Dans la conception d'un système PLC, la première étape doit consister à déterminer le programme système, l'étape suivante est la sélection de la conception PLC. Sélection de PLC, principalement pour déterminer le fabricant de PLC et les modèles spécifiques à PLC. Pour le programme système nécessite un système distribué, re
Je pense qu'il devrait y avoir les aspects suivants :
I. le fabricant d'automates
Déterminer le fabricant de PLC, doit principalement prendre en compte les exigences des utilisateurs d'équipements, les concepteurs des différents fabricants de familiarité et d'habitudes de conception de PLC, la cohérence des produits de support et des services techniques et d'autres facteurs. De la fiabilité du PLC lui-même à considérer, en principe, tant qu'il s'agit de produits de grandes entreprises étrangères, il ne devrait pas y avoir de problème de mauvaise fiabilité.
Je crois personnellement qu'en général, pour le contrôle d'équipements indépendants ou des systèmes de contrôle plus simples, la prise en charge des produits PLC japonais, relativement parlant, présente certains avantages. Pour un système de plus grande taille, la fonction de communication réseau nécessite un système de contrôle distribué élevé et ouvert, un système d'E/S à distance, la production de PLC en Europe et aux États-Unis dans la fonction de communication réseau est plus avantageuse. En outre, pour certaines industries spéciales (par exemple : la métallurgie, le tabac, etc.), il convient de sélectionner dans les secteurs industriels concernés des antécédents d'exploitation, un système PLC mature et fiable.
II. le nombre de points d'entrée et de sortie (E/S)
Le nombre de points d'entrée/sortie du PLC est l'un des paramètres de base du PLC. Le nombre de points d'E/S doit être déterminé sur la base de la somme de tous les points d'E/S requis pour le dispositif de contrôle. En général, l'automate doit disposer d'une marge appropriée de points d'E/S. Généralement basé sur le nombre de points d'entrée et de sortie statistiques, puis ajoutez 10 % à 20 % de la marge extensible, en tant que données estimées des points d'entrée et de sortie. La commande réelle, mais aussi selon les caractéristiques des produits automates du fabricant, le nombre de points d'entrée et de sortie à régler.
III. la capacité mémoire
La capacité de mémoire est que l'automate programmable lui-même peut fournir la taille de l'unité de stockage matérielle, la capacité du programme est la taille de l'unité de stockage utilisée par l'application utilisateur dans la mémoire, donc la capacité du programme est inférieure à la capacité de la mémoire. Phase de conception, parce que l'application utilisateur n'a pas été préparée, par conséquent, les ingénieurs de Microsoft PLC peuvent obtenir des informations, peuvent augmenter leurs connaissances, peuvent améliorer les compétences, la capacité du programme dans la phase de conception est inconnue, il faut le savoir après le débogage du programme. Afin de concevoir la sélection de la capacité du programme, vous pouvez avoir une certaine estimation, généralement utilisée pour remplacer l'estimation de la capacité de la mémoire. L'estimation de la capacité de la mémoire de l'automate n'est pas une formule fixe, de nombreuses publications donnent une formule différente, généralement par le nombre de points d'E/S numériques de 10 à 15 fois, plus 100 fois le nombre de points d'E/S analogiques, le nombre de mémoire pour le nombre total de mots (16-mot de bits), puis de 25 % de ce nombre pour considérer le nombre total de mots (16-mot de bits), et en plus 25% de ce nombre est alors considéré comme une marge.
IV. Fonctions de contrôle
La sélection comprend la sélection de caractéristiques telles que la fonction arithmétique, la fonction de contrôle, la fonction de communication, la fonction de programmation, la fonction de diagnostic et la vitesse de traitement.
(i) Fonction arithmétique
Les fonctions arithmétiques simples du PLC incluent des opérations logiques, des fonctions de synchronisation et de comptage ; Les fonctions arithmétiques ordinaires du PLC incluent également le décalage de données, la comparaison et d'autres fonctions arithmétiques ; des fonctions arithmétiques plus complexes telles que les opérations algébriques, le transfert de données, etc. ; PLC à grande échelle, il existe des opérations PID analogiques et d'autres fonctions arithmétiques avancées. Avec l'émergence des systèmes ouverts, l'automate a désormais une fonction de communication, certains produits ont une communication avec l'ordinateur inférieur, certains produits ont une communication avec la même machine ou l'ordinateur supérieur, certains produits ont également des données de réseau d'usine ou d'entreprise. fonction de communication. La sélection de la conception doit être basée sur les exigences de l'application réelle, une sélection raisonnable des fonctions informatiques requises. La plupart des applications, uniquement les opérations logiques et les fonctions de synchronisation et de comptage, certaines applications nécessitent un transfert et une comparaison de données, lorsqu'elles sont utilisées pour la détection et le contrôle analogiques, l'utilisation d'opérations algébriques, la conversion numérique et les opérations PID. D'autres nécessitent des opérations de décodage et de codage lors de l'affichage des données.
(ii) fonction de contrôle
Les fonctions de contrôle, y compris les opérations de contrôle PID, les opérations de contrôle de compensation anticipative, les opérations de contrôle de rapport, etc., doivent être déterminées en fonction des exigences de contrôle. Le PLC est principalement utilisé pour le contrôle logique séquentiel, par conséquent, la plupart des occasions utilisent souvent des contrôleurs à boucle unique ou multi-boucles pour résoudre le contrôle analogique, et utilisent parfois également un microblogging d'entrée et de sortie intelligent dédié. Les ingénieurs PLC peuvent obtenir les informations pour améliorer les connaissances et améliorer les compétences pour compléter les fonctions de contrôle requises, améliorer le traitement du PLC et améliorer les fonctions de contrôle. fonctions de contrôle, améliorent la vitesse de traitement du PLC et économisent la capacité de mémoire. Par exemple, l'utilisation d'unités de contrôle PID, de compteurs à grande vitesse, d'unités analogiques avec compensation de vitesse, d'unité de conversion de code ASC.
(iii) fonction de communication
Les systèmes PLC de grande et moyenne taille doivent prendre en charge une variété de bus de terrain et de protocoles de communication standard (tels que TCP/IP), si nécessaire, doivent pouvoir se connecter au réseau de gestion d'usine (TCP/IP). Les protocoles de communication doivent être conformes aux normes de communication ISO/IEEE et doivent constituer un réseau de communication ouvert.
Les interfaces de communication du système PLC doivent inclure des interfaces de communication série et parallèle (RS2232C/422A/423/485), un port de communication RIO, un Ethernet industriel, des interfaces DCS couramment utilisées, etc. ; Le bus de communication PLC de moyenne et grande taille (y compris les dispositifs et câbles d'interface) doit être une configuration redondante 1:1, le bus de communication doit être conforme aux normes internationales et la distance de communication doit répondre aux exigences réelles de l'appareil.
Dans le réseau de communication du système PLC, le débit de communication réseau du niveau supérieur doit être supérieur à 1 Mbps et la charge de communication ne dépasse pas 60 %. Les principales formes de réseau de communication du système PLC sont les suivantes :
(1) PC comme maître, plusieurs automates du même modèle que l'esclave, formant un simple réseau d'automates ;
(2) 1 automate maître, autre automate du même type que l'esclave, constituant un réseau automate maître-esclave ;
(3) Le réseau CPL est connecté à un grand DCS en tant que sous-réseau du DCS via une interface réseau spécifique ;
(4) Réseau CPL dédié (réseau de communication CPL dédié de chaque constructeur).
Afin d'alléger les tâches de communication du CPU, en fonction des besoins réels de la composition du réseau, le PLC doit être sélectionné avec différentes fonctions de communication (telles que point à point, bus de terrain, Ethernet industriel).
(iv) Fonction de programmation
Mode de programmation hors ligne : l'automate et le programmateur partagent un processeur commun. Lorsque le programmateur est en mode programmation, le processeur fournit uniquement des services au programmateur et ne contrôle pas les appareils de terrain. Une fois la programmation terminée, le programmateur passe en mode fonctionnement et la CPU contrôle les appareils de terrain sans programmation. Le mode de programmation hors ligne peut réduire le coût du système, mais il n'est pas pratique à utiliser et à déboguer.
Méthode de programmation en ligne : le processeur et le programmeur ont leurs propres processeurs, le processeur hôte est responsable du contrôle sur le terrain et échange des données avec le programmeur pendant un cycle de scrutation, le programmeur envoie le programme ou les données préparées en ligne à l'hôte, et l'hôte s'exécute selon le programme nouvellement reçu lors du prochain cycle de scrutation. Cette approche est plus coûteuse, mais le système est facile à déboguer et à exploiter, et est souvent utilisé dans les automates de grande et moyenne taille.
Cinq langages de programmation standardisés : diagramme de fonctions séquentielles (SFC), diagramme à contacts (LD), diagramme de blocs fonctionnels (FBD), trois types de langage graphique et liste d'instructions (IL), texte structuré (ST), deux types de langage de texte. Le langage de programmation sélectionné doit être conforme à ses normes (IEC6113123), mais doit également prendre en charge une variété de formes de programmation de langage, telles que C, Basic, Pascal, etc., afin de répondre aux exigences de contrôle des occasions de contrôle spéciales.
(E) vitesse de traitement
L'automate fonctionne par numérisation. Du point de vue des exigences en temps réel, la vitesse de traitement doit être aussi rapide que possible. Si la durée du signal est inférieure au temps de balayage, l'automate ne scannera pas le signal, ce qui entraînera la perte des données du signal.
La vitesse de traitement est liée à la longueur du programme utilisateur, à la vitesse de traitement du processeur, à la qualité du logiciel, etc. À l'heure actuelle, l'API contacte une réponse rapide, une vitesse élevée, un temps d'exécution de chaque instruction binaire d'environ {{0}},2 à 0,4 μs, afin qu'il puisse s'adapter aux exigences de contrôle élevées, les exigences correspondantes des besoins d'application de rapide. Le cycle de scrutation (cycle de scrutation du processeur) doit respecter : le temps de scrutation du petit automate ne dépasse pas 0,5 ms/K ; le temps de balayage des automates de grande et moyenne taille ne dépasse pas 0,2 ms/K.
V. Modèles d'automates
Type d'automate :Le PLC est divisé en deux catégories selon la structure du type entier et du type de module.
PLC intégré I / 0 points en moins et relativement fixes, de sorte que l'utilisateur a moins de marge de choix, généralement utilisé pour les petits systèmes de contrôle. Les représentants de ce type d'automate sont : la série Siemens S7-200, la série FX de Mitsubishi, la série CPM1A d'Omron.
L'API de type module fournit une variété de modules d'E/S pouvant être branchés sur le substrat de l'API, pour faciliter la sélection et la configuration raisonnables par l'utilisateur des points d'E/S du système de contrôle en fonction de la nécessité. Par conséquent, la configuration du module de type PLC est plus flexible, généralement utilisée pour les systèmes de contrôle moyens et grands. Par exemple, les séries Siemens S7-300 et S7-400, la série Q de Mitsubishi, la série CVM1 d'Omron.
VI. Sélection de modules variés
(A) module d'E/S numérique
La sélection des modules d'entrée et de sortie numériques doit tenir compte des exigences de l'application. Par exemple, le module d'entrée doit prendre en compte le niveau du signal d'entrée, la distance de transmission et d'autres exigences de l'application. Il existe de nombreux types de modules de sortie, tels que le type de sortie à contact relais, le type de sortie à thyristor bidirectionnel AC120V/23V, le type à transistor DC24V, le type à transistor DC48V, etc.
Habituellement, le module de sortie relais a un prix bas, l'utilisation d'une large gamme de tensions et d'autres avantages, mais la durée de vie est plus courte, le temps de réponse est plus long, lorsqu'il est utilisé pour des charges inductives, il faut augmenter le circuit absorbeur de surtension ; Le temps de réponse du module de sortie à thyristor bidirectionnel est plus rapide pour les commutations fréquentes, les occasions de charge inductive à faible facteur de puissance, mais le prix est plus cher, la capacité de surcharge est faible.
De plus, les modules d'entrée et de sortie en fonction du nombre de points d'entrée et de sortie peuvent être divisés en : 8 points, 16 points, 32 points et autres spécifications, le choix doit être raisonnablement équipé en fonction des besoins réels.
(B) module d'E/S analogique
Le module d'entrée analogique, selon le type de signal d'entrée analogique, peut être divisé en : type d'entrée de courant, type d'entrée de tension, type d'entrée de thermocouple. Le type d'entrée de courant est généralement un niveau de signal pour 4 ~ 20 mA ou 0 ~ 20 mA ; Le module d'entrée de type tension signale généralement un niveau de 0 ~ 10 V, -5 V ~ +5 V et ainsi de suite. Certains modules d'entrée analogiques sont compatibles avec les signaux d'entrée de tension ou de courant.
Le module de sortie analogique est également divisé en module de sortie de type tension et module de sortie de type courant, le signal de sortie de courant est généralement 0-20 mA, 4-20 mA ; le signal de sortie de type tension est généralement 0 ~ 0 V, -10 V ~ +10 V et ainsi de suite.
Les modules d'entrée et de sortie analogiques, selon le nombre de canaux d'entrée et de sortie, peuvent être divisés en 2 canaux, 4 canaux, 8 canaux et autres spécifications.
(C) Module de fonction
Les modules fonctionnels comprennent un module de communication, un module de positionnement, un module de sortie d'impulsion, un module de comptage à grande vitesse, un module de contrôle PID, un module de contrôle de température, etc. La sélection de l'automate doit prendre en compte la possibilité de faire correspondre les modules de fonction, le choix des modules de fonction implique deux aspects matériels et logiciels.
En termes de matériel, le premier doit considérer que le module de fonction peut être facilement connecté à l'API, l'API doit disposer des connexions, emplacements et interfaces d'installation appropriés, des câbles de connexion et d'autres accessoires. Dans le logiciel, le PLC doit avoir la fonction de contrôle correspondante, ce qui peut être pratique pour la programmation du module de fonction. Par exemple, l'automate de la série FX de Mitsubishi, via les commandes « FROM » et « TO », peut facilement contrôler le module de fonction correspondant.
VII. Fonctions de redondance
(A) redondance de l’unité de contrôle
1, l'unité de processus importante : le processeur (y compris la mémoire) et l'alimentation doivent être redondants 1B1.
2, dans le besoin de matériel PLC et de logiciels de redondance à chaud, peuvent également être utilisés pour former un système de redondance à chaud, 2 redondances ou 3 systèmes de redondance tolérants aux pannes.
(B) Redondance de l'unité d'interface E/S
1, le circuit de contrôle de la carte e/s multipoint doit être une configuration redondante.
2, les cartes d'E/S multipoints des points de détection importants peuvent être configurées de manière redondante. 3) Selon le besoin de signaux d'E/S importants, des unités d'interface E/S 2-révision ou 3-révision peuvent être sélectionnées.