Как согласовать программируемую логическую систему управления

Базовая структура Сущность программируемого логического контроллера — это компьютер, предназначенный для промышленного управления. Его аппаратная структура в основном такая же, как у микрокомпьютера. Базовая структура: 1. Источник питания Питание программируемого логического контроллера играет очень важную роль во всей системе. Без хорошей и надежной системы электроснабжения он не сможет работать должным образом. Поэтому производитель программируемого логического контроллера также уделяет большое внимание проектированию и изготовлению источника питания. Как правило, колебания напряжения переменного тока находятся в пределах +10% (+15%), и ПЛК можно напрямую подключить к сети переменного тока, не принимая других мер. 2. Центральный процессор (ЦП). Центральный процессор (ЦП) является центром управления программируемого логического контроллера. Он получает и сохраняет программу пользователя и данные, введенные от программатора в соответствии с функциями, назначенными системной программой программируемого логического контроллера; проверяет состояние источника питания, памяти, ввода-вывода и таймера предупреждений, а также может диагностировать синтаксические ошибки в пользовательской программе. Когда программируемый логический контроллер вводится в эксплуатацию, он сначала получает состояние и данные каждого устройства ввода на месте в режиме сканирования и сохраняет их в области изображения ввода-вывода соответственно, а затем считывает программу пользователя из программы пользователя. памяти один за другим, и после интерпретации команды результаты логической или арифметической операции отправляются в область изображения ввода-вывода или регистр данных в соответствии с инструкциями. После выполнения всех пользовательских программ состояние вывода области изображения ввода-вывода или данные в выходном регистре наконец передаются на соответствующее устройство вывода, и цикл выполняется до остановки. Чтобы еще больше повысить надежность ПЛК, большие ПЛК также оснащаются двумя ЦП для формирования резервной системы или системы голосования с тремя ЦП, так что даже в случае выхода из строя ЦП вся система может работать нормально. 3. Память Память, в которой хранится системное программное обеспечение, называется памятью системных программ. Память, в которой хранится прикладное программное обеспечение, называется памятью пользовательских программ. 4. Схема входного и выходного интерфейса. 4.1. Схема интерфейса полевого ввода состоит из схемы оптической связи и схемы входного интерфейса микрокомпьютера и служит входным каналом интерфейса между программируемым логическим контроллером и устройством управления полем. 4.2. Схема интерфейса полевого выхода интегрирована с регистром выходных данных, схемой выбора и схемой запроса прерывания, а программируемый логический контроллер выводит соответствующий управляющий сигнал на компонент полевого выполнения через схему интерфейса полевого выхода. 5. Функциональные модули Такие как подсчет, позиционирование и другие функциональные модули. 6. Модуль связи  Выбор ПЛК и анализ ситуации При выборе ПЛК следует детально проанализировать характеристики процесса и требования к управлению, уточнить задачи и объем управления, определить необходимые операции и действия, а затем оценить количество точек ввода и вывода, требуемый объем памяти и определять функции ПЛК и характеристики внешних устройств на основе требований управления. Наконец, выберите ПЛК с более высоким соотношением производительности и цены и разработайте соответствующую систему управления. Ниже мы подробно опишем моменты, на которые следует обратить внимание при выборе ПЛК: 1. Оценка точек ввода и вывода (I/O)При оценке количества точек ввода-вывода следует учитывать соответствующий запас. Обычно, исходя из статистического количества точек ввода и вывода, в качестве оценочных данных для количества точек ввода и вывода добавляется расширяемая маржа от 10% до 20%. 2. Оценка объема памяти; Емкость памяти — это размер аппаратной единицы хранения, которую может предоставить сам программируемый контроллер, а емкость программы — это размер единицы хранения, используемой проектом пользовательского приложения в памяти, поэтому емкость программы меньше емкости памяти. Чтобы иметь определенную оценку емкости программы во время проектирования и выбора, в качестве замены обычно используется оценка емкости памяти. Вообще говоря, это в 10–15 раз больше количества цифровых точек ввода-вывода плюс в 100 раз больше количества аналоговых точек ввода-вывода, и это число представляет собой общее количество слов в памяти (16 бит — одно слово). и еще 25% от этого количества считается маржой.3. Выбор функций управления; этот выбор включает в себя выбор таких характеристик, как функция расчета, функция управления, функция связи, функция программирования, функция диагностики и скорость обработки. (1) Функция эксплуатации; рабочая функция простого ПЛК включает в себя логическую операцию, функцию синхронизации и подсчета; функция работы обычного ПЛК также включает в себя сдвиг данных, сравнение и другие функции работы; более сложные рабочие функции включают алгебраические операции, передачу данных и т. д.; Большой ПЛК также имеет аналоговый ПИД-регулятор и другие расширенные рабочие функции. С появлением открытых систем ПЛК теперь обладают коммуникационными функциями. Некоторые продукты имеют связь с нижними компьютерами, некоторые продукты имеют связь с тем же компьютером или верхним компьютером, а некоторые продукты также имеют функцию передачи данных с заводской или корпоративной сетью. При проектировании и выборе мы должны исходить из требований реального применения и разумно выбирать необходимые рабочие функции. В большинстве приложений необходимы только логические операции, а также функции синхронизации и счета. Некоторые приложения требуют передачи и сравнения данных. При аналоговом обнаружении и управлении используются алгебраические операции, числовые преобразования и ПИД-операции. Для отображения данных необходимы операции декодирования и кодирования. (2) Функции управления: Функции управления включают операции ПИД-регулирования, операции управления с упреждающей компенсацией, операции регулирования соотношения и т. д., которые должны определяться в соответствии с требованиями управления. ПЛК в основном используется для последовательного логического управления. Поэтому в большинстве случаев для решения аналогового управления часто используются одноконтурные или многоконтурные контроллеры. Иногда специальные интеллектуальные блоки ввода и вывода также используются для выполнения необходимых функций управления, повышения скорости обработки ПЛК и экономии объема памяти. Например, используются блоки ПИД-управления, высокоскоростные счетчики, аналоговые блоки с компенсацией скорости, блоки преобразования кода ASC и т. д. (3) Функция связи. Системы ПЛК крупного и среднего размера должны поддерживать различные полевые шины и стандартные протоколы связи (например, TCP/IP) и при необходимости иметь возможность подключения к сети управления предприятием (TCP/IP). Протокол связи должен соответствовать стандартам связи ISO/IEEE и должен представлять собой открытую сеть связи. Интерфейс связи системы ПЛК должен включать последовательный и параллельный интерфейсы связи (RS 232C/422A/485), коммуникационный порт RIO, промышленный Ethernet, общий интерфейс РСУ и т. д.; Основными формами сети связи системы ПЛК являются следующие: 1) ПК является главной станцией, а несколько ПЛК одной модели являются подчиненными станциями, образуя простую сеть ПЛК; 2) 1 ПЛК является ведущей станцией, а остальные ПЛК той же модели являются ведомыми станциями, образуя сеть ПЛК «главный-подчиненный»; 3) Сеть ПЛК подключается к большой РСУ как подсеть РСУ через специальный сетевой интерфейс; 4) Выделенная сеть ПЛК (выделенная сеть связи ПЛК каждого производителя). Чтобы уменьшить задачу связи ЦП, в соответствии с фактическими потребностями структуры сети следует выбирать коммуникационные процессоры с различными функциями связи (такими как двухточечная связь, полевая шина, промышленный Ethernet). (4) функция программирования; Автономный режим программирования: ПЛК и программатор используют один процессор. Когда программатор находится в режиме программирования, ЦП только предоставляет услуги программисту и не управляет полевым оборудованием. После завершения программирования программатор переходит в рабочий режим, а ЦП управляет полевым оборудованием и не подлежит программированию. Автономное программирование может снизить затраты на систему, но его неудобно использовать и отлаживать. Режим онлайн-программирования: ЦП и программатор имеют свои собственные ЦП. Центральный процессор отвечает за управление полем и обменивается данными с программатором в рамках цикла сканирования. Программист отправляет онлайн-скомпилированную программу или данные на хост. В следующем цикле сканирования хост работает согласно вновь полученной программе. Этот метод более дорогой, но отладка и эксплуатация системы удобны, и его часто используют в ПЛК больших и средних размеров. (5) Функция диагностикиДиагностическая функция ПЛК включает диагностику аппаратного и программного обеспечения. Диагностика оборудования определяет место неисправности оборудования посредством логической оценки аппаратного обеспечения, а диагностика программного обеспечения делится на внутреннюю диагностику и внешнюю диагностику. Диагностика внутренней производительности и функций ПЛК с помощью программного обеспечения является внутренней диагностикой, а диагностика функции обмена информацией между ЦП ПЛК и внешними компонентами ввода и вывода с помощью программного обеспечения — внешней диагностикой.Сила диагностической функции ПЛК напрямую влияет на технические возможности операторов и обслуживающего персонала, а также на среднее время ремонта. (6) Скорость обработкиПЛК работает в режиме сканирования. С точки зрения требований реального времени скорость обработки должна быть максимально высокой. Если длительность сигнала меньше времени сканирования, ПЛК не сможет сканировать сигнал, что приведет к потере данных сигнала. Скорость обработки зависит от длины пользовательской программы, скорости обработки ЦП, качества программного обеспечения и т. д. В настоящее время контакты ПЛК имеют быстрый отклик и высокую скорость. Время выполнения каждой двоичной инструкции составляет от 0,2 до 0,4L, поэтому ее можно адаптировать к потребностям приложения с высокими требованиями к управлению и быстрому реагированию. Цикл сканирования (цикл сканирования процессора) должен отвечать следующим требованиям: время сканирования небольших ПЛК не более 0,5 мс/К; время сканирования ПЛК большого и среднего размера не более 0,2 мс/К. 4. Выбор модели （1） Типы ПЛКПЛК делится на две категории в зависимости от структуры: интегрального типа и модульного типа. Он разделен на две категории в зависимости от среды применения: установка на месте и установка в диспетчерской. Он делится на 1 бит, 4 бита, 8 бит, 16 бит, 32 бита, 64 бита и т. д. в зависимости от длины слова процессора. С точки зрения приложения его обычно можно выбрать в соответствии с функцией управления или точками входа и выхода. Точки ввода-вывода встроенного ПЛК фиксированы, поэтому у пользователей меньше возможностей для выбора, и они используются в небольших системах управления; Модульный ПЛК предоставляет множество плат ввода-вывода или сменных плат, поэтому пользователи могут разумно выбирать и настраивать точки ввода-вывода системы управления. Расширение функций удобно и гибко и обычно используется в крупных и средних системах управления. (2) Выбор модулей ввода и вывода; Выбор модулей ввода и вывода должен соответствовать требованиям приложения. Например, для входных модулей следует учитывать требования приложения, такие как уровень сигнала, расстояние передачи сигнала, изоляция сигнала и метод подачи сигнала. Для модулей вывода следует учитывать тип выбранного модуля вывода. Как правило, модули релейных выходов характеризуются низкой ценой, широким диапазоном напряжения, коротким сроком службы и длительным временем отклика; Тиристорные выходные модули подходят для частого переключения и индуктивной нагрузки с низким коэффициентом мощности, но они более дороги и имеют низкую перегрузочную способность. Модули вывода также имеют выход постоянного тока, выход переменного тока и аналоговый выход, которые должны соответствовать требованиям приложения. В соответствии с требованиями приложения можно разумно выбрать интеллектуальные модули ввода и вывода, чтобы улучшить уровень управления и снизить затраты на приложение. Подумайте, нужна ли стойка расширения или стойка удаленного ввода-вывода. (3) Выбор источника питанияИсточник питания ПЛК, помимо проектирования и выбора ПЛК в соответствии с требованиями руководства по продукту при вводе оборудования, источник питания ПЛК должен быть спроектирован и выбран в соответствии с требованиями руководства по продукту. Как правило, источник питания ПЛК должен быть спроектирован и выбран с напряжением 220 В переменного тока, которое соответствует напряжению внутренней электросети. Для важных приложений следует использовать источник бесперебойного питания или источник питания со стабилизацией напряжения. Если сам ПЛК имеет пригодный к использованию источник питания, следует проверить, соответствует ли подаваемый ток требованиям приложения, в противном случае следует спроектировать внешний источник питания. Чтобы предотвратить попадание внешнего высоковольтного источника питания в ПЛК из-за неправильной работы, необходимо изолировать входные и выходные сигналы, а иногда для изоляции можно использовать простой диод или плавкую трубку. (4) Выбор памяти. Благодаря развитию технологии компьютерных интегрированных микросхем цена памяти снизилась. Таким образом, чтобы обеспечить нормальную работу проекта приложения, объем памяти ПЛК обычно должен составлять не менее 8 КБ в соответствии с 256 точками ввода-вывода. Если требуются сложные функции управления, следует выбирать память большей емкости и более высокого качества. (5) Экономические соображенияПри выборе ПЛК следует учитывать соотношение производительности и цены. При рассмотрении экономической эффективности вам также следует учитывать такие факторы, как масштабируемость, работоспособность и соотношение ввода-вывода приложения, проводить сравнения и учитывать их и, наконец, выбирать более удовлетворительный продукт.Количество точек входа и выхода оказывает прямое влияние на цену. Каждая дополнительная карта ввода и вывода увеличит стоимость. Когда количество точек увеличивается до определенного значения, соответственно увеличивается и соответствующий объем памяти, стойки, материнской платы и т. д. Таким образом, увеличение количества точек влияет на выбор ЦП, объема памяти, диапазона функций управления и т. д. Это следует полностью учитывать во время оценки и выбора, чтобы вся система управления имела более разумную производительность и цену. соотношение.