLC کوچک بیش از 0.5ms/K نیست. زمان اسکن PLC های بزرگ و متوسط بیش از 0.2ms/K نیست.
V. مدل های PLC
نوع PLC:PLC با توجه به ساختار نوع کل و نوع ماژول به دو دسته تقسیم می شود.
PLC انتگرال I / 0 امتیاز کمتر و نسبتاً ثابتی دارد، بنابراین کاربر فضای کمتری برای انتخاب دارد که معمولاً برای سیستمهای کنترل کوچک استفاده میشود. نمایندگان این نوع PLC عبارتند از: سری S{1}} زیمنس، سری FX میتسوبیشی، سری CPM1A شرکت Omron.
ماژول نوع PLC فراهم می کند انواع ماژول I / O را می توان در بستر PLC وصل کرد، برای تسهیل کاربر با توجه به نیاز به انتخاب منطقی و پیکربندی سیستم کنترل نقاط I / O. بنابراین، پیکربندی PLC نوع ماژول انعطافپذیرتر است، معمولاً برای سیستمهای کنترل متوسط و بزرگ استفاده میشود. به عنوان مثال، سری S7-300 زیمنس و سری S7-400، سری Q میتسوبیشی، سری CVM1 شرکت Omron.
VI. انتخاب ماژول های مختلف
(الف) ماژول I/O دیجیتال
انتخاب ماژول های ورودی و خروجی دیجیتال باید الزامات برنامه را در نظر بگیرد. به عنوان مثال، ماژول ورودی، باید سطح سیگنال ورودی، فاصله انتقال و سایر الزامات برنامه را در نظر بگیرد. انواع مختلفی از ماژول های خروجی وجود دارد، مانند نوع خروجی تماس رله، نوع خروجی تریستور دو طرفه AC120V/23V، ترانزیستور محور DC24V، ترانزیستور محور DC48V و غیره.
معمولا ماژول خروجی رله دارای قیمت پایین، استفاده از طیف گسترده ای از ولتاژ و مزایای دیگر است، اما عمر مفید کوتاه تر است، زمان پاسخ طولانی تر است، زمانی که برای بارهای القایی استفاده می شود نیاز به افزایش مدار جاذب افزایش دارد. زمان پاسخ ماژول خروجی تریستور دو طرفه برای تعویض مکرر، بار ضریب توان کم القایی سریعتر است، اما قیمت گرانتر است، ظرفیت اضافه بار ضعیف است.
علاوه بر این، ماژول های ورودی و خروجی مطابق با تعداد نقاط ورودی و خروجی را می توان به موارد زیر تقسیم کرد: 8 امتیاز، 16 امتیاز، 32 امتیاز و سایر مشخصات، انتخاب باید متناسب با نیاز واقعی مجهز باشد.
(ب) ماژول I/O آنالوگ
ماژول ورودی آنالوگ، با توجه به نوع سیگنال ورودی آنالوگ را می توان به: نوع ورودی جریان، نوع ورودی ولتاژ، نوع ورودی ترموکوپل تقسیم کرد. نوع ورودی فعلی معمولاً سطح سیگنال 4 ~ 20mA یا 0 ~ 20mA; ماژول ورودی نوع ولتاژ معمولاً سطح سیگنال را برای 0 ~ 10 ولت، -5 ~ +5 ولت و غیره نشان می دهد. برخی از ماژول های ورودی آنالوگ با سیگنال های ورودی ولتاژ یا جریان سازگار هستند.
ماژول خروجی آنالوگ نیز به ماژول خروجی نوع ولتاژ و ماژول خروجی نوع جریان تقسیم می شود، سیگنال خروجی جریان معمولاً 0-20mA, 4-20mA است. سیگنال خروجی نوع ولتاژ معمولاً 0 ~ 0V، -10V ~ +10V و غیره است.
ماژول های ورودی و خروجی آنالوگ با توجه به تعداد کانال های ورودی و خروجی را می توان به 2 کانال، 4 کانال، 8 کانال و سایر مشخصات تقسیم کرد.
(C) ماژول تابع
ماژول های عملکردی شامل ماژول ارتباطی، ماژول موقعیت یابی، ماژول خروجی پالس، ماژول شمارش با سرعت بالا، ماژول کنترل PID، ماژول کنترل دما و غیره است. انتخاب PLC باید امکان تطبیق ماژول های عملکرد را در نظر بگیرد، انتخاب ماژول های عملکردی شامل دو جنبه سخت افزاری و نرم افزاری است.
از نظر سخت افزاری، اول باید در نظر بگیرید که ماژول عملکرد را می توان به راحتی به PLC متصل کرد، PLC باید اتصالات مربوطه، محل نصب و رابط ها، کابل های اتصال و سایر لوازم جانبی را داشته باشد. در نرم افزار، PLC باید تابع کنترل مربوطه را داشته باشد، می تواند برای برنامه نویسی ماژول تابع مناسب باشد. به عنوان مثال، PLC سری FX میتسوبیشی از طریق دستورات "FROM" و "TO" می تواند به راحتی ماژول عملکرد مربوطه را کنترل کند.
VII. توابع افزونگی
(الف) افزونگی واحد کنترل
1، واحد فرآیند مهم: CPU (از جمله حافظه) و منبع تغذیه باید 1B1 اضافی باشد.
2، در نیاز به سخت افزار PLC و نرم افزار آماده به کار داغ نیز می توان برای تشکیل یک سیستم افزونگی آماده به کار داغ، 2 افزونگی یا 3 افزونگی افزونگی سیستم تحمل خطا استفاده کرد.
(ب) افزونگی واحد رابط I/O
1، مدار کنترل کارت I / O چند نقطه ای باید پیکربندی اضافی باشد.
2، کارت های ورودی/خروجی چند نقطه ای از نقاط شناسایی مهم را می توان به صورت اضافی پیکربندی کرد. 3) با توجه به نیاز به سیگنالهای ورودی/خروجی مهم، واحدهای رابط ورودی/خروجی 2-بازبینی یا 3-بازبینی میتوانند انتخاب شوند.