Lè w ap desine yon sistèm PLC (Programmable Logic Controller), premye etap la se defini estrateji kontwòl la; etap ki vin apre a enplike nan seleksyon an jeni nan pyès ki nan konpitè espesifik PLC. Karakteristik koule pwosesis la ak kondisyon aplikasyon espesifik yo sèvi kòm baz prensipal pou pwosesis seleksyon sa a. PLC a ak ekipman ki asosye li yo ta dwe entegre ak estanda, chwazi dapre prensip entegrasyon san pwoblèm nan sistèm kontwòl endistriyèl jeneral la ak fasilite ekspansyon fonksyonèl. Sistèm PLC chwazi a ta dwe yon solisyon ki gen matirite ak serye ak yon dosye pwouve nan operasyon siksè nan sektè endistriyèl ki enpòtan an. Anplis de sa, konfigirasyon pyès ki nan konpitè sistèm nan, kapasite lojisyèl, ak karakteristik fonksyonèl yo dwe matche ak echèl la nan etablisman an ak kondisyon espesifik kontwòl yo. Abitye ak PLC, tablo fonksyon, ak langaj pwogramasyon ki enpòtan yo ede diminye tan pwogramasyon anpil. Se poutèt sa, pandan seleksyon jeni ak estimasyon faz, li esansyèl pou fè yon analiz detaye sou karakteristik pwosesis yo ak kondisyon kontwòl; sa a enplike klèman defini travay yo kontwòl ak dimansyon, epi idantifye operasyon ki nesesè yo ak aksyon yo. Imedyatman-ki baze sou kondisyon kontwòl sa yo-yon moun ka estime kantite pwen D'/Sòti (I/O) ki nesesè yo ak kapasite memwa, epi detèmine fonksyon PLC ki nesesè yo ak espesifikasyon aparèy ekstèn yo. Finalman, objektif la se chwazi yon PLC ki ofri yon pri siperyè -rapò pèfòmans ak konsepsyon sistèm kontwòl ki koresponn lan.
Estimasyon pwen I/O
Lè w ap estime kantite pwen I/O, li enpòtan pou w enkòpore yon maj ki apwopriye. Tipikman, konte I/O estime a sòti lè w pran kantite pwen ki nesesè yo kalkile estatistik epi ajoute yon maj ekspansyon 10% a 20%. Lè w ap mete lòd aktyèl la, li ka nesesè pou awondi konte I/O estime pou aliman ak espesifikasyon pwodwi espesifik ak konfigirasyon modil manifakti PLC a ofri.
Kapasite memwa
"Kapasite memwa" refere a gwosè total inite depo pyès ki nan konpitè yo bay pa PLC a li menm, tandiske "kapasite pwogram" refere a pòsyon espesifik memwa sa a itilize pa pwogram aplikasyon itilizatè a. Kontinwe, kapasite pwogram nan toujou mwens pase oswa egal a kapasite memwa total la. Pandan faz konsepsyon an, depi pwogram aplikasyon itilizatè a poko te ekri, kapasite egzak pwogram lan rete enkoni epi yo ka detèmine sèlman apre pwogram lan te konplètman debogaj. Pou fasilite pwosesis seleksyon an lè yo bay yon estimasyon rezonab nan depo ki nesesè yo, yo anjeneral itilize kapasite total memwa kòm yon prokurasyon pou kapasite pwogram nan pandan faz konsepsyon an. Pa gen okenn fòmil fiks pou estime kapasite memwa ki nesesè yo; pandan ke divès fòmil parèt nan literati a, yo jeneralman swiv yon apwòch komen: kalkile 10 a 15 fwa kantite pwen I/O dijital, ajoute 100 fwa kantite pwen I/O analòg, epi sèvi ak sòm sa a kòm kantite total mo (kote yon mo egal 16 bit) pou memwa a. Anplis de sa, yo ta dwe konsidere yon maj sekirite ki ekivalan a 25% nan valè kalkile sa a.
Seleksyon Fonksyon Kontwòl
Pwosesis seleksyon sa a enplike nan chwazi karakteristik espesifik tankou fonksyon aritmetik, fonksyon kontwòl, kapasite kominikasyon, karakteristik pwogramasyon, zouti dyagnostik, ak vitès pwosesis.
1. Fonksyon aritmetik
Fonksyon aritmetik senp Programmable Logic Controllers (PLC) yo anjeneral gen ladan operasyon lojik debaz, distribisyon, ak fonksyon konte. PLC estanda yo elaji sou sa a pou enkli operasyon tankou chanjman done ak konparezon. Kapasite aritmetik ki pi konplèks yo enkli operasyon aljebrik ak fonksyon transfè done. PLC gwo -echèl plis enkòpore algoritm kontwòl PID analòg ak lòt fonksyon matematik avanse. Avèk avenman sistèm louvri, PLC modèn yo inivèsèl ekipe ak kapasite kominikasyon; pwodwi espesifik yo ka ofri kominikasyon ak aparèy ki pi ba-nivo, kominikasyon kanmarad{-a{-ak lòt PLCs, kominikasyon ak sistèm lame ki pi wo-nivo, oswa kapasite echanj done ak rezo plant-lajè oswa antrepriz. Lè w ap chwazi yon modèl pandan faz konsepsyon an, youn ta dwe baze chwa a sou kondisyon espesifik aplikasyon aktyèl la, chwazi sèlman fonksyon aritmetik ki vrèman nesesè. Nan pifò senaryo aplikasyon, operasyon lojik debaz, distribisyon, ak fonksyon konte sifi; kèk aplikasyon ka mande transfè done ak kapasite konparezon; pandan ke operasyon aljebrik, konvèsyon nimerik, ak algoritm kontwòl PID yo tipikman rezève pou aplikasyon ki enplike deteksyon ak kontwòl siyal analòg. Operasyon tankou dekodaj ak kodaj yo mande lè kapasite ekspozisyon done yo bezwen.
2. Fonksyon kontwòl
Fonksyon kontwòl yo enkli algorithm tankou kontwòl PID, feed-konpansasyon avanse, ak kontwòl rapò; fonksyon espesifik yo chwazi yo ta dwe detèmine ki baze sou egzijans kontwòl egzak aplikasyon an. Piske PLC yo fèt prensipalman pou kontwòl lojik sekans, travay kontwòl analòg nan pifò senaryo yo anjeneral okipe lè l sèvi avèk yon sèl -bouk oswa milti- kontwolè. Altènativman, modil espesyalize entèlijan I/O pafwa yo itilize pou egzekite fonksyon kontwòl espesifik-yon estrateji ki sèvi pou amelyore vitès pwosesis jeneral PLC a epi konsève kapasite memwa entèn yo. Men kèk egzanp modil espesyalize sa yo enkli inite kontwòl PID, kontè gwo-vitès, modil antre analòg ak konpansasyon vitès, ak inite konvèsyon ASCII.
3. Fonksyon Kominikasyon
Sistèm PLC mwayen--gwo-echèl yo ta dwe sipòte yon varyete de fieldbus ak pwotokòl kominikasyon estanda (tankou TCP/IP). Anplis de sa, lè aplikasyon an mande, sistèm sa yo ta dwe kapab etabli koneksyon ak rezo jesyon plant la (via TCP/IP). Pwotokòl kominikasyon yo dwe konfòme yo ak estanda kominikasyon ISO/IEEE epi yo dwe konstitye yon rezo kominikasyon ouvè.
Koòdone kominikasyon yo nan sistèm Programmable Logic Controller (PLC) la dwe gen ladan koòdone kominikasyon seri ak paralèl, pò kominikasyon RIO, koòdone DCS komen, ak tankou. Pou sistèm PLC mwayen-a-gwo-echèl, otobis kominikasyon yo (ki gen ladan aparèy koòdone ak kab) dwe konfigirasyon ak redondance 1:1; bis kominikasyon sa yo dwe konfòme yo ak estanda entènasyonal yo, ak ranje kominikasyon yo dwe satisfè kondisyon aktyèl yo nan etablisman espesifik la.
Nan rezo kominikasyon sistèm PLC a, to kominikasyon nivo siperyè -rezo a dwe depase 1 Mbps, epi chaj kominikasyon an pa dwe depase 60%. Fòm prensipal rezo kominikasyon pou sistèm PLC yo se jan sa a:
1) Yon PC aji kòm estasyon an mèt, pandan y ap plizyè PLC nan menm modèl la aji kòm estasyon esklav, fòme yon rezo PLC senp;
2) Yon sèl PLC aji kòm estasyon mèt la, pandan ke lòt PLC nan menm modèl la aji kòm estasyon esklav, fòme yon rezo PLC mèt-esklav;
3) Rezo PLC a konekte ak yon DCS gwo -echèl atravè yon koòdone rezo espesifik, ki fonksyone kòm yon sous-rezo nan DCS la;
4) Yon rezo PLC propriétaires (yon rezo kominikasyon espesifik pou pwodwi PLC yon manifakti patikilye).
Pou soulaje chaj travay kominikasyon sou CPU a-ak baze sou egzijans aktyèl yo nan konfigirasyon rezo a-prosesè kominikasyon ki ekipe ak divès kapasite kominikasyon (egzanp, pwen-a-pwen, fieldbus) ta dwe chwazi.
4. Fonksyon pwogramasyon
Offline Programming Mode: Nan mòd sa a, PLC a ak aparèy pwogramasyon an pataje yon sèl CPU. Lè aparèy pwogramasyon an nan "mòd pwogramasyon," CPU a dedye sèvis li yo sèlman nan aparèy pwogramasyon an epi li pa kontwole aparèy jaden yo. Yon fwa pwogramasyon an fini, aparèy pwogramasyon an chanje nan "mòd kouri," nan moman sa a CPU a rekòmanse kontwòl aparèy jaden yo, epi operasyon pwogramasyon yo pa ka fèt. Mòd pwogramasyon offline ka diminye depans sistèm yo, menm si li ka mwens pratik pou itilizasyon ak debogaj. Mòd pwogramasyon sou entènèt: Nan mòd sa a, CPU a ak aparèy pwogramasyon yo chak genyen pwòp CPU devwe yo. CPU lame a responsab pou operasyon kontwòl jaden ak echanj done ak aparèy pwogramasyon an nan yon sik eskanè sèl; aparèy pwogramasyon an transmèt done pwogram ki fèk kreye oswa modifye yo bay CPU lame a, ak nan sik eskanè ki vin apre a, CPU lame a egzekite lojik sistèm lan ki baze sou pwogram ki fèk resevwa a. Pandan ke mòd sa a gen plis pri, li ofri pi gwo konvenyans pou debogaj sistèm ak operasyon, epi li souvan adopte nan mwayen -a-gwo- sistèm PLC. Gen senk langaj pwogramasyon estanda: twa lang grafik-Grad Fonksyon Sekansyèl (SFC), Diagram Nechèl (LD), ak Dyagram Blòk Fonksyon (FBD)-ak de lang-ki baze sou tèks-Lis Enstriksyon (IL) ak Tèks Structure (ST). Lang pwogramasyon chwazi a ta dwe respekte estanda ki enpòtan an (IEC 61131-3); nplis de sa, li ta dwe sipòte plizyè fòm pwogramasyon altènatif-tankou C, Debaz, elatriye-pou satisfè egzijans kontwòl espesifik aplikasyon espesyalize yo.
5. Fonksyon dyagnostik
Kapasite dyagnostik yon Kontwolè lojik pwogramab (PLC) anglobe tou de dyagnostik pyès ki nan konpitè ak lojisyèl. Dyagnostik pyès ki nan konpitè yo itilize lojik ki baze sou pyès ki nan konpitè-pou detèmine kote defo pyès ki nan konpitè yo, alòske dyagnostik lojisyèl yo klase an dyagnostik entèn ak ekstèn. Dyagnostik entèn yo enplike itilizasyon lojisyèl pou evalye pèfòmans ak fonksyonalite entèn PLC a; dyagnostik ekstèn enplike lè l sèvi avèk lojisyèl pou evalye kapasite echanj done ant CPU PLC a ak konpozan ekstèn, tankou modil opinyon / pwodiksyon (I / O).
Fòs nan fonksyon dyagnostik yon PLC yo enfliyanse dirèkteman konpetans teknik ki nesesè nan pèsonèl operasyon ak antretyen, osi byen ke tan an mwayèn pou reparasyon (MTTR).
6. Vitès pwosesis
Kontwolè lojik pwogramab yo fonksyone ak yon mekanis ki baze sou eskanè-. Soti nan pèspektiv egzijans pèfòmans nan tan reyèl-, vitès pwosesis yo ta dwe pi vit ke posib; si dire a nan yon siyal opinyon pi kout pase tan eskanè PLC a, kontwolè a ka echwe pou detekte siyal la, sa ki lakòz pèt done.
Vitès pwosesis enfliyanse pa faktè tankou longè pwogram itilizatè a, pouvwa pwosesis CPU a, ak kalite lojisyèl an. PLC yo prezante tan repons rapid kontak ak gwo vitès operasyonèl, ak tan an ekzekisyon pou chak enstriksyon binè tipikman sòti nan 0.2 a 0.4 mikrosgond (µs); an konsekans, yo byen -adapte pou aplikasyon ki mande kontwòl sevè ak kapasite repons rapid. Sik eskanè a (tan eskanè processeur) ta dwe satisfè kritè sa yo: pou PLC ti -echèl, tan eskanè a pa ta dwe depase 0.5 ms pou chak 1,000 enstriksyon (0.5 ms/K); pou PLC mwayen-a-gwo-echèl, tan eskanè a pa ta dwe depase 0.2 ms pou chak 1,000 enstriksyon (0.2 ms/K).
Kalite kontwolè
Dapre estrikti fizik yo, PLC yo lajman klase nan de kategori: kalite entegral (monoblock) ak kalite modilè. Dapre anviwònman fonksyònman yo, yo klase yo an de kategori: inite ki monte sou jaden yo ak inite ki monte-chanm kontwòl-. Anplis de sa, dapre longè mo CPU yo, yo klase yo nan sistèm 1{-bit, 4-bit, 8-bit, 16-bit, 32-bit, ak 64-bit. Soti nan yon pèspektiv oryante aplikasyon -, yo tipikman chwazi PLC yo dapre fonksyon kontwòl espesifik yo oswa kantite pwen ki nesesè nan opinyon / pwodiksyon. Entegre-kalite Kontwolè lojik pwogramasyon (PLC) prezante yon kantite fiks pwen I/O; kidonk, itilizatè yo gen fleksibilite limite nan seleksyon yo, ki fè yo apwopriye pou sistèm kontwòl ti-echèl. Modilè-kalite PLC, Okontrè, ofri yon gran varyete kat I/O oswa modil plug-in, ki pèmèt itilizatè yo chwazi ak konfigirasyon rasyonèl kantite pwen I/O ki nesesè pou sistèm kontwòl yo. Modilarite sa a fasilite ekspansyon fonksyonèl pratik ak fleksib, fè yo jeneralman apwopriye pou sistèm kontwòl mwayen-gwo-echèl.
Kalite Antre / Sòti
Siyal Disrè (Kantite Chanjman): Sa yo prensipalman refere a antre disrè ak pwodiksyon disrè-espesyalman, kontak oksilyè ki asosye ak divès kalite aparèy. Egzanp yo enkli kontak oksilyè yon relè nan kontwolè tanperati transfòmatè a (ki chanje eta lè transfòmatè a surchof), kontak oksilyè switch kam valv la (ki chanje eta lè valv la ouvri oswa fèmen), kontak oksilyè yon kontaktè (ki chanje eta lè kontaktè a aktue), ak kontak oksilyè lè relè a chanje eta a. Siyal sa yo anjeneral transmèt nan yon PLC oswa yon aparèy pwoteksyon konplè. Se ekipman pou pouvwa a pou kontak sa yo jeneralman bay PLC a oswa aparèy pwoteksyon tèt li; piske kontak yo pa posede pwòp sous pouvwa entèn yo, yo refere yo kòm "kontak pasif" (oswa "kontak sèk"), epi yo klase kòm antre disrè nan kontèks PLC la oswa aparèy pwoteksyon.
1. Kantite dijital
Kantite fizik ki disrè-an tèm de tan ak grandè-yo refere yo kòm kantite dijital. Siyal ki reprezante kantite dijital sa yo rele siyal dijital. Sikui elektwonik ki fèt pou opere lè l sèvi avèk siyal dijital yo konnen kòm sikui dijital.
Pou egzanp: Lè yo itilize yon sikwi elektwonik pou konte kantite pwodiksyon pati ki soti nan yon liy pwodiksyon otomatik, yo voye yon siyal nan kous la pou chak pati livrezon, sa ki lakòz li anrejistre yon konte "1." Kontrèman, lè pa gen okenn pati yo te delivre, siyal la aplike nan kous la se "0." Kidonk, siyal ki reprezante kantite pati yo discontinu-tanporèlman ak quantitativement-fè li yon siyal dijital. Pi piti inite kantite nan kontèks sa a se yon sèl inite (1).
2. Kantite analòg
Kantite fizik ki kontinyèl-swa an tèm de tan oswa grandè-yo refere yo kòm kantite analòg. Siyal ki reprezante kantite analòg sa yo rele siyal analòg. Sikui elektwonik ki fèt pou opere lè l sèvi avèk siyal analòg yo konnen kòm sikui analòg.
Pou egzanp: pwodiksyon siyal vòltaj pa yon tèrmokapteur pandan operasyon an se yon siyal analòg. Piske tanperati a ke yo mezire pa ka sibi enstantane, so brid sou nenpòt sikonstans, siyal vòltaj ki kapab lakòz la se kontinyèl -tou de tanporèl ak quantitatively. Anplis de sa, chak valè espesifik siyal vòltaj sa a pran pandan pwosesis varyasyon kontinyèl li pote yon siyifikasyon fizik konkrè -savwa, li koresponn ak yon lekti tanperati espesifik. Prensip Konvèsyon
1. Yon Konvètè Digital-a-Analog (DAC) se yon sistèm ki konvèti siyal dijital an siyal analòg; sa a se tipikman reyalize atravè filtraj ki ba-pase. Siyal dijital la premye sibi dekodaj-ki vle di, kòd dijital yo konvèti nan nivo vòltaj korespondan yo fòme yon eskalye-tankou siyal-apre sa li sibi filtraj ki ba-pase.
Dapre siyal ak teyori sistèm, yo ka wè siyal dijital -tankou eskalye a kòm konvolusyon yon siyal enpilsyon ideyal-pran echantiyon ak yon siyal batman rektangilè. An konsekans, dapre Teyorèm Konvolusyon an, spectre siyal dijital la se pwodwi spectre siyal enpilsyon-pran echantiyon an ak spectre batman kè rektangilè a (ki rele fonksyon Sa a). Kidonk, lè w itilize resipwòk fonksyon Sa a pou konpansasyon espèk, yo ka refè siyal orijinal echantiyon an nan siyal dijital la. Anplis de sa, dapre Teyorèm Echantiyon an, aplike filtraj ideyal ki ba-pase nan spectre siyal echantiyon an bay spectre siyal analòg orijinal la.
Nan aplikasyon pratik, prensip teyorik sa yo pa aplike dirèkteman, kòm jenere siyal byen file, ideyal echantiyon se teknikman difisil. Se poutèt sa, de etap filtraj sa yo (konpansasyon fonksyon Sa-ak filtraj ideyal ki ba-pase) yo anjeneral konbine (kaskad). Anplis, depi karakteristik filtraj ideyal yo mande nan sistèm sa a se fizikman irealizabl, sistèm aktyèl yo ka sèlman bay yon apwoksimasyon nan pwosesis sa a.
2. Yon konvètè analog-a-dijital (ADC) se yon sistèm ki konvèti siyal analòg an siyal dijital; pwosesis sa a enplike filtraj, echantiyon ak kenbe, ak kodaj.
Siyal analòg la premye sibi filtraj -limite epi li pase nan yon echantiyon-ak-sikwi kenbe, kidonk li transfòme nan yon siyal ki tankou yon eskalye-. Imedyatman, siyal sa a pase nan yon ankode, ki konvèti chak nivo vòltaj diferan nan siyal la eskalye nan yon kòd binè korespondan.