November 20,2024
Analisis struktur asas, pemilihan dan reka bentuk PLC
Struktur asas Intipati pengawal logik boleh atur cara ialah komputer khusus untuk kawalan industri. Struktur perkakasannya pada asasnya sama dengan mikrokomputer. Struktur asasnya ialah: 1. Bekalan kuasa Bekalan kuasa pengawal logik boleh atur cara memainkan peranan yang sangat penting dalam keseluruhan sistem. Tanpa sistem bekalan kuasa yang baik dan boleh dipercayai, ia tidak dapat berfungsi dengan baik. Oleh itu, pengeluar pengawal logik boleh atur cara juga sangat mementingkan reka bentuk dan pembuatan bekalan kuasa. Secara amnya, turun naik voltan AC berada dalam julat +10% (+15%), dan PLC boleh disambungkan terus ke grid kuasa AC tanpa mengambil langkah lain. 2. Unit Pemprosesan Pusat (CPU) Unit pemprosesan pusat (CPU) ialah pusat kawalan pengawal logik boleh atur cara. Ia menerima dan menyimpan program pengguna dan data yang ditaip daripada pengaturcara mengikut fungsi yang diberikan oleh program sistem pengawal logik boleh atur cara; menyemak status bekalan kuasa, memori, I/O dan pemasa amaran, dan boleh mendiagnosis ralat sintaks dalam program pengguna. Apabila pengawal logik boleh atur cara digunakan, ia mula-mula menerima status dan data setiap peranti input di tapak dengan cara pengimbasan, dan menyimpannya masing-masing dalam kawasan imej I/O, dan kemudian membaca program pengguna daripada program pengguna. ingatan satu demi satu, dan selepas arahan ditafsirkan, hasil operasi logik atau aritmetik dihantar ke kawasan imej I/O atau daftar data mengikut arahan. Selepas semua program pengguna dilaksanakan, status output kawasan imej I/O atau data dalam daftar keluaran akhirnya dihantar ke peranti output yang sepadan, dan kitaran berjalan sehingga ia berhenti. Untuk meningkatkan lagi kebolehpercayaan PLC, PLC besar juga dilengkapi dengan dwi CPU untuk membentuk sistem berlebihan, atau sistem undian tiga CPU, supaya walaupun CPU gagal, keseluruhan sistem masih boleh beroperasi secara normal. 3. Ingatan Memori yang menyimpan perisian sistem dipanggil memori program sistem. Memori yang menyimpan perisian aplikasi dipanggil memori program pengguna. 4. Litar antara muka input dan output 4.1. Litar antara muka input medan terdiri daripada litar gandingan optik dan litar antara muka input mikrokomputer, dan berfungsi sebagai saluran input antara muka antara pengawal logik boleh atur cara dan kawalan medan. 4.2. Litar antara muka keluaran medan disepadukan dengan daftar data keluaran, litar pemilihan dan litar permintaan gangguan, dan pengawal logik boleh atur cara mengeluarkan isyarat kawalan yang sepadan kepada komponen pelaksanaan medan melalui litar antara muka keluaran medan. 5. Modul berfungsi Seperti mengira, kedudukan dan modul berfungsi lain. 6. Modul komunikasi Pemilihan PLC dan analisis kes Apabila memilih PLC, anda harus menganalisis ciri-ciri proses dan keperluan kawalan secara terperinci, menjelaskan tugas kawalan dan skop, menentukan operasi dan tindakan yang diperlukan, dan kemudian menganggarkan bilangan titik input dan output, kapasiti memori yang diperlukan, dan tentukan fungsi PLC dan ciri-ciri peranti luaran berdasarkan keperluan kawalan. Akhir sekali, pilih PLC dengan nisbah harga prestasi yang lebih tinggi dan reka bentuk sistem kawalan yang sepadan. Di bawah, kami akan memperincikan perkara yang perlu diberi perhatian apabila memilih PLC: 1. Anggaran Mata Input dan Output (I/O).Margin yang sesuai perlu dipertimbangkan semasa menganggar bilangan mata I/O. Biasanya, berdasarkan bilangan statistik titik input dan output, margin boleh dikembangkan sebanyak 10% hingga 20% ditambah sebagai data anggaran untuk bilangan titik input dan output. 2. Anggaran kapasiti ingatan; kapasiti memori ialah saiz unit storan perkakasan yang boleh disediakan oleh pengawal boleh atur cara sendiri, dan kapasiti program ialah saiz unit storan yang digunakan oleh projek aplikasi pengguna dalam ingatan, jadi kapasiti program adalah lebih kecil daripada kapasiti memori. Untuk mempunyai anggaran tertentu kapasiti program semasa reka bentuk dan pemilihan, anggaran kapasiti memori biasanya digunakan sebagai pengganti. Secara umumnya, ia adalah 10 hingga 15 kali ganda bilangan mata I/O digital, ditambah 100 kali ganda bilangan titik I/O analog, dan nombor ini ialah jumlah bilangan perkataan dalam ingatan (16 bit ialah satu perkataan), dan 25% lagi daripada jumlah ini dianggap sebagai margin.3. Pemilihan fungsi kawalan; pemilihan ini merangkumi pemilihan ciri seperti fungsi pengiraan, fungsi kawalan, fungsi komunikasi, fungsi pengaturcaraan, fungsi diagnostik dan kelajuan pemprosesan. (1) Fungsi operasi; fungsi operasi PLC mudah termasuk operasi logik, pemasaan dan fungsi mengira; fungsi operasi PLC biasa juga termasuk anjakan data, perbandingan dan fungsi operasi lain; fungsi operasi yang lebih kompleks termasuk operasi algebra, penghantaran data, dsb.; PLC besar juga mempunyai operasi PID analog dan fungsi operasi lanjutan yang lain. Dengan kemunculan sistem terbuka, PLC kini mempunyai fungsi komunikasi. Sesetengah produk mempunyai komunikasi dengan komputer yang lebih rendah, sesetengah produk mempunyai komunikasi dengan komputer yang sama atau komputer atas, dan sesetengah produk juga mempunyai fungsi komunikasi data dengan rangkaian kilang atau perusahaan. Apabila mereka bentuk dan memilih, kita harus bermula dari keperluan aplikasi sebenar dan secara munasabah memilih fungsi operasi yang diperlukan. Dalam kebanyakan aplikasi, hanya operasi logik dan pemasaan dan fungsi pengiraan diperlukan. Sesetengah aplikasi memerlukan penghantaran dan perbandingan data. Apabila digunakan untuk pengesanan dan kawalan analog, operasi algebra, penukaran berangka dan operasi PID digunakan. Operasi penyahkodan dan pengekodan diperlukan untuk memaparkan data. (2) Fungsi kawalan: Fungsi kawalan termasuk operasi kawalan PID, operasi kawalan pampasan suapan, operasi kawalan nisbah, dsb., yang harus ditentukan mengikut keperluan kawalan. PLC digunakan terutamanya untuk kawalan logik berjujukan. Oleh itu, pengawal gelung tunggal atau berbilang gelung sering digunakan dalam kebanyakan kes untuk menyelesaikan kawalan analog. Kadangkala, unit input dan output pintar khusus juga digunakan untuk melengkapkan fungsi kawalan yang diperlukan, meningkatkan kelajuan pemprosesan PLC dan menjimatkan kapasiti memori. Sebagai contoh, unit kawalan PID, kaunter berkelajuan tinggi, unit analog dengan pampasan kelajuan, unit penukaran kod ASC, dsb. (3) Fungsi komunikasi: Sistem PLC bersaiz besar dan sederhana harus menyokong pelbagai bas lapangan dan protokol komunikasi standard (seperti TCP/IP), dan harus boleh menyambung ke rangkaian pengurusan kilang (TCP/IP) apabila perlu. Protokol komunikasi harus mematuhi piawaian komunikasi ISO/IEEE dan harus menjadi rangkaian komunikasi terbuka. Antara muka komunikasi sistem PLC hendaklah termasuk antara muka komunikasi bersiri dan selari (RS 232C/422A/485), port komunikasi RIO, Ethernet industri, antara muka DCS biasa, dsb.; bentuk utama rangkaian komunikasi sistem PLC adalah seperti berikut: 1) PC ialah stesen induk, dan berbilang PLC model yang sama adalah stesen hamba, membentuk rangkaian PLC mudah; 2) 1 PLC ialah stesen induk, dan PLC lain daripada model yang sama ialah stesen hamba, membentuk rangkaian PLC induk-hamba; 3) Rangkaian PLC disambungkan kepada DCS besar sebagai subnet DCS melalui antara muka rangkaian tertentu; 4) Rangkaian PLC khusus (rangkaian komunikasi PLC khusus setiap pengeluar). Untuk mengurangkan tugas komunikasi CPU, mengikut keperluan sebenar komposisi rangkaian, pemproses komunikasi dengan fungsi komunikasi yang berbeza (seperti point-to-point, fieldbus, Ethernet industri) harus dipilih. (4) Fungsi pengaturcaraan; Mod pengaturcaraan luar talian: PLC dan pengaturcara berkongsi CPU. Apabila pengaturcara berada dalam mod pengaturcaraan, CPU hanya menyediakan perkhidmatan untuk pengaturcara dan tidak mengawal peralatan medan. Selepas pengaturcaraan selesai, pengaturcara bertukar kepada mod berjalan, dan CPU mengawal peralatan medan dan tidak boleh diprogramkan. Pengaturcaraan luar talian boleh mengurangkan kos sistem, tetapi ia menyusahkan untuk digunakan dan nyahpepijat. Mod pengaturcaraan dalam talian: CPU dan pengaturcara mempunyai CPU mereka sendiri. CPU hos bertanggungjawab untuk kawalan medan dan bertukar-tukar data dengan pengaturcara dalam kitaran imbasan. Pengaturcara menghantar program atau data yang disusun dalam talian kepada hos. Dalam kitaran imbasan seterusnya, hos berjalan mengikut program yang baru diterima. Kaedah ini lebih mahal, tetapi penyahpepijatan dan operasi sistem adalah mudah, dan ia sering digunakan dalam PLC bersaiz besar dan sederhana. (5) Fungsi diagnostikFungsi diagnostik PLC termasuk diagnosis perkakasan dan perisian. Diagnosis perkakasan menentukan lokasi kerosakan perkakasan melalui pertimbangan logik perkakasan, dan diagnosis perisian dibahagikan kepada diagnosis dalaman dan diagnosis luaran. Diagnosis prestasi dalaman dan fungsi PLC melalui perisian adalah diagnosis dalaman, dan diagnosis fungsi pertukaran maklumat antara CPU PLC dan komponen input dan output luaran melalui perisian adalah diagnosis luaran.Kekuatan fungsi diagnostik PLC secara langsung mempengaruhi keupayaan teknikal yang diperlukan oleh pengendali dan kakitangan penyelenggaraan, dan menjejaskan purata masa pembaikan. (6) Kelajuan pemprosesanPLC berfungsi dalam mod pengimbasan. Dari perspektif keperluan masa nyata, kelajuan pemprosesan harus secepat mungkin. Jika tempoh isyarat kurang daripada masa pengimbasan, PLC tidak akan dapat mengimbas isyarat, mengakibatkan kehilangan data isyarat. Kelajuan pemprosesan adalah berkaitan dengan panjang program pengguna, kelajuan pemprosesan CPU, kualiti perisian, dll. Pada masa ini, kenalan PLC mempunyai tindak balas yang cepat dan kelajuan tinggi. Masa pelaksanaan setiap arahan binari adalah kira-kira 0.2 hingga 0.4L, jadi ia boleh menyesuaikan diri dengan keperluan aplikasi dengan keperluan kawalan yang tinggi dan keperluan tindak balas yang cepat. Kitaran pengimbasan (kitaran pengimbasan pemproses) harus memenuhi keperluan berikut: masa pengimbasan PLC kecil tidak melebihi 0.5ms/K; masa pengimbasan PLC bersaiz besar dan sederhana tidak melebihi 0.2ms/K. 4. Pemilihan model (1) Jenis PLCPLC dibahagikan kepada dua kategori mengikut struktur: jenis integral dan jenis modular. Ia dibahagikan kepada dua kategori mengikut persekitaran aplikasi: pemasangan medan dan pemasangan bilik kawalan. Ia dibahagikan kepada 1 bit, 4 bit, 8 bit, 16 bit, 32 bit, 64 bit, dan lain-lain mengikut panjang perkataan CPU. Dari sudut aplikasi, ia biasanya boleh dipilih mengikut fungsi kawalan atau titik input dan output. Titik I/O bagi PLC kamiran adalah tetap, jadi pengguna mempunyai lebih sedikit ruang untuk pilihan dan digunakan dalam sistem kawalan kecil; PLC modular menyediakan pelbagai kad I/O atau kad pemalam, jadi pengguna boleh memilih dan mengkonfigurasi titik I/O sistem kawalan dengan munasabah. Peluasan fungsi adalah mudah dan fleksibel, dan ia biasanya digunakan dalam sistem kawalan besar dan sederhana. (2) Pemilihan modul input dan output; pemilihan modul input dan output hendaklah selaras dengan keperluan aplikasi. Sebagai contoh, untuk modul input, keperluan aplikasi seperti tahap isyarat, jarak penghantaran isyarat, pengasingan isyarat dan kaedah bekalan kuasa isyarat harus dipertimbangkan. Untuk modul output, jenis modul output yang akan dipilih perlu dipertimbangkan. Secara amnya, modul keluaran geganti mempunyai ciri-ciri harga yang rendah, julat voltan yang luas, hayat yang pendek, dan masa tindak balas yang panjang; modul keluaran thyristor sesuai untuk pensuisan yang kerap dan keadaan beban faktor kuasa rendah induktif, tetapi ia lebih mahal dan mempunyai kapasiti beban lampau yang lemah. Modul output juga mempunyai output DC, output AC, dan output analog, yang harus konsisten dengan keperluan aplikasi. Mengikut keperluan aplikasi, modul input dan output pintar boleh dipilih secara munasabah untuk meningkatkan tahap kawalan dan mengurangkan kos aplikasi. Pertimbangkan sama ada rak pengembangan atau rak I/O jauh diperlukan. (3) Pemilihan bekalan kuasaBekalan kuasa PLC, sebagai tambahan kepada reka bentuk dan pemilihan PLC mengikut keperluan manual produk semasa memperkenalkan peralatan, bekalan kuasa PLC hendaklah direka bentuk dan dipilih mengikut keperluan manual produk. Secara umum, bekalan kuasa PLC harus direka bentuk dan dipilih dengan bekalan kuasa 220VAC, yang konsisten dengan voltan grid kuasa domestik. Untuk aplikasi penting, bekalan kuasa tidak terganggu atau bekalan kuasa penstabil voltan harus digunakan. Jika PLC itu sendiri mempunyai bekalan kuasa yang boleh digunakan, ia harus diperiksa sama ada arus yang disediakan memenuhi keperluan aplikasi, jika tidak, bekalan kuasa luaran harus direka bentuk. Untuk mengelakkan bekalan kuasa voltan tinggi luaran daripada dimasukkan ke dalam PLC kerana salah operasi, adalah perlu untuk mengasingkan isyarat input dan output, dan kadangkala diod mudah atau tiub fius boleh digunakan untuk pengasingan. (4) Pemilihan memori: Disebabkan perkembangan teknologi cip bersepadu komputer, harga memori telah menurun. Oleh itu, untuk memastikan operasi biasa projek aplikasi, kapasiti memori PLC secara amnya dikehendaki sekurang-kurangnya 8K memori mengikut 256 mata I/O. Apabila fungsi kawalan kompleks diperlukan, kapasiti yang lebih besar dan memori gred yang lebih tinggi harus dipilih. (5) Pertimbangan EkonomiApabila memilih PLC, anda harus mempertimbangkan nisbah prestasi-harga. Apabila mempertimbangkan kecekapan ekonomi, anda juga harus mempertimbangkan faktor seperti kebolehskalaan, kebolehkendalian dan nisbah input-output aplikasi, membuat perbandingan dan mengambil kiranya, dan akhirnya memilih produk yang lebih memuaskan.Bilangan titik input dan output mempunyai kesan langsung ke atas harga. Setiap kad input dan output tambahan akan meningkatkan kos. Apabila bilangan mata meningkat kepada nilai tertentu, kapasiti memori yang sepadan, rak, papan induk, dll. juga akan meningkat dengan sewajarnya. Oleh itu, peningkatan dalam bilangan mata mempunyai kesan ke atas pemilihan CPU, kapasiti memori, julat fungsi kawalan, dll. Ia harus dipertimbangkan sepenuhnya semasa anggaran dan pemilihan untuk menjadikan keseluruhan sistem kawalan mempunyai harga prestasi yang lebih munasabah nisbah.
BACA LAGI