现货供应西门子EM221CN数字量输入模块
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同一机型的PLC,其模块可互为备用,便于备品备件的采购和管理。
同一机型的PLC,其外围设备通用,资源可共享,易于联网通信,配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统。
由于生产PLC的厂商很多,有时会感到无从下手解决选型问题。一般地说,对哪一家公司哪个型号的PLC了解得多,特别是对它的指令和编程软件熟悉,则选用该公司的PLC为好。因为从可靠性、性能指标上各家公司的产品大同小异。若设备(或产品)或进口设备上已经用了某一种型号的PLC,若再要选用PLC开发新的产品,在满足工艺条件的前提下,还是选用已经用过的PLC为好,这样,可以做到资源共享。
国内的一些PLC生产厂,特别是一些合资的PLC生产厂,其PLC的性能与进口PLC是一样的,而且国内PLC厂商售后服务、备品备件容易解决。国产PLC的价格也比进口的PLC便宜1/3左右。当然进口的PLC,特别是一些国际上大公司生产的PLC,尤其是大型或超大型PLC,在重大工程上还是对象。
PLC选型中还有一个重要问题就是性能要相当,如果只有十几个开关量输入输出的工程项目,选用了带有模拟量输出输入的PLC机型,这就大材小用了,这时只要选性能相当的PLC,其价格可以大大地降低。由于PLC产品更新换代很快,选用相应的新机型很有必要。
PLC机型选择的基本原则是,在功能满足要求的前提下,选择可靠、维护使用方便以及性能价格比优的机型。在工艺过程比较固定、环境条件较好(维修量较小)的场合,应选用整体式结构的PLC;其他情况则好选用模块式结构的PLC。(2)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。
①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。
②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。
③通信功能。大中型PLC控制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控制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,通信距离应满足装置实际要求。
在PLC控制系统的通信网络中,上级的网络通信速率应大于1Mbps,通信负荷不大于60%。PLC控制系统的通信网络主要有下列几种形式。
PC为主站。多台同型号PLC为从站,组成简易PLC网络。
1台PLC为主站,其他同型号PLC为从站,构成主从式PLC网络。
PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网。
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。
④编程功能。编程方式如下。
离线编程方式:PLC和编程器共用一个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,编程器切换到运行模式,CPU对现场设备进行控制,不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本,但使用和调试不方便。
在线编程方式:CPU和编程器有各自的CPU,主机CPU负责现场控制,并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换,编程器把在线编制的程序或数据发送到主机,下一扫描周期,主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高,但系统调试和操作方便,在大中型PLC中常采用。
PLC有五种标准化编程语言:三种图形化语言[顺序功能图(SFC)、梯形图(LD)、功能模块图(FBD)]和两种文本语言[语句表(IL)、结构文本(ST)],选用的编程语言应遵守其标准(IEC6113123),同时,还应支持多种语言编程形式,如C、Basic等语言,以满足特殊控制场合的控制要求。
⑤诊断功能。PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断,硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置,软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC内部的性能和功能进行的诊断是内诊断,通过软件对PLC的CPU与外部输入输出等部件信息交换功能进行的诊断是外诊断。PLC的诊断功能的强弱,直接影响对操作和维护人员技术能力的要求,并影响平均维修时间。
⑥处理速度。PLC采用扫描方式工作,从实时性要求来看,处理速度应越快越好,如果信号持续时间小于扫描时间,则PLC将扫描不到该信号,造成信号数据的丢失。
处理速度与用户程序的长度、CPU处理速度、软件质量等有关,目前,PLC接点的响应快、速度高,每条二进制指令执行时间约0.2~0.4s,因此能适应控制要求高、相应要求快的应用需要。扫描周期(处理器扫描周期)应满足:小型PLC的扫描时间不大于0.5ms/K,大中型PLC的扫描时间不大于0.2ms/K。
对于以开关量控制为主、带少量模拟量控制的控制系统,一般其控制速度无须考虑,因此,选用带A/D转换、D/A转换、加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求。而在控制比较复杂,控制功能要求比较高的控制系统(如要实现PID运算、闭环控制、通信联网等),可根据控制规模及复杂程度来选用中档或机。其中机主要用于大规模过程控制、全PLC的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等。根据不同的应用对象,表2-1列出了PLC的功能及应用场合。
对于一个大型企业的PLC扩展系统,应尽量做到机型统一。这样,同一机型的PLC模块可互为备用,便于备品备件的采购和管理;同时,其统一的功能及编程方法也有利于技术培训、技术水平的提高和功能的开发;此外,由于其外部设备通用,资源可以共享,因此,配以上位计算机后即可把企业内的各独立控制系统的多台PLC连成一个多级分布式控制系统,这样便于相互通信,集中管理。