自動化項目的工程管理（54頁)ppt課件

1、自控工程工程開發(fā)與管理華東理工大學信息學院 黃河清第一部份 工程師技術實務第3章 PLC的選型與配置3.1 主流的PLC產品 從市場份額的角度看，西門子Siemens、施耐德Schneider和羅克韋爾Rockwell公司的PLC產品居前三位，屬于一線品牌。尤其在中國市場，西門子和施耐德的PLC運用最為廣泛。 歐姆龍OMRON和三菱公司Mitsubishi的PLC產品也有一定的占有率，屬于二線品牌。臺灣公司的PLC產品也時有見到，而大陸公司的PLC產品聊勝于無，所占有的市場份額幾乎可以忽略不計。 3.1.1 主流PLC的共同特點 西門子、施耐德和羅克韋爾PLC所具有的共同特點是：產品線長，涵蓋

2、了高、中、低檔的PLC。配套產品多，有網絡產品、電源產品和工業(yè)觸摸屏等。軟件產品豐富，不僅有組態(tài)軟件，還有MES制造執(zhí)行系統(tǒng)套裝軟件。質量可靠，曾經經過了國際、美國以及歐洲的多種認證，可以用于平安性、可靠性要求高的場所。業(yè)績眾多，覆蓋了大多數(shù)工業(yè)領域。 3.1.2主流PLC的產品系列1西門子PLC的主要產品系列大型PLC： S7-400，不支持冗余架構，運用Step 7 編程軟件。S7-400H，支持冗余架構，運用Step 7 編程軟件。中型PLC：S7-300系列，運用Step 7 編程軟件。S7-1500系列，新型、高性能的PLC，運用TIA 博途 (TIA Portal) 軟件平臺。小型

3、PLC ：S7-1200系列，運用Step 7 Basic編程軟件。S7-200系列，運用Step7 Micro/Win32 編程軟件。 DCS： PCS7系統(tǒng)，運用S7-400H 作為硬件平臺。平安控制系統(tǒng)： S7-400FH系統(tǒng)，運用S7-400FH作為硬件平臺。組態(tài)軟件：WinCC2施耐德PLC的主要產品系列大型PLC： Modicon Quantum系列，可以支持冗余架構，運用Unity Pro編程軟件。中型PLC：Modicon Premium系列，運用Unity Pro 編程軟件。Modicon M340系列，運用Unity Pro 編程軟件。小型PLC ：Modicon M258

4、系列，運用SoMachine編程軟件。Modicon M238系列，運用SoMachine編程軟件。Modicon M218系列，運用SoMachine編程軟件。組態(tài)軟件：Vijeo Citect 3羅克韋爾PLC的主要產品系列大型PLC： ControlLogix系列，支持冗余架構，運用RSLogix 5000 編程軟件。中型PLC： CompactLogix系列，運用RSLogix 5000 編程軟件。 小型PLC ：MicroLogix系列，運用RSLogix 500 編程軟件。Micro800系列，運用CCWConnected Components Workbench 編程軟件。 DC

5、S： PlantPAx系統(tǒng)，運用ControlLogix系列和AADvance系統(tǒng)的I/O站。平安控制系統(tǒng)： AADvanceICS Triplex產品組態(tài)軟件： FactoryTalk View SE3.2 PLC系統(tǒng)的選型與配置 PLC的選型與配置是控制系統(tǒng)設計階段以及招招標階段的一項重要任務，其結果直接影響到控制系統(tǒng)的實現(xiàn)本錢和后期的工程實施。 因此，掌握PLC的選型與配置的根本思緒和要點是工程師該當具備的才干之一。 3.2.1 PLC系統(tǒng)的選型與配置要點 PLC的選型與配置是一個相當復雜過程，不僅要思索到相關技術問題，而且還要思索到商務和本錢問題，其大體的步驟如下：1確定PLC的品牌

6、PLC品牌的選擇遭到多種要素的限制，詳細如下：用戶指定用戶在招標書中普通會指定品牌選擇的范圍，此時，PLC只能在指定的品牌中選擇。技術性能知名PLC品牌均各有所長，但針對詳細問題那么會有技術上的差別。例如：系統(tǒng)規(guī)模、可靠性、系統(tǒng)架構、通訊方式、軟件平臺等諸方面都是需求思索的問題。實現(xiàn)本錢當針對詳細問題時，不同的PLC會有本錢上的差別，如采購本錢、產品檔次、第三方配套產品等。商務授權在招標過程中，必需提供PLC廠商的授權。對于PLC廠商只允許單一授權的工程，PLC品牌的選擇將遭到限制。熟習程度在其它條件相近的情況下，優(yōu)先選擇熟習的PLC，以降低實施難度和本錢。 以上要素該當依次思索，最終才干確定

7、具有競爭力的PLC品牌。2選擇PLC的型號 在PLC品牌曾經確定的情況下，需求選擇PLC的型號?，F(xiàn)實上，在確定PLC品牌的過程中，根本上曾經圈定了PLC產品的類別，這里需求的是進一步明確詳細型號。 選擇PLC型號本質上是選擇CPU的型號，在選定CPU的前提下才干完成PLC的配置。選擇CPU型號的思索要素主要是性能目的，如：運算速度、存儲器容量、通訊方式、擴展才干、網絡銜接數(shù)量等，使其滿足招標書中指定的性能目的要求。3完成PLC的配置 CPU型號選定后，可以進展整個PLC系統(tǒng)的配置，詳細如下：根據(jù)CPU配置背板、擴展接口卡件、網絡通訊卡件等。假設對PLC有高可靠性要求，那么需按照冗余架構和熱插拔

8、要求選擇CPU、背板及切換組件。根據(jù)招標書或施工圖提供的分類點數(shù)進展I/O卡件的配置，I/O卡件的總點數(shù)要比實踐點數(shù)多20%以上，以便于暫時添加點數(shù)。假設采用了冗余架構，那么需配置成獨立的I/O站，并要配置相應的現(xiàn)場總線通訊卡。假設有熱插拔要求，那么需選擇支持熱插拔的卡件及底座。根據(jù)網絡架構，配置網絡產品，如交換機、光端機、光纜、通訊電纜、銜接器、通訊網關等。計算PLC系統(tǒng)的功耗，根據(jù)功耗數(shù)據(jù)確定直流電源的容量，并選配適宜的電源模塊或通用的直流電源。根據(jù)實踐需求，選配組態(tài)軟件，作為人機界面的開發(fā)與運轉平臺。根據(jù)實踐需求，選配第三方產品，如：工控機、觸摸屏等。3.2.2 直流電源容量的計算 對于

9、任何PLC系統(tǒng)都需求直流電源提供本機模塊和外部負載現(xiàn)場儀表、執(zhí)行機構等所需的能源。PLC的直流電源有兩種選擇：公用的直流電源模塊和通用的直流電源。前者必需采用同系列PLC產品的電源模塊，后者可以采用同廠商的通用直流電源產品，甚至第三方的產品。 為了保證PLC系統(tǒng)的正常運轉，直流電源的容量必需大于PLC系統(tǒng)的功耗，且有一定的裕量。對于不同廠商的PLC而言，CPU以及各類卡件的功耗是不同的，即使同一廠商不同型號的卡件也有差別，因此，進展計算時要參考相應手冊的技術參數(shù)。 雖然存在著CPU及各類卡件功耗的差別性，但直流電源容量計算與選型的根本原那么還是一樣的，詳細如下：對于運用多種電源電壓的卡件，功耗

10、要分別計算。如：運用5V DC和24V DC的功耗要分別計算。空載卡件本身耗費和帶載外部負載耗費的功耗要分別計算?？偣臑楦黜椆闹汀LC背板總線的總功耗不能超出額定上限值，如：5V DC的總功耗。直流電源的容量應大于PLC系統(tǒng)的總功耗，并有20%以上的裕量。 CPU及各類卡件的供電特點：PLC采用24V DC電源模塊，該電源模塊輸出兩種電壓，5V DC用于背板總線供電，24V DC用于卡件本身空載及外部負載通道供電。S7 300背板總線上的累積功耗不得超越1.2A。CPU不運用5V DC ，DI卡無空載功耗。3.2.3存儲器容量的估算與選擇一PLC存儲器的分類 PLC是一種以微處置器為中

11、心的控制安裝，存儲器是其必需配置的部件。雖然PLC的存儲器與普通計算機的存儲器并無本質區(qū)別，但它的分配方式、管理方式和實現(xiàn)方式仍有較大差別。 按存儲器的特性劃分， PLC中的存儲器可分為：只讀存儲器ROM存儲器中存放著相當于計算機操作系統(tǒng)的系統(tǒng)程序，包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序、等由制造廠商將其固化在EPROM 中，用戶不能直接存取，它和硬件一同決議了該PLC 的性能。 隨機存取存儲器RAM用于執(zhí)行程序代碼、處置程序數(shù)據(jù)，存放過程映像和編程元件數(shù)據(jù)，存儲用戶程序和組態(tài)數(shù)據(jù)。 按照隨機存取存儲器的功能劃分，PLC中的RAM存儲器又可分為：任務存儲器用于執(zhí)行程序

12、代碼、處置程序數(shù)據(jù)，該存儲器集成在CPU中，可以定義其中部分區(qū)域具有失電堅持性，但普通不能擴展。 數(shù)據(jù)存儲器用于存放輸入輸出過程映像、定時器、計數(shù)器等編程元件數(shù)據(jù)，并作為變量存儲區(qū)，該存儲器集成在CPU中，可以定義其中部分區(qū)域具有失電堅持性，但普通不能擴展。用戶程序存儲器用于存放用戶編制的運用程序、數(shù)據(jù)塊和組態(tài)數(shù)據(jù)，該存儲器可以集成在CPU中，也可以采用外插的存儲卡，具有失電堅持性，可以擴展。 該當指出，雖然上述RAM存儲器的分類具有通用性，但分類的命名與各個PLC廠商的習慣有關。例如，對于西門子公司的S7-300系列PLC，其CPU的RAM存儲器分為以下三種：主存儲器亦稱任務存儲器任務存儲器

13、，集成在CPU中，可以定義其中部分區(qū)域具有失電堅持性，不能擴展。系統(tǒng)存儲器數(shù)據(jù)存儲器，集成在CPU中，可以定義其中部分區(qū)域具有失電堅持性，不能擴展。裝載存儲器用戶程序存儲器，運用微型存儲卡MicroMemoryCard，簡稱MMC卡或閃存卡，程序下載就是寫到用戶程序存儲器中。二PLC存儲器容量的估算 在PLC的編程軟件里，普通都具有在線監(jiān)控存儲器運用情況的功能。但是，當控制運用程序開發(fā)完之后，即使發(fā)現(xiàn)PLC的存儲器容量偏小，也無能為力，由于任務存儲器和數(shù)據(jù)存儲器普通是集成在CPU中的，此時改換CPU已無能夠。 從系統(tǒng)配置的角度而言，估算PLC存儲器的容量可以在很大程度上防止選型失誤，有一定的實

14、意圖義。1估算任務存儲器 任務存儲器的估算應參考PLC廠商提供的方法，以西門子公司的S7-400系列PLC為例，估算公式如下：輸入輸出過程映像所運用的存儲器容量字節(jié)12*輸入輸出過程映像所占的字節(jié)數(shù)通訊所運用的存儲器容量字節(jié)72*通訊義務數(shù)診斷緩存所運用的存儲器容量字節(jié)32*診斷實體數(shù)本地數(shù)據(jù)部分變量所運用的存儲器容量字節(jié)按實踐計算2估算用戶程序存儲器 用戶程序存儲器的占用與控制運用程序的復雜性有關，而運用程序的復雜性又與I/O 點數(shù)有一定關系，故： 用戶程序所運用的存儲器容量字節(jié)10數(shù)字量I/O點數(shù)+100模擬量I/O點數(shù)125%第4章 自動化工程處理 方案 自動化工程處理方案本質上是自動化

15、工程的技術方案，但由于是面向實踐問題處理的技術方案，故稱之為處理方案。4.1自動化處理方案的相關概念 自動化處理方案在自動化工程中具有極其重要的位置，其緣由是：自動化處理方案是與用戶溝通的橋梁經過引見自動化處理方案可以展現(xiàn)公司的實力，博得用戶的信任。自動化處理方案是評標的重要目的在招招標過程中，高程度的處理方案可以獲得評委的高分，提高中標概率。自動化處理方案是工程實施的參照根據(jù)在工程實施的前期，要以招標書中提出的處理方案為根底進展修正和細化，使其更具有可操作性。 按照用途的不同，自動化處理方案可以分成以下幾類：交流方案在與用戶技術交流時提供的處理方案，又可分為兩類：引見性的處理方案用于向用戶引

16、見控制系統(tǒng)的根本性能，論述根本技術想象，展現(xiàn)對行業(yè)背景的熟習程度，添加用戶的信任感。研討性的處理方案用于和高程度用戶進展較為深化的技術討論，論述處理方案特點和優(yōu)勢，影響用戶的技術決策。招標方案工程招標書提供的處理方案，主要用于評標，必需呼應招標書的要求。實施方案在工程實施前期提供的處理方案，相對于招標方案更為詳細，也更具可操作性。 對自動化處理方案的根本要求：行業(yè)性自動化處理方案是面向實踐問題的技術方案，只需針對行業(yè)特點、符合行業(yè)要求的處理方案才干得到用戶的認同。先進性自動化處理方案應有適度的先進性，其設計理念、系統(tǒng)架構和設備選型等要符合自動化系統(tǒng)的主流開展趨勢?？煽啃宰詣踊幚矸桨笐獌?yōu)先思索系統(tǒng)的可靠性，以保證消費過程可以長周期的平安運轉?？刹僮餍宰詣踊幚矸桨笐哂锌刹僮餍?，盡能夠地方便工程實施。易維護性自動化處理方案應具有易維護性，以降低后期的維護難度和維護本錢。開放性自動化處理方案應具有開放性，以便于后期的擴展和第三方設備的接入。4.2自動化處理方案的根本格式 自動化處理方案的根本格式如下：1工程概述 工程概述主要論述工程背景、工藝流程、周邊環(huán)境和控制要求等。2需求分析 需求分析主要是根據(jù)控制