PLC系統(tǒng)選型計算書

...wd......wd......wd...PLC選型計算書在PLC系統(tǒng)設計時，首先應確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據(jù)。PLC及有關設備應是集成的、標準的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴大其功能的原則選型。所選用PLC應是在相關工業(yè)領域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)。PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應與裝置規(guī)模和控制要求相適應。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設計相應的控制系統(tǒng)。1.I/O點數(shù)輸入/輸出〔I/O〕點數(shù)是PLC可以承受的輸入信號和輸出信號的總和，是衡量PLC性能的重要指標，選擇PLC的首要條件。I/O點數(shù)越多，外部可接的輸入設備和輸出設備就越多，控制規(guī)模就越大。包括數(shù)字量輸入輸出和模擬量輸入輸出。1.1模擬量輸入輸出和數(shù)字量輸入輸出：模擬量是指變量在一定范圍連續(xù)變化的量，也就是在一定范圍〔定義域〕內可以取任意值〔在值域內〕，如溫度、壓力、液位。數(shù)字量是分立量，它是離散的，而不是連續(xù)變化量，只能取幾個分立值，如二進制數(shù)字變量只能取兩個值，在PLC中只有0和1。1.2一般選擇比控制點數(shù)多10%~30%的PLC.這有幾方面的考慮:1、可以彌補設計過程中遺漏的點;2、能夠保證在運行過程中個別點有故障時,可以有替代點;3、將來增加點數(shù)的需要.用電模塊數(shù)字輸入數(shù)字輸出模擬輸入模擬輸出伺服驅動器1515空開濾波器熔斷器照明燈〔繼電器〕1照明燈按鈕1X-ray指示燈11起動按鈕1急停按鈕1報警燈1位置開關6風扇1風扇開關1熔斷器接觸器5繼電器5溫度傳感器2變壓器整流器CNC控制臺102攝像頭高壓發(fā)生器球管平板探測器開關電源合計363120考慮20%余量443842I/O點數(shù)的估算：2.存儲器容量存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用工程使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設計階段，由于用戶應用程序還未編制，因此，程序容量在設計階段是未知的，需在程序調試之后才知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。 存儲器內存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點數(shù)的10～15倍，加上模擬I/O點數(shù)的100倍，以此數(shù)為內存的總字數(shù)〔16位為一個字〕，另外再按此數(shù)的25%考慮余量。存儲器容量的估算：DI+DO=44+38=82AI+AO=4+2=6容量=82*15+6*100=1830B考慮25%余量：容量=1830*〔1+25%〕=2288BPLC電源PLC一般有兩種供電方式：220VAC和24VDC。PLC的供電電源，除了引進設備時同時引進PLC應根據(jù)產品說明書要求設計和選用外，一般PLC的供電電源應設計選用220VAC電源，與國內電網電壓一致。重要的應用場合，應采用不連續(xù)電源或穩(wěn)壓電源供電。PLC內部配有一個專用開關型穩(wěn)壓電源，它將交流／直流供電電源變換成系統(tǒng)內部各單元所需的電源，即為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。PLC一般使用220V的交流供電電源。PLC內部的開關電源對電網提供的電源要求不高，與普通電源相比，PLC電源穩(wěn)定性好、抗干擾能力強。許多PLC都向外提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于對外部傳感器供電。但總得來說，普遍使用24VDC供電方式，在我國占大多數(shù)。220VAC：由于動力電路電壓為220V，采用此種方法供電會十分方便。用于不太重要的場合，節(jié)省成本，簡化接線。動力線220V會干擾PLC的直流輸入輸出。24VDC：用于比較重要和復雜的機構，如帶伺服、高頻脈沖輸出。當PLC的點數(shù)較多，超過本身的帶載能力時也需要外部提供24V電源〔開關電源，直流穩(wěn)壓電源〕。會增加成本〔需要開關電源，或者變壓+整流+濾波〕綜上所述擬采用24VDC供電方式。4.通信類型PLC的通信類型有：A.MPI通信B.串口通信〔RS232/485〕C.PROFIBUS通信D.工業(yè)以太網E.ASI通信F.PPI通信G.遠程無線通信通訊協(xié)議：TCP、UDP、S7、profibus、pofinet、MPI、PPI、MODBUS==PLC上自帶通信端口一個或兩個〔RS232/485〕，其余復雜的通信要求需要增添通訊模塊。對我們來說，串口RS232/485已結足夠使用。5.控制功能的選擇運算功能要求:高速計數(shù)器：對編碼器反響回來的脈沖信號進展計數(shù)。PID控制： 把編碼器反響回來的信息與控制信息比較，重新計 算位置，通過比例微分積分形成閉環(huán)控制，對載物 臺形成準確的位置控制。高頻脈沖輸出：對伺服電機實行脈沖+方向+使能的控制，例如： Q0.0發(fā)送脈沖信號，控制電機的轉速和位置〔脈 沖個數(shù)〕，Q0.1發(fā)送方向信號。Q0.3發(fā)送使能 信號。點動控制：控制臺的手柄屬于點動控制?？偨Y總的來說，Puma對PLC功能上的要求不高，較為復雜的也就是對伺服電機的位置控制和與PC的通信，市面上的PLC都可以做到。PLC都是模塊化可擴展的，在功能上是可添加的，例如I/O點數(shù)不夠，可以再擴展一個輸入輸出模塊，其他如工業(yè)通信聯(lián)網、溫度測量、稱重、AI/AO、位置控制模塊、HMI操作面板等都可以另行配置。因此，主要側重點在選擇何種品牌?？蛇x的有：西門子s7-200CN系列：CPU221〔6DI/4DO〕、CPU222CN〔8DI/6DO〕、CPU224CN〔14DI/10DO〕、CPU224XPCN/224XPsiCN〔14DI/10DO+2AI/1AO〕//CPU自帶CPU226CN〔24DI/16DO〕三菱FX2N系列、FX3系列歐姆龍CP1系列西門子、三菱、歐姆龍PLC的比較：一、西門子1、西門子功能強大，系統(tǒng)穩(wěn)定，性能質量好2、最早進入中國，認可度較高，會的人最多，市場占有率最高。3、網絡組合靈活，模塊化，西門子有構造化的編程方式，程序由假設干子程序組成，通過主程序調用。方便查找故障和調試。4、支持多種通信協(xié)議。5、適用多種人機界面和監(jiān)控組態(tài)軟件利于多廠家設備的通訊與集成，西門子做了很多功能塊，減少了設計人員的負擔。6、價格貴、價格透明7、可操作性強，有相配套的伺服系統(tǒng)和組態(tài)軟件，常用于大型和復雜的自動化控制，保密性相對其它品牌的要好。8、通訊和模擬量是強項。9、抗干擾性好。10、運行頻率高，處理速度快。11、更加標準、編程軟件比三菱強很多。功能塊、子程序、中斷、局部變量都比較清晰。縱向和橫向兼?zhèn)涞臉嬙?，一樣的功能只需要編一次程序即可，大大減少了開發(fā)難度和時間。11、S7-200的模擬量輸入輸出程序非常簡單方便，AD、DA值可以不需編程直接存取的，三菱的FX2N及其以前的系列都需要非常繁瑣的FROMTO指令，F(xiàn)X3U才支持此功能。 12、CPU226和CPU224XP，標準配置2個485口即PPI口，最大通訊速度187.5K，三菱FX3U之前的所有系列都是一個可憐的422口，而且速度是9.6K。如果需要連個智能儀表則必須另購FX2N0-485BD等特殊模塊。13、存儲空間大。14、通信口由兩個，三菱只有一個。15、市場占有率第一。三菱擅長精準定位。模擬量處理方面不如西門子。時鐘頻率相對西門子稍低，運行頻率不如西門子快。通信方面不如西門子強大。編程軟件不如西門子，程序不是構造化，所有程序都在一個主程序里，如果程序較長，調試起來會很麻煩。程序簡單，上手快，不像西門子那樣復雜。三菱小型PLC有SFC步進梯形圖功能，而西門子S7-200沒有。SFC在流程順序控制中極其方便，編程效率極大提高，特別是維護或功能增加修改都十分方便。它們的編程理念不同，三菱plc是日系品牌，編程直觀易懂，直來直去、學習起來會比較輕松，而西門子plc是德國品牌，指令比較抽象，學習難度較大，但指令較少。三菱的優(yōu)勢在于離散控制和運動控制，三菱的指令豐富，有專用的定位指令，控制伺服和步進容易實現(xiàn)，要實現(xiàn)某些復雜的動作控制也是三菱的強項。在這方面西門子不如三菱。 10、三菱的模擬量模塊價格昂貴，程序復雜，西門子的模擬量模塊價格廉價，程序簡單。西門子做通信也容易，程序簡單，三菱在這塊功能較弱。過程控制與通信控制西門子是強項。 11、高速計數(shù)器指令比西門子S7-200方便。 12、PPI口比西門子的皮實，西門子的PPI口是非光電隔離的，非標準操作和仿制的編程電纜可能會導致串口損壞。 13、市場占有率第二。三、歐姆龍 1、編程簡單，況且全中文，編程也挺方便的。 2、運行穩(wěn)定。性能不如西門子穩(wěn)定?？傮w性能不如西門子和三菱。 3、價格略低。 4、只能適用于小工控，對于大型的工程在處理數(shù)度和量的處理方面相對別的品牌還有差異，簡單廉價，適合做小工程。小型機性能不比西門子差多少。 5、她的市場占有率第三。 6、用2位的7段LED顯示，將PLC的狀態(tài)更簡易地進展告知，這樣，可以提高設備運行中故障狀態(tài)的檢測和維護性。 7、系統(tǒng)擴展性好，CP1H系列PLC最多可以連接7個I/O擴展單元，每個I/O擴展單元具有40個I/O點，加上CPU單元本身內置的40個I/O點，CP1H系列PLC可以處理的最大I/O點數(shù)達320點。CP1H系列PLC的CPU單元具有模擬量輸入／輸出功能、高速中斷輸入功能、高速計數(shù)功能和可調占空比的高頻脈沖輸出功能，可以實現(xiàn)模／數(shù)與數(shù)／模轉換、準確的定位控制和速度控制，可以高速處理約400條指令。用戶可以根據(jù)實際需求自行創(chuàng)立相應的功能塊，將標準的多個電路編制在一個功能塊中，只要將其插入梯形圖主程序中，