西门子S7系列PLC的选择方法

PLC选择方法在设计PLC系统时，应首先确定控制计划，下一步是PLC工程设计选择. 工艺流程的特性和应用要求是设计选择的主要依据. PLC和相关设备应集成和标准化. 根据易于与工业控制系统形成整体，易于扩展功能的原则，所选择的PLC应该是在相关工业领域具有运行性能的成熟可靠的系统. 系统硬件，软件配置系统的功能和功能应与设备的规模和控制要求兼容. 熟悉可编程逻辑控制器，功能图和相关的编程语言有利于缩短编程时间. 因此，在选择和估算工程设计时，应详细分析过程的特征和控制要求，并明确定义控制任务和范围. 根据控制要求，然后估计输入和输出点的数量，所需的存储容量，确定PLC的功能高性能计算机选型，外部设备的特性等，最后选择具有较高性价比和设计的PLC相应的控制系统. 1.估计输入/输出（I / O）点I / O点应考虑适当的余量. 通常，根据统计输入和输出点的数量，将额外的10％到20％的余量添加为输入和输出. 点估计数据. 实际订购时，有必要根据制造商的PLC产品特性对输入和输出点进行舍入. 2.存储器容量的估计存储器容量是可编程控制器本身可以提供的硬件存储单元的大小. 程序容量是用户应用程序项在内存中使用的存储单元的大小，因此程序容量小于内存容量.

在设计阶段，由于尚未编译用户应用程序，因此程序容量在设计阶段是未知的，需要在程序调试后知道. 为了在设计和选择模型时对程序容量有一定的估计，通常使用对存储器容量的估计来代替. 没有固定的公式来估计内存容量. 许多文献提供了不同的公式，通常是数字I / O点数量的10到15倍，再加上模拟I / O点数量的100倍. 该数字是存储器中字的总数（16位是一个字），空白占该数字的25％. 3.控制功能的选择该选择包括操作功能，控制功能，通讯功能，编程功能，诊断功能和处理速度等特性的选择. （1）简单的操作功能PLC的操作功能包括逻辑运算，定时和计数功能；普通PLC的操作功能还包括数据移位和比较等操作功能；较复杂的运算功能包括代数运算和数据传输；在大型PLC中，还具有模拟PID计算和其他高级计算功能. 随着开放系统的出现，PLC中目前具有通信功能. 有些产品与下位计算机通信，有些产品与同一台计算机或上位计算机通信，有些产品与工厂或企业网络进行数据通信. 功能. 在设计和选择模型时，我们应从实际应用的要求出发，并合理选择所需的计算功能. 在大多数应用中，仅需要逻辑运算以及时序和计数功能. 一些应用程序需要数据传输和比较. 当用于模拟检测和控制时，将使用代数运算，数值转换和PID运算.

要显示数据，需要进行解码和编码之类的操作. （2）控制功能控制功能包括PID控制操作，前馈补偿控制操作，比率控制操作等，应根据控制要求确定. PLC主要用于顺序逻辑控制. 因此，在大多数情况下，通常使用单回路或多回路控制器来解决模拟控制，有时会使用专用的智能输入和输出单元来完成所需的控制功能，从而提高了PLC的处理速度并节省了存储容量. 例如，使用PID控制单元，高速计数器，带速度补偿的模拟单元，ASC代码转换单元等. （3）通讯功能大中型PLC系统应支持多种现场总线和标准通讯协议（例如TCP / IP），并在需要时能够连接到工厂管理网络（TCP / IP）. 通信协议应符合ISO / IEEE通信标准，并且应该是开放的通信网络. PLC系统的通讯接口应包括串行和并行通讯接口（RS2232C / 422A / 423/485），RIO通讯端口，工业以太网，常用的DCS接口等；大中型PLC通讯总线（包括接口设备和电缆）应为1: 1冗余配置，通讯总线应符合国际标准，通讯距离应符合设备的实际要求. 在PLC系统的通信网络中，较高级别的网络通信速率应大于1Mbps，通信负载不应大于60％. PLC系统通讯网络的主要形式如下: 1）PC为主站，多个相同型号的PLC为从站，形成简单的PLC网络. 2）1个PLC为主站，同一型号的其他PLC为从站，构成一个主从PLC网络； 3）PLC网络通过特定的网络接口连接到大型DCS作为DCS的子网； 4）专用的PLC网络（每个制造商的专用的PLC通信网络）.

为了减轻CPU的通信任务，应根据网络组成的实际需要，选择具有不同通信功能的通信处理器（例如点对点，现场总线，工业以太网）. （4）编程功能离线编程模式: PLC和编程器共享一个CPU. 当编程器处于编程模式时，CPU仅为编程器提供服务，而不控制现场设备. 编程完成后，编程器将切换到操作模式，并且CPU控制现场设备并且无法执行编程. 离线编程可以降低系统成本，但是使用和调试不方便. 编程模式: CPU和编程器都有自己的CPU，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器交换数据，编程器将准备的程序或数据发送到主机，进行下一次扫描周期，主机将根据新接收的程序运行. 这种方法成本较高，但是系统调试和操作方便，并且通常在大中型PLC中使用. 五种标准化的编程语言: 顺序功能图（SFC），梯形图，（LD）功能块图（FBD），三种图形语言和两种文本语言: 语句列表（IL）和结构化文本（ST）. 所选的编程语言应符合其标准（IEC6113123）. 同时，它还应支持多种语言编程形式，例如C，Basic等，以满足特殊控制场合的控制要求. （5）诊断功能PLC的诊断功能包括硬件和软件诊断.

硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置. 软件诊断分为内部诊断和外部诊断. 通过软件诊断PLC的内部性能和功能是内部诊断，通过软件诊断PLC的信息交换功能以及PLC的外部输入和输出是外部诊断. PLC的诊断功能的强弱直接影响运维人员的技术能力，并影响平均维修时间. （6）处理速度PLC在扫描模式下工作. 从实时需求的角度来看，处理速度越快越好. 如果信号持续时间小于扫描时间，则PLC将无法扫描信号，从而导致信号数据丢失. 处理速度与用户程序的长度，CPU处理速度，软件质量等有关. 目前，PLC触点的响应速度很快，速度也很高. 每条二进制指令的执行时间约为0.2〜0.4Ls，因此可以满足对控制要求较高且要求较快的应用的需求. 扫描周期（处理器扫描周期）应满足: 小型PLC的扫描时间不大于0.5ms / K；大中型PLC的扫描时间不大于0.2ms / K. 四，型号的选择（1）PLC的类型根据结构的不同，PLC分为两种类型: 整体型和模块型，根据应用环境而定分为现场安装和控制室安装；根据CPU的字长分为1位，4位，8位，16位，32位，64位等. 从应用的角度来看，通常可以根据控制功能选择型号或输入和输出点的数量.

集成PLC具有固定数量的I / O点，因此用户的选择空间较小，并用于小型控制系统中. 模块化PLC提供了多种I / O卡或插卡，用户可以选择合理的方式配置控制系统的I / O点，功能扩展方便灵活，通常用于大中型控制系统. （2）输入输出模块的选择输入输出模块的选择应与应用要求相统一. 例如，对于输入模块，应考虑应用要求，例如信号电平，信号传输距离，信号隔离和信号电源模式. 对于输出模块，应考虑所选输出模块的类型. 通常，继电器输出模块具有价格低廉，使用电压范围宽，寿命短，响应时间长等特点. 晶闸管输出模块适用于频繁开关和低电感功率因数负载的场合，但价格较贵，过载能力较差. 输出模块还具有直流输出，交流输出和模拟输出，应与应用要求一致. 根据应用需求，可以合理选择智能输入输出模块，以提高控制水平，降低应用成本. 考虑是否需要扩展机架或远程I / O机架. （3）电源的选择在引入设备的同时，PLC的电源应根据产品手册的要求进行设计和选择. 通用PLC的电源应设计为使用220VAC电源，这与家用电网电压一致. 重要的应用程序应该使用不间断电源或稳压电源.

如果PLC本身具有可用的电源，则应检查所提供的电流是否满足应用要求，或者应设计外部电源. 为了防止由于误操作将外部高压电源引入PLC，必须对输入和输出信号进行隔离，有时也可以使用简单的二极管或保险丝管隔离. （4）存储器的选择由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的价格已经下降. 因此高性能计算机选型，为了保证应用项目的正常运行，通常需要PLC的存储容量，并根据256个I / O点至少选择8K的存储空间. . 当需要复杂的控制功能时，应选择容量更大，等级更高的存储器. （5）冗余功能的选择控制单元的冗余（1）重要的处理单元: CPU（包括存储器）和电源应为1B1冗余. （2）需要时，还可以选择由PLC硬件和热备软件组成的热备冗余系统，冗余或三重冗余容错系统. 2. I / O接口单元的冗余（1）控制回路的多点I / O卡应冗余配置. （2）重要检测点的多点I / O卡可以冗余配置. 根据重要I / O信号的需要，3）可以选择2或3个I / O接口单元. （6）经济方面的考虑选择PLC时，应考虑性价比. 在考虑经济性时，应同时考虑应用程序的可扩展性，可操作性和投入产出比等因素，并应进行比较和考虑以选择满意的产品.

输入和输出点直接影响价格. 每个额等. 估计和选择时应充分考虑，以使整个控制系统具有更合理的价格性能. 比. 然后根据西门子PLC的技术规格选择型号.

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