西门子S7系列PLC的选型方法.pdfVIP

PLC 的选型方法 在PLC 系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC 工程设计选 型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC 及有关设备应是集 成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则 选型所选用PLC 应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC 的系统 硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、 功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时， 应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和 动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC 的功 能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC 和设计相应的控制系统。 一、输入输出（I/O）点数的估算 I/O 点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～ 20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造 厂商PLC 的产品特点，对输入输出点数进行圆整。 二、存储器容量的估算 存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储 器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计 阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在 程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储 器容量的估算来替代。存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中 给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O 点数的10～15 倍，加上模拟I/O 点 数的100 倍，以此数为内存的总字数（16 位为一个字），另外再按此数的25% 考虑余量。 三、控制功能的选择 该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等 特性的选择。 (一)运算功能 简单PLC 的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通PLC 的运算功能 还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等； 大型PLC 中还有模拟量的PID 运算和其他高级运算功能。随着开放系统的出现， 目前在PLC 中都已具有通信功能，有些产品具有与下位机的通信，有些产品具有 与同位机或上位机的通信，有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能。 设计选型时应从实际应用的要求出发，合理选用所需的运算功能。大多数应用场 合，只需要逻辑运算和计时计数功能，有些应用需要数据传送和比较，当用于模 拟量检测和控制时，才使用代数运算，数值转换和PID 运算等。要显示数据时需 要译码和编码等运算。 (二)控制功能 控制功能包括PID 控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等，应根据 控制要求确定。PLC 主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或 多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需 的控制功能，提高PLC 的处理速度和节省存储器容量。例如采用PID 控制单元、 高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC 码转换单元等。 (三)通信功能 大中型PLC 系统应支持多种现场总线和标准通信协议（如TCP/IP），需要 时应能与工厂管理网（TCP/IP）相连接。通信协议应符合ISO/IEEE 通信标准， 应是开放的通信网络。 PLC 系统的通信接口应包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、 RIO 通信口、工业以太网、常用DCS 接口等；大中型PLC 通信总线（含接口设备 和电缆）应1：1 冗余配置，通信总线应符合国际标准，通信距离应满足装置实 际要求。 PLC 系统的通信网络中，上级的网络通信速率应大于1Mbps，通信负荷不大 于60%。PLC 系统的通信网络主要形式有下列几种形式：1）PC 为主站，多台同 型号PLC 为从站，组成简易PLC 网络；2）1 台PLC 为主站，其他同型号PLC 为 从站，构成主从式PLC 网络；3）PLC 网络通过特定网络接口连接到大型DCS 中 作为DCS 的子网；4）专用PLC 网络（各厂商的专用PLC 通信网络）。 为减轻CPU 通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能 的（如点对点、现场总线、工业以太网）通信处理器。 (四)编程功能 离线编程方式：PLC 和编程器公用一个CPU，编程器在编程模式时，CPU 只 为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到