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油田註汽鍋爐控制系統中常用的plc是什麽類型的?

通常,PLC選擇應考慮以下參數:

I .投入/產出點的估計

估計I/O點時,應考慮適當的余量。壹般根據統計的輸入輸出點,可擴展性要提高10%~20%。

余量後作為輸入輸出點估計數據。實際訂貨時,輸入輸出點要根據廠家PLC的產品特點取整。

第二,記憶容量的估計

內存容量是可編程控制器本身所能提供的硬件存儲單元的大小,程序容量是用戶應用項目在內存中使用的存儲單元的大小,所以程序容量小於內存容量。在設計階段,由於用戶應用程序尚未編譯,程序容量在設計階段是未知的,需要在程序調試後才能知道。為了在設計和選擇模型時估算程序容量,通常采用內存容量的估算來代替。

沒有固定的公式來估算存儲器的存儲容量。很多文獻給出了不同的公式,壹般是以I/O點數的10~15倍和模擬I/O點數的100倍為基礎,把這個數作為存儲器的總字數(16位為壹個字),然後把它作為這個數的25倍。

第三,控制功能的選擇

選擇包括操作功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度的選擇。

(壹)操作功能

簡易PLC的運算功能包括邏輯運算、定時和計數功能;普通PLC的運算功能還包括數據移位、比較等運算功能;更復雜的運算功能包括代數運算和數據傳輸。在大型PLC中還有模擬量的PID運算等高級運算功能。隨著開放式系統的出現,PLC具有了通訊功能,有的產品具有了與下位機的通訊,有的產品具有了與同壹臺計算機或上位機的通訊,有的產品還具有了與工廠或網絡的數據通訊功能。設計和選擇應基於實際應用的要求,合理選擇所需的操作功能。在大多數應用中,只需要邏輯運算和定時計數功能,有些應用需要數據傳輸和比較。用於模擬檢測和控制時,使用代數運算、數值轉換和PID運算。顯示數據時,需要解碼、編碼等操作。

(2)控制功能

控制功能包括PID控制操作、前饋補償控制操作和比例控制操作,應根據控制要求確定。PLC主要用於順序邏輯控制。因此,在大多數場合下,往往采用單回路或多回路控制器來控制模擬量,有時還采用專用的智能輸入輸出單元來完成所需的控制功能,以提高PLC的處理速度,節省存儲容量。如采用PID控制單元、高速計數器、帶速度補償的模擬單元、ASC代碼轉換單元等。

(3)通信功能

大中型PLC系統應支持多種現場總線和標準通信協議(如TCP/IP),必要時可接入工廠管理網絡(TCP/IP)。通信協議應符合ISO/IEEE通信標準,且應為開放式通信網絡。

PLC系統的通信接口應包括串行和並行通信接口(RS2232C/422A/423/485)、RIO通信接口、工業以太網、通用DCS接口等。大中型PLC的通信總線(包括接口設備和電纜)采用1:1冗余配置。通信總線應符合國際標準,通信距離應滿足裝置的實際要求。

在PLC系統的通信網絡中,上級網絡的通信速率應大於1Mbps,通信負荷不應大於60%。PLC系統通信網絡的主要形式有:1)PC機為主站,幾個同型號的PLC為從站,組成壹個簡單的PLC網絡;2)1 PLC為主站,其他同型號PLC為從站,形成主從PLC網絡;3)3)PLC網絡通過特定的網絡接口連接到大型DCS的子網;4)專用PLC網絡(各廠家專用PLC通信網絡)。

為了減輕CPU的通信任務,應根據網絡組成的實際需要,選擇具有不同通信功能(如點對點、現場總線、工業以太網)的通信處理器。

(4)編程功能

離線編程模式:PLC和編程器共用壹個CPU。當編程器處於編程模式時,CPU只為編程器提供服務,不控制現場設備。編程完成後,編程器切換到運行模式,CPU控制現場設備,無法進行編程。離線編程可以降低系統成本,但使用調試不方便。在線編程模式:CPU和程序員各有各的CPU。主機CPU負責現場控制,並在壹個掃描周期內與編程器交換數據。編程器將在線程序或數據發送給主機,主機將在下壹個掃描周期根據新接收的程序運行。這種方法成本較高,但便於系統調試和操作,常用於大中型PLC。

五種標準化編程語言:順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD)和功能模塊圖(FBD),兩種文本語言:語句表(IL)和結構化文本(ST)。所選用的編程語言應符合其標準(IEC),同時還應支持多種語言編程形式,如C、Basic等,以滿足特殊控制場合的控制要求。

(5)診斷功能

PLC的診斷功能包括硬件和硬件診斷。硬件診斷通過對硬件的邏輯判斷來確定硬件的故障位置,診斷分為內部診斷和外部診斷。診斷PLC內部性能和功能是內部診斷,診斷CPU與PLC外部輸入輸出的信息交換功能是外部診斷。

PLC診斷功能的強弱直接影響對操作人員和維修人員技術能力的要求,影響平均維修時間。

(6)處理速度

PLC工作在掃描模式。從實時性要求來說,處理速度要盡可能快。如果信號持續時間小於掃描時間,PLC將不會掃描信號,導致信號數據丟失。

處理速度與用戶程序的長度、CPU的處理速度和質量等有關。目前PLC觸點響應快,速度高,每條二進制指令的執行時間約為0.2~0.4Ls,可以滿足控制要求高,對應要求快的應用需求。掃描周期(處理器掃描周期)應滿足以下要求:小型PLC掃描時間不大於0.5 ms/k;大中型PLC的掃描時間不大於0.2 ms/k。

第四,車型的選擇

(壹)PLC的類型

PLC按結構分為整體式和模塊化兩種,按應用環境分現場安裝和控制室安裝;根據CPU的字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等等。從應用角度來說,通常可以根據控制功能或輸入輸出點來選擇。

集成PLC具有固定數量的I/O點,因此用戶幾乎沒有選擇余地,用於小型控制系統。模塊化PLC提供多種I/O卡或插卡,用戶可以合理選擇和配置控制系統中的I/O點數,功能擴展方便靈活。壹般用於大中型控制系統。

(2)輸入輸出模塊的選擇

輸入輸出模塊的選擇應考慮與應用要求的統壹性。比如對於輸入模塊,要考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應用需求。對於輸出模塊,應考慮輸出模塊的類型。通常繼電器輸出模塊具有價格低、電壓範圍寬、壽命短、響應時間長的特點。SCR輸出模塊適用於頻繁開關和低感性功率因數負載,但價格昂貴且過載能力差。輸出模塊還包括DC輸出、交流輸出和模擬輸出,應符合應用要求。

考慮是否有必要擴展機架或遠程I/O機架等。

(3)電源的選擇

除引進設備時應同時引進PLC外,PLC的電源應按產品說明書的要求進行設計和選擇。壹般PLC的電源應設計選用220VAC電源,與國內電網電壓壹致。在重要應用場合,應采用不間斷電源或穩壓電源供電。

如果PLC本身有可用的電源,應檢查提供的電流是否滿足應用要求,否則應設計外部電源。為了防止外部高壓電源因誤操作引入PLC,需要對輸入輸出信號進行隔離,有時可以用簡單的二極管或熔絲管進行隔離。

(4)記憶的選擇

由於計算機集成芯片技術的發展,存儲器的價格下降了。所以為了保證應用項目的正常運行,壹般要求PLC的內存容量,按照256個I/O點選擇至少8K內存。當需要復雜的控制功能時,應選擇容量更大、檔次更高的存儲器。

㈤冗余功能的選擇

1.控制單元的冗余

(1)重要的處理單元:CPU(包括內存)和電源應為1B1冗余。

(2)必要時還可以選擇PLC硬件和熱備組成的熱備冗余系統,2或3冗余的冗余容錯系統等。

2.輸入輸出接口單元的冗余

(1)控制回路的多點I/O卡應冗余配置。

(2)重要檢測點的多點I/O卡可以冗余配置。3)對於重要的I/O信號,可根據需要選擇2折或3折I/O接口單元。

(6)經濟考慮

輸入輸出點的數量對價格有直接影響。每增加壹張I/O卡都需要壹定的費用。點數增加到壹定值時,對應的內存容量、機架、主板等。也會相應增加。所以點數的增加會對CPU的選擇,內存容量,控制功能範圍等等產生影響。應充分考慮評估和選擇,使整個控制系統具有合理的性能價格比。

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