选型规则
在可编程逻辑控制器系统设计时,首先应确定控制方案,下一步工作就是可编程逻辑控制器工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。可编程逻辑控制器及有关设备应是集成的、标准的,按照易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则选型所选用可编程逻辑控制器应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统,可编程逻辑控制器的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间,因此,工程设计选型和估算时,应详细分析工艺过程的特点、控制要求,明确控制任务和范围确定所需的操作和动作,然后根据控制要求,估算输入输出点数、所需存储器容量、确定可编程逻辑控制器的功能、外部设备特性等,最后选择有较高性能价格比的可编程逻辑控制器和设计相应的控制系统。
一、输入输出(i/o)点数的估算
i/o点数估算时应考虑适当的余量,通常根据统计的输入输出点数,再增加10%~20%的可扩展余量后,作为输入输出点数估算数据。实际订货时,还需根据制造厂商可编程逻辑控制器的产品特点,对输入输出点数进行圆整。
二、存储器容量的估算
存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小,程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小,因此程序容量小于存储器容量。设计阶段,由于用户应用程序还未编制,因此,程序容量在设计阶段是未知的,需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算,通常采用存储器容量的估算来替代。
存储器内存容量的估算没有固定的公式,许多文献资料中给出了不同公式,大体上都是按数字量i/o点数的10~15倍,加上模拟i/o点数的100倍,以此数为内存的总字数(16位为一个字),另外再按此数的25%考虑余量。
三、控制功能的选择
该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。
pcl市场
由于基于pc的控制器被证明可以像plc一样可*,并且被操作和维护人员接受,所以,一个接一个的制造商至少在部分生产中正在采用pc控制方案。基于pc的控制系统易于安装和使用,有高级的诊断功能,为系统集成商提供了更灵活的选择,从长远角度看,pc控制系统维护成本低。
由于可编程控制器(plc)受pc控制的威胁大,所以plc供应商对pc的应用感到很不安。事实上,可编程控制器(plc)也加入到了pc控制'浪潮'中。
工业pc在我国得到了异常迅速的发展。从世界范围来看,工业pc主要包含两种类型:ipc工控机和compactpci工控机以及它们的变形机,如at96总线工控机等。由于基础自动化和过程自动化对工业pc的运行稳定性、热插拔和冗余配置要求很高,现有的ipc已经不能完全满足要求,将逐渐退出该领域,取而代之的将是compactpci-based工控机,而ipc将占据管理自动化层。国家于2001年设立了'以工业控制计算机为基础的开放式控制系统产业化'工业自动化重大专项,目标就是发展具有自主知识产权的pc-based控制系统,在3(5年内,占领30%(50%的国内市场,并实现产业化。
几年前,当'软plc'出现时,业界曾认为工业pc将会取代plc。然而,时至今日工业pc并没有代替plc,主要有两个原因:一个是系统集成原因;另一个是软件操作系统windowsnt的原因。一个成功的pc-based控制系统要具备两点:一是所有工作要由一个平台上的软件完成;二是向客户提供所需要的所有东西。可以预见,工业pc与plc的竞争将主要在高端应用上,其数据复杂且设备集成度高。工业pc不可能与低价的微型plc竞争,这也是plc市场增长最快的一部分。从发展趋势看,控制系统的将来很可能存在于工业pc和plc之间,这些融合的迹象已经出现。
和plc一样,工业pc市场在过去的两年里保持平稳。与plc相比,工业pc软件很便宜。据frost&sullivan公司估计,全世界每年7亿美元工业pc市场里,大约8500万美元为控制软件,一亿美元为操作系统。到2007年会翻一番,工业pc市场变得非常可观。
pcl集成电路可靠性高,抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。
plc由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的f系列plc平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余cpu的plc的平均无故障工作时间则更长。从plc的机外电路来说,使用plc构成控制系统,和同等规模的继电接触器系统相比,电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一,故障也就大大降低。此外,plc带有硬件故障自我检测功能,出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中,应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序,使系统中除plc以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样,整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
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