在plc系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，首先要確定控制方案，其次是plc工程設(shè)計(jì)的選擇。

　 一、工藝特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選擇的主要依據(jù)

       西門子plc及相關(guān)設(shè)備應(yīng)集成化、標(biāo)準(zhǔn)化，易于與工業(yè)控制系統(tǒng)集成。在plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，首先確定控制方案，然后選擇plc工程設(shè)計(jì)，工藝特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選擇的主要依據(jù)。PLC及相關(guān)設(shè)備應(yīng)集成化、標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)易于與工業(yè)plc控制系統(tǒng)集成的原則，易于擴(kuò)展其功能。選定的plc應(yīng)在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域投入運(yùn)行。系統(tǒng)成熟可靠。plc控制系統(tǒng)的硬件、軟件配置和功能應(yīng)滿足設(shè)備規(guī)模和控制要求。熟悉可編程控制器、功能圖和相關(guān)編程語(yǔ)言將有助于減少編程時(shí)間。因此，在工程設(shè)計(jì)的選擇和評(píng)價(jià)中，應(yīng)詳細(xì)分析過(guò)程的特點(diǎn)和控制要求，確定控制任務(wù)和范圍。操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)容量，確定plc的功能、外部設(shè)備的特點(diǎn)，最后選擇性能價(jià)格比較高的plc并設(shè)計(jì)相應(yīng)的plc控制系統(tǒng)。在估計(jì)I/O點(diǎn)時(shí)，應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)脑６取Ｒ话闱闆r下，根據(jù)輸入輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)，加入10%到20%的可伸縮邊，將數(shù)據(jù)估計(jì)為輸入輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)。在實(shí)際的順序中，輸入和輸出點(diǎn)的數(shù)量必須根據(jù)制造商的plc的產(chǎn)品特性四舍五入。

　 二、存儲(chǔ)器容量的估算

　　為了在設(shè)計(jì)選擇時(shí)估計(jì)程序容量，通常將其替換為存儲(chǔ)器容量的估計(jì)。 估計(jì)PLC存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量沒(méi)有固定的公式。許多文獻(xiàn)給出了不同的公式，通常是數(shù)字I/O點(diǎn)數(shù)的10到15倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍。該數(shù)字是存儲(chǔ)器中的字總數(shù)(16位是一個(gè)字)，剩余的數(shù)量被認(rèn)為是數(shù)字的25%。

　三、控制功能的選擇

　　(一)運(yùn)算功能 簡(jiǎn)易PLC的操作功能包括邏輯運(yùn)算，定時(shí)和計(jì)數(shù)功能;普通PLC的操作功能還包括數(shù)據(jù)移位和比較等算術(shù)功能;更復(fù)雜的算術(shù)函數(shù)需要代數(shù)運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳輸;模擬量也可用于大型PLC。 PID操作和其他高級(jí)計(jì)算功能。隨著開(kāi)放系統(tǒng)的出現(xiàn)，PLC中現(xiàn)在可以使用通信功能。有些產(chǎn)品與下位機(jī)通信。某些產(chǎn)品與相同或上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。某些產(chǎn)品還與工廠或企業(yè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。功能。 在設(shè)計(jì)和選擇時(shí)，我們應(yīng)該從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理地選擇所需的計(jì)算功能。在大多數(shù)應(yīng)用中，只需要邏輯運(yùn)算和定時(shí)計(jì)數(shù)功能。某些應(yīng)用程序需要數(shù)據(jù)傳輸和比較。當(dāng)用于模擬檢測(cè)和控制時(shí)，使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算。需要諸如解碼和編碼的操作來(lái)顯示數(shù)據(jù)。

　　(2)主要采用PLC進(jìn)行順序邏輯控制..因此，在大多數(shù)情況下，通常采用單環(huán)或多環(huán)控制器來(lái)解決模擬控制..有時(shí)采用專用的智能輸入/輸出單元來(lái)完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度..

　　(3)plc系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的主要形式有：1)pc為主站，同類型的plc多為從站，形成簡(jiǎn)單的plc網(wǎng)絡(luò);2)plc為主站，其它同類型的plc為從站，形成主從plc網(wǎng)絡(luò);3)可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)通過(guò)特定的網(wǎng)絡(luò)接口作為一個(gè)可編程邏輯控制器子網(wǎng)絡(luò)連接到一個(gè)大型可編程邏輯控制器上;4)專用可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)(每個(gè)制造商的專用可編程邏輯控制器通信網(wǎng)絡(luò))。絡(luò)脈。為了減輕cpu的通信任務(wù)，plc應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際需要選擇具有不同通信功能的通信處理器(如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)等)。

　　(4)編程功能離線編程模式：PLC與程序員共享CPU。當(dāng)程序員處于編程模式時(shí)，CPU只為程序員服務(wù)，而不控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。編程完成后，程序員切換到運(yùn)行模式，CPU控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，不能編程。在線編程模式：CPU和程序員都有自己的CPU。主機(jī)CPU負(fù)責(zé)在掃描周期內(nèi)與程序員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制和數(shù)據(jù)交換。程序員將在線編程程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一個(gè)掃描周期。主機(jī)根據(jù)新接收的程序運(yùn)行。五種標(biāo)準(zhǔn)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言：順序函數(shù)圖，梯形圖，功能框圖，三種圖形語(yǔ)言和語(yǔ)句表，結(jié)構(gòu)文本，兩種文本語(yǔ)言。

　　(五)診斷功能西門子plc的診斷功能包括硬件和軟件診斷，硬件診斷通過(guò)硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷內(nèi)部診斷和外部診斷，通過(guò)軟件診斷PLC的性能和功能是一種內(nèi)部診斷。通過(guò)軟件診斷CPU的信息交換功能和PLC的外部輸入和輸出是外部診斷，西門子plc診斷功能的強(qiáng)弱直接影響操作和維護(hù)人員的技術(shù)能力要求，影響平均維護(hù)時(shí)間。

　　(六)在PLC的處理速度是在掃描模式下。但從實(shí)時(shí)性要求來(lái)看，處理速度應(yīng)盡可能快地。如果信號(hào)持續(xù)時(shí)間小于掃描時(shí)間，PLC將不掃描信號(hào)，導(dǎo)致信號(hào)的數(shù)據(jù)丟失。目前，PLC觸點(diǎn)響應(yīng)速度快。每個(gè)二進(jìn)制指令執(zhí)行時(shí)間為約0.2?0.4Ls，應(yīng)用程序可適應(yīng)的高和快速的控制要求的要求。掃描周期(掃描處理器周期)應(yīng)小PLC掃描時(shí)間不超過(guò)0.5毫秒/ K;中型PLC掃描時(shí)間不大于0.2ms的/ K.更

　四、機(jī)型的選擇

　　(一)PLC的類型

　　PLC根據(jù)結(jié)構(gòu)分為兩種類型：整體式和模塊式。根據(jù)應(yīng)用環(huán)境分為兩種：現(xiàn)場(chǎng)安裝和控制室安裝。從應(yīng)用的角度來(lái)看，通常可以選擇控制功能或輸入輸出點(diǎn)的數(shù)量。 集成PLC具有固定數(shù)量的I/O點(diǎn)，因此用戶可以選擇小型plc控制系統(tǒng)。模塊化PLC提供各種I/O卡或卡，因此用戶可以合理地選擇和配置控制系統(tǒng)。 I/O點(diǎn)的數(shù)量，功能擴(kuò)展方便靈活，通常用于大中型plc控制系統(tǒng)。

　　(2)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用需求考慮輸入輸出模塊的選擇。對(duì)于輸出模塊，應(yīng)該考慮輸出模塊的類型。一般而言，繼電器輸出模塊具有價(jià)格低廉、工作電壓范圍寬、壽命短、響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)。晶閘管輸出模塊適用于頻繁開(kāi)關(guān)和感應(yīng)低功率因數(shù)。負(fù)載，但昂貴，過(guò)載能力差。輸出模塊還具有直流輸出、交流輸出和模擬輸出，以滿足應(yīng)用需求。

　　(3)PLC電源的選擇應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格，同時(shí)應(yīng)根據(jù)設(shè)備和PLC的介紹。plc電源一般采用220vac電源滿足國(guó)內(nèi)電網(wǎng)電壓。對(duì)于重要應(yīng)用，應(yīng)使用不間斷電源或穩(wěn)壓電源。如果西門子plc本身有可用電源，則應(yīng)檢查所提供的電流是否滿足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計(jì)外部電源。為了防止外部高壓電源對(duì)plc的誤操作，需要對(duì)輸入輸出信號(hào)進(jìn)行隔離，有時(shí)采用簡(jiǎn)單的二極管或熔絲管。

　　(4)集成計(jì)算機(jī)芯片技術(shù)的發(fā)展降低了儲(chǔ)存成本。因此，為了確保該應(yīng)用程序的正常運(yùn)行，通常它需要按照I / O點(diǎn)的存儲(chǔ)容量PLC，和選擇至少8K存儲(chǔ)器256。當(dāng)復(fù)雜的控制功能，應(yīng)選擇大容量，高級(jí)存儲(chǔ)器。選擇(5)冗余功能(1)顯著處理單元：CPU(包括存儲(chǔ)器)和一個(gè)冗余電源應(yīng)該是1B1。 (2)可以按照熱備份冗余系統(tǒng)中選擇，所述熱備份仲或叔冗余容錯(cuò)系統(tǒng)的可編程邏輯控制器的硬件和軟件組件。

　　(5)i/o接口單元的冗余(1)控制環(huán)的多點(diǎn)i/o卡應(yīng)該是冗余的。(2)可配置為重要檢測(cè)點(diǎn)的冗余的多點(diǎn)i/o卡。3)對(duì)于重要的i/o信號(hào)，可以根據(jù)需要選擇2或3個(gè)i/o接口單元。

　　(6)在選擇PLC進(jìn)行經(jīng)濟(jì)考慮時(shí)，應(yīng)考慮性能與價(jià)格之比。投入和輸出點(diǎn)的數(shù)量對(duì)價(jià)格有直接的影響，因此，點(diǎn)數(shù)的增加將影響CPU的選擇、內(nèi)存容量和控制功能的范圍。應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的估計(jì)與選擇，使整個(gè)plc控制系統(tǒng)具有合理的性價(jià)比。
 

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