¿Qué tipo de PLC se utiliza comúnmente en los sistemas de control de calderas de inyección de vapor en yacimientos petrolíferos?

I. Estimación de puntos de entrada/salida

Al estimar puntos de E/S, se deben considerar márgenes apropiados. Generalmente, según los puntos estadísticos de entrada y salida, la escalabilidad debería mejorarse entre un 10% y un 20%.

El margen se utiliza como datos de estimación de puntos de entrada y salida. Al realizar el pedido, los puntos de entrada y salida deben redondearse según las características del producto del PLC del fabricante.

En segundo lugar, estimación de la capacidad de la 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 la cantidad de memoria utilizada por las aplicaciones del usuario. El tamaño de la unidad de almacenamiento, por lo que la capacidad del programa es menor que la capacidad de la memoria. En la etapa de diseño, dado que la aplicación de 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 estimar la capacidad del programa al diseñar y seleccionar modelos, a menudo se utilizan estimaciones de la capacidad de la memoria.

No existe una fórmula fija para estimar la capacidad de almacenamiento de memoria. Muchas publicaciones dan diferentes fórmulas, que generalmente se basan en 10 a 15 veces el número de puntos de E/S y 100 veces el número de puntos de E/S analógicos. Este número se utiliza como el número total de palabras en la memoria (16 bits). es una palabra), y luego piensa en ello como 25 veces este número.

En tercer lugar, la selección de funciones de control

La selección incluye la selección de funciones operativas, funciones de control, funciones de comunicación, funciones de programación, funciones de diagnóstico y velocidad de procesamiento.

(1) Funciones de operación

Las funciones informáticas del PLC simple incluyen operaciones lógicas, funciones de temporización y conteo; las funciones informáticas del PLC ordinario también incluyen desplazamiento de datos, comparación y otras funciones informáticas; ; más funciones informáticas complejas incluyen operaciones algebraicas y transferencia de datos. En los PLC de gran tamaño también existen funciones informáticas avanzadas, como el cálculo PID de cantidades analógicas. Con la aparición de los sistemas abiertos, el PLC tiene funciones de comunicación. Algunos productos tienen comunicación con la computadora inferior, algunos productos tienen comunicación con la misma computadora o computadora host y algunos productos también tienen comunicación con la fábrica o la función de comunicación de datos. El diseño y la selección deben basarse en los requisitos de la aplicación real y las funciones operativas requeridas deben seleccionarse de manera razonable. En la mayoría de las aplicaciones, solo se requieren operaciones lógicas y funciones de conteo de tiempo, y algunas aplicaciones requieren transmisión y comparación de datos. Cuando se utiliza para detección y control analógicos, se utilizan operaciones algebraicas, conversión numérica y operaciones PID. Al mostrar datos, se requieren operaciones como decodificación y codificación.

(2) Función de control

La función de control incluye la operación de control PID, la operación de control de compensación anticipada y la operación de control proporcional, 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 los casos, los controladores de bucle único o de bucle múltiple se utilizan a menudo para controlar cantidades analógicas y, a veces, se utilizan unidades de entrada y salida inteligentes dedicadas para completar las funciones de control requeridas para aumentar la velocidad de procesamiento del PLC y ahorrar capacidad de almacenamiento. . Como por ejemplo el uso de una unidad de control PID, un contador de alta velocidad, una unidad de simulación 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 pueden conectarse a 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 paralelo (RS2232C/422A/423/485), interfaz de comunicación RIO, Ethernet industrial, interfaz DCS general, etc. El bus de comunicación de los PLC grandes y medianos (incluidos los dispositivos y cables de interfaz) adopta una configuración redundante 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 de nivel superior debe ser superior a 1 Mbps y la carga de comunicación no debe ser superior al 60%. Las principales formas de red de comunicación del sistema PLC son: 1) La PC es la estación maestra y varios PLC del mismo modelo son estaciones esclavas, formando una red PLC simple. 2) 1 PLC es la estación maestra y otros PLC del mismo; El modelo son estaciones esclavas que forman una red PLC maestro-esclavo; 3) 3) La red PLC está conectada a la subred del DCS grande a través de una interfaz de red específica; 4) Red PLC dedicada (red de comunicación PLC dedicada para cada fabricante).

Para reducir 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

Modo 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 al programador y no controla los dispositivos de campo. Una vez completada 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 para la depuración. Modo de programación en línea: la CPU y el programador tienen cada uno su propia CPU. La CPU host es responsable del control in situ e intercambia datos con el programador dentro de un ciclo de escaneo. El programador envía el programa o los datos en línea al host, y el host se ejecutará de acuerdo con el programa recién recibido en el siguiente ciclo de escaneo. 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: Diagrama de funciones secuenciales (SFC), Diagrama de escalera (LD) y Diagrama de bloques de funciones (FBD), dos lenguajes de texto: Lista de instrucciones (IL) y Texto estructurado (ST). El lenguaje de programación seleccionado debe cumplir con sus estándares (IEC) y también debe admitir múltiples formas de programación en lenguaje, como C, Básico, etc., para cumplir con los requisitos de control de ocasiones de control especiales.

(5) Función de diagnóstico

La función de diagnóstico del PLC incluye hardware y diagnóstico de hardware. El diagnóstico de hardware determina la ubicación de la falla del hardware mediante un juicio lógico del hardware. El diagnóstico se divide en diagnóstico interno y diagnóstico externo. Diagnosticar el rendimiento y las funciones internas del PLC es un diagnóstico interno, y diagnosticar la función de intercambio de información entre la CPU y las entradas y salidas externas del PLC es un diagnóstico externo.

La solidez de la función de diagnóstico del PLC afecta directamente los requisitos de capacidad técnica de los operadores y el personal de 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, la velocidad de procesamiento debe ser lo más rápida posible. Si la duración de la señal es menor que el tiempo de exploración, el PLC no escaneará 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 y la calidad de la CPU, etc. En la actualidad, los contactos PLC tienen una respuesta rápida y alta velocidad. El tiempo de ejecución de cada instrucción binaria es de aproximadamente 0,2 ~ 0,4 L, lo que puede satisfacer las necesidades de aplicaciones con altos requisitos de control y 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.

En cuarto lugar, la elección del modelo de vehículo

(1) Tipo de PLC

El PLC se divide en dos tipos según su estructura: integral y modular, y según el entorno de la aplicación Instalación en el sitio e instalación en la sala de control según la longitud de la palabra de la CPU, se divide en 1 bit, 4 bits, 8 bits, 16 bits, 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 integrado tiene un número fijo de puntos de E/S, por lo que los usuarios tienen pocas opciones para sistemas de control pequeños. El PLC modular proporciona una variedad de tarjetas de E/S o tarjetas enchufables. Los usuarios pueden seleccionar y configurar razonablemente la cantidad de puntos de E/S en el sistema de control, y la expansión de funciones es conveniente y flexible. Generalmente utilizado en sistemas de control grandes y medianos.

(2) Selección de módulos de entrada y salida

La selección de módulos de entrada y salida debe considerar la coherencia 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 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, vida corta y tiempo de respuesta prolongado. Los módulos de salida SCR son adecuados para conmutación frecuente y cargas de bajo factor de potencia inductivo, pero son caros y tienen poca capacidad de sobrecarga. El módulo de salida también incluye salida de CC, salida de CA y salida analógica, que deben cumplir con los requisitos de la aplicación.

Considerar si es necesario ampliar el rack o el rack de E/S remotas, etc.

(3) Selección de la fuente de alimentación

Además de la introducción del PLC al introducir el equipo, la fuente de alimentación del PLC debe diseñarse y seleccionarse de acuerdo con los requisitos del manual del producto. . Generalmente, la fuente de alimentación del PLC debe diseñarse para utilizar una fuente de alimentación de 220 VCA, que sea consistente con el voltaje de la red eléctrica doméstica. En aplicaciones importantes, se debe utilizar una fuente de alimentación ininterrumpida o una fuente de alimentación regulada.

Si el propio PLC tiene una fuente de alimentación disponible, se debe comprobar si la corriente proporcionada cumple con los requisitos de la aplicación; de lo contrario, se debe diseñar 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 se puede utilizar un diodo o fusible simple 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 del proyecto de aplicación, generalmente se requiere que la capacidad de memoria del PLC sea de al menos 8K según 256 puntos de E/S. Cuando se requieren funciones de control complejas, se debe seleccionar una memoria con mayor capacidad y mayor calidad.

Selección de funciones redundantes

1. Redundancia de la unidad de control

(1) Unidades de procesamiento importantes: CPU (incluida la memoria) y fuente de alimentación Para redundancia 1B1.

(2) Si es necesario, también puede elegir un sistema redundante de espera activa compuesto por hardware PLC y espera activa, un sistema redundante tolerante a fallas redundante de 2 o 3, etc.

2. Redundancia de unidades de interfaz de entrada y salida

(1) La tarjeta de E/S multipunto del bucle de control debe 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, puede elegir una unidad de interfaz de E/S doble o triple según sea necesario.

(6) Consideraciones económicas

El número de puntos de entrada y salida tiene un impacto directo en el precio. Cada tarjeta de E/S adicional requiere una tarifa determinada. Cuando los puntos aumentan a un cierto valor, la capacidad de memoria correspondiente, rack, placa base, etc. también aumentará en consecuencia. Por tanto, el aumento de puntos repercutirá en la elección de CPU, capacidad de memoria, rango de funciones de control, etc. La evaluación y selección deben considerarse completamente para que todo el sistema de control tenga una relación rendimiento-precio razonable.