¿Cómo elegir el tipo de módulo de salida PLC?
1. Estimación de los puntos de entrada y salida (E/S)
Se debe considerar un margen apropiado al estimar los puntos de E/S. Generalmente, en función de los puntos estadísticos de entrada y salida. un 10 % ~ 20 % adicional escalable
Después del margen, se utiliza como datos de estimación de puntos de entrada y salida. Al realizar el pedido, el número de puntos de entrada y salida debe redondearse de acuerdo con las características del producto del PLC del fabricante.
2. Estimación de la capacidad de memoria
La capacidad de la memoria es el tamaño de la unidad de almacenamiento de hardware que el propio controlador programable puede proporcionar, y la capacidad del programa es el tamaño de la unidad de almacenamiento utilizado por el proyecto de aplicación del usuario en la memoria, por lo que la capacidad del programa es menor que la capacidad de la memoria. En la etapa de diseño, dado que el programa de aplicación del usuario aún no se ha compilado, la capacidad del programa se desconoce en la etapa de diseño y debe conocerse después de la depuración del programa. Para tener una cierta estimación de la capacidad del programa al diseñar y seleccionar, generalmente se utiliza una estimación de la capacidad de la memoria.
No existe una fórmula fija para estimar la capacidad de la memoria. En muchas publicaciones se dan fórmulas diferentes. En términos generales, se basan en entre 10 y 15 veces el número de puntos de E/S digitales, más E/S analógicas. 100 veces el número de puntos, este número es el número total de palabras en la memoria (16 bits es una palabra) y el 25% de este número se utiliza para considerar el margen.
3. Selección de funciones de control
Esta selección incluye la selección de funciones de computación, funciones de control, funciones de comunicación, funciones de programación, funciones de diagnóstico y velocidad de procesamiento.
(1) Funciones aritméticas
Las funciones aritméticas de un PLC simple incluyen operaciones lógicas, funciones de temporización y conteo; las funciones aritméticas de un PLC ordinario también incluyen desplazamiento de datos, comparación y otras; funciones aritméticas; las funciones informáticas más complejas incluyen operaciones algebraicas, transmisión de datos, etc. Los PLC grandes también tienen operaciones PID analógicas y otras funciones informáticas avanzadas. Con la aparición de los sistemas abiertos, los PLC ahora tienen funciones de comunicación. Algunos productos tienen comunicación con la computadora inferior, algunos productos tienen comunicación con la misma computadora o con la computadora superior y algunos productos también tienen función de comunicación de datos con la fábrica o la red empresarial. . Al diseñar y seleccionar, las funciones informáticas requeridas deben seleccionarse razonablemente en función de los requisitos de la aplicación real. La mayoría de las aplicaciones solo requieren operaciones lógicas y funciones de temporización y conteo. Algunas aplicaciones requieren transmisión y comparación de datos. Cuando se utilizan para detección y control analógicos, se utilizan operaciones algebraicas, conversión numérica y operaciones PID. Para mostrar datos, se requieren operaciones como decodificación y codificación.
(2) Funciones de control
Las funciones de control incluyen operaciones de control PID, operaciones de control de compensación anticipada, operaciones de control de relación, etc., que deben determinarse de acuerdo con los requisitos de control. El PLC se utiliza principalmente para el control lógico secuencial. Por lo tanto, en la mayoría de las ocasiones se utilizan controladores de bucle único o de bucle múltiple para resolver el control de cantidades analógicas. A veces también se utilizan unidades de entrada y salida inteligentes especiales para completar las funciones de control requeridas. mejorar la velocidad de procesamiento y ahorrar capacidad de memoria. Por ejemplo, se utilizan una unidad de control PID, un contador de alta velocidad, una unidad analógica con compensación de velocidad, una unidad de conversión de código ASC, etc.
(3) Función de comunicación
Los sistemas PLC grandes y medianos deben admitir una variedad de buses de campo y protocolos de comunicación estándar (como TCP/IP) y deben poder Comunicarse con la red de gestión de fábrica (TCP/IP). El protocolo de comunicación debe cumplir con los estándares de comunicación ISO/IEEE y debe ser una red de comunicación abierta.
La interfaz de comunicación del sistema PLC debe incluir interfaces de comunicación serie y paralela (RS2232C/422A/423/485), puertos de comunicación RIO, Ethernet industrial, interfaces DCS de uso común, etc.; Los buses de comunicación PLC de tamaño grande (incluidos los equipos de interfaz y los cables) deben configurarse en redundancia 1:1, el bus de comunicación debe cumplir con los estándares internacionales y la distancia de comunicación debe cumplir con los requisitos reales del dispositivo.
En la red de comunicación del sistema PLC, la velocidad de comunicación de la red superior debe ser superior a 1 Mbps y la carga de comunicación no debe ser superior al 60%. Las formas principales de la red de comunicación del sistema PLC son las siguientes: 1) la PC es la estación maestra y varios PLC del mismo modelo son estaciones esclavas, formando una red PLC simple 2) un PLC es la estación maestra; otros PLC del mismo modelo son estaciones esclavas, formando una red PLC maestro-esclavo; 3) La red PLC está conectada al DCS grande a través de una interfaz de red específica como una subred del DCS; red de comunicación de cada fabricante).
Para aliviar las tareas de comunicación de la CPU, se deben seleccionar procesadores de comunicación con diferentes funciones de comunicación (como punto a punto, bus de campo, Ethernet industrial) de acuerdo con las necesidades reales de la composición de la red.
(4) Función de programación
Método de programación fuera de línea: el PLC y el programador comparten una CPU Cuando el programador está en modo de programación, la CPU solo proporciona servicios para el programador y no realiza. cualquier operación en el equipo de campo. Después de completar la programación, el programador cambia al modo de ejecución, la CPU controla el dispositivo de campo y no se puede realizar la programación. La programación fuera de línea puede reducir los costos del sistema, pero es inconveniente de usar y depurar. Método de programación en línea: la CPU y el programador tienen sus propias CPU. La CPU del host es responsable del control en el sitio e intercambia datos con el programador dentro de un ciclo de escaneo. El programador envía el programa o los datos compilados en línea al host. En el siguiente ciclo de escaneo, el host se ejecuta de acuerdo con el programa recién recibido. Este método es más caro, pero es fácil de depurar y operar el sistema y, a menudo, se utiliza en PLC grandes y medianos.
Cinco lenguajes de programación estandarizados: tres lenguajes gráficos: Gráfico de funciones secuenciales (SFC), Diagrama de escalera (LD) y Diagrama de bloques de funciones (FBD), y dos lenguajes gráficos: Lista de instrucciones (IL) y Texto estructurado. (ST). El lenguaje de programación seleccionado debe cumplir con su estándar (IEC6113123). Al mismo tiempo, también debe admitir múltiples formas de programación en lenguaje, como C, Basic, etc., para cumplir con los requisitos de control de ocasiones de control especiales.
(5) Función de diagnóstico
La función de diagnóstico del PLC incluye diagnóstico de hardware y software. El diagnóstico de hardware determina la ubicación de la falla del hardware mediante un juicio lógico del hardware, y el diagnóstico de software se divide en diagnóstico interno y diagnóstico externo. Diagnosticar el rendimiento y las funciones internas del PLC a través de software es un diagnóstico interno, y el uso de software para diagnosticar las funciones de intercambio de información de la CPU del PLC y los componentes externos de entrada y salida es un diagnóstico externo.
La fortaleza de la función de diagnóstico del PLC afecta directamente los requisitos de capacidad técnica del personal de operación y mantenimiento, y afecta el tiempo promedio de mantenimiento.
(6) Velocidad de procesamiento
El PLC funciona en modo escaneo. Desde la perspectiva de los requisitos en tiempo real, cuanto más rápida sea la velocidad de procesamiento, mejor. Si la duración de la señal es menor que el tiempo de escaneo, el PLC no podrá escanear la señal, lo que provocará la pérdida de datos de la señal.
La velocidad de procesamiento está relacionada con la duración del programa de usuario, la velocidad de procesamiento de la CPU, la calidad del software, etc. En la actualidad, los contactos del PLC tienen una respuesta rápida y alta velocidad, y el tiempo de ejecución de cada instrucción binaria es de aproximadamente 0,2 a 0,4 L, por lo que puede adaptarse a las necesidades de aplicaciones con altos requisitos de control y requisitos de respuesta rápida. El ciclo de exploración (ciclo de exploración del procesador) debe cumplir los siguientes requisitos: el tiempo de exploración de los PLC pequeños no supera los 0,5 ms/K; el tiempo de exploración de los PLC grandes y medianos no supera los 0,2 ms/K.
IV. Selección de modelos de máquina
(1) Tipos de PLC
El PLC se divide en dos categorías: tipo integral y tipo modular según la estructura. y dividido según el entorno de la aplicación. Hay dos categorías para la instalación en el sitio y la instalación en la sala de control según la longitud de la palabra de la CPU, que se divide en 1 bit, 4 bits, 8 bits, 16 bits y 32; -bits, 64 bits, etc. Desde la perspectiva de la aplicación, la selección generalmente se puede realizar en función de funciones de control o puntos de entrada y salida.
El PLC general tiene un número fijo de puntos de E/S, por lo que los usuarios tienen menos espacio para elegir y se utiliza para sistemas de control pequeños. El PLC modular proporciona una variedad de tarjetas de E/S o complementos; Tarjetas, para que los usuarios puedan comparar, seleccionar y configurar razonablemente los puntos de E/S del sistema de control, y la expansión de funciones es conveniente y flexible. Generalmente se utiliza en sistemas de control grandes y medianos.
(2) Selección de módulos de entrada y salida
La selección de módulos de entrada y salida debe ser coherente con los requisitos de la aplicación. Por ejemplo, para los módulos de entrada, se deben considerar requisitos de aplicación como el nivel de señal, la distancia de transmisión de la señal, el aislamiento de la señal y el método de suministro de energía de la señal. Para los módulos de salida, se debe considerar el tipo de módulo de salida. Generalmente, los módulos de salida de relé tienen las características de precio bajo, amplio rango de voltaje de operación, vida corta y tiempo de respuesta prolongado. Los módulos de salida de tiristores son adecuados para conmutación frecuente y baja potencia inductiva; Factores de situación de carga, pero el precio es más caro y la capacidad de sobrecarga es pobre. El módulo de salida también tiene salida de CC, salida de CA y salida analógica, etc., que deben ser consistentes con los requisitos de la aplicación.
Los módulos de entrada y salida inteligentes se pueden seleccionar razonablemente según los requisitos de la aplicación para mejorar el nivel de control y reducir los costos de la aplicación.
Considere si se necesitan racks de expansión o racks de E/S remotas.
(3) Selección de la fuente de alimentación
La fuente de alimentación del PLC debe diseñarse y seleccionarse de acuerdo con los requisitos del manual del producto al introducir el equipo. La fuente de alimentación del PLC general debe. Se diseñará y seleccionará una fuente de alimentación de 220VAC, acorde con la tensión de la red eléctrica doméstica. Para aplicaciones importantes, se debe utilizar una fuente de alimentación ininterrumpida o una fuente de alimentación regulada.
Si el PLC en sí tiene una fuente de alimentación utilizable, debe verificar si la corriente proporcionada cumple con los requisitos de la aplicación; de lo contrario, debe diseñarse una fuente de alimentación externa. Para evitar que la fuente de alimentación externa de alto voltaje se introduzca en el PLC debido a un mal funcionamiento, es necesario aislar las señales de entrada y salida. A veces, también se pueden utilizar diodos simples o tubos fusibles para el aislamiento.
(4) Selección de memoria
Debido al desarrollo de la tecnología de chips integrados en computadora, el precio de la memoria ha bajado. Por lo tanto, para garantizar el funcionamiento normal de los proyectos de aplicaciones, PLC. Generalmente se requiere capacidad de memoria, seleccione al menos una selección de memoria de 8K basada en 256 puntos de E/S. Cuando se requieren funciones de control complejas, se debe seleccionar una memoria con mayor capacidad y mayor calidad.
(5) Selección de funciones redundantes
1. Redundancia de unidades de control
(1) Unidades de proceso importantes: la CPU (incluida la memoria) y la fuente de alimentación deben ser 1B1 redundantes.
(2) Cuando sea necesario, también se puede utilizar un sistema redundante de espera activa compuesto por hardware PLC y software de espera activa, un sistema redundante tolerante a fallas de 2 o 3 capas, etc.
2. Redundancia de unidades de interfaz de E/S
(1) Las tarjetas de E/S multipunto del bucle de control deben configurarse de forma redundante.
(2) Las tarjetas de E/S multipunto en puntos de detección importantes se pueden configurar de forma redundante. 3) Para señales de E/S importantes, se puede seleccionar una unidad de interfaz de E/S de 2 o 3 capas según sea necesario.
(6) Consideraciones económicas
A la hora de elegir un PLC, se debe tener en cuenta la relación rendimiento-precio. Al considerar la economía, también se deben considerar factores como la escalabilidad, la operabilidad y la relación entrada-salida de la aplicación, se deben hacer comparaciones y consideraciones, y finalmente se debe seleccionar un producto más satisfactorio.
El número de puntos de entrada y salida tiene un impacto directo en el precio. Cada tarjeta de entrada y salida adicional requiere un costo adicional. Cuando los puntos aumentan a un valor determinado, la capacidad de memoria correspondiente, el bastidor, la placa base, etc. también aumentarán en consecuencia. Por lo tanto, el aumento de puntos tiene un impacto en la selección de CPU, capacidad de memoria, rango de funciones de control, etc. Se debe tener plena consideración al estimar y seleccionar, de modo que todo el sistema de control tenga una relación rendimiento-precio más razonable.