西門子S7-200SMART模塊內(nèi)蒙古代理價(jià)格

PLC I/O模塊的選擇方法

    I/O部分的價(jià)格占PLC價(jià)格的一半以上。不同的I/O模塊，其電路和性能不同，它直接影響著PLC的應(yīng)用范圍和價(jià)格，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況合理選擇。

    1．輸入模塊的選擇

    輸入模塊的作用是接收現(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)，并將輸入的高電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部的低電平信號(hào)。

    輸入模塊的種類，按電壓分類有直流5V/12V/24V/48V/60V，交流115V/220V。按電路形式不同分為匯點(diǎn)輸入式和分隔輸入式兩種。

    選擇輸入模塊應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。

    · 電壓的選擇：應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與模塊之間的距離來(lái)考慮，一般5V、12V、24V屬低電平，其傳輸距離不宜太遠(yuǎn)。如SV模塊遠(yuǎn)不得超過(guò)10m，距離較遠(yuǎn)的設(shè)備應(yīng)選用較高電壓的模塊。

    ·同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)：高密度的輸入模塊，如32點(diǎn)、64點(diǎn)等，同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)與輸入電壓的高低及環(huán)境溫度有關(guān)，不宜過(guò)多。一般來(lái)講，同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不要超過(guò)輸入點(diǎn)數(shù)的60%。

    ·門檻電平：為了提高控制系統(tǒng)的可靠性，必須考慮門檻電子的大小。門檻電平越高，抗*力越強(qiáng)，傳輸距離也就越遠(yuǎn)。

    2．輸出模塊的選擇

    輸出模塊的作用是將PLC的輸出信號(hào)傳遞給外部負(fù)載，并將PLC內(nèi)部的低電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為外部所需電平的輸出信號(hào)。

    輸出模塊按輸出方式不同分為繼電器輸出型、晶體管輸出型、雙向可控硅輸出型等多種。此外，輸出電壓值和輸出電流值也各有不同。

    選擇輸出模塊應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。

    ·輸出方式：繼電器輸出型模板適用于驅(qū)動(dòng)較大電流負(fù)載，其價(jià)格較便宜，適用電壓范圍較寬，導(dǎo)通壓降小；但它屬于有觸點(diǎn)元件，其動(dòng)作速度較慢、壽命較短，因此適用于不頻繁通斷的負(fù)載；當(dāng)驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)，其大通斷頻率不得超過(guò)1Hz。對(duì)于繁頻通斷的低功率因數(shù)的電感負(fù)載，應(yīng)采用無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)元件，即選用晶體管輸出（直流輸出）或雙向可控硅輸出（交流輸出）。

    ·輸出電流：輸出模塊的輸出電流必須大于負(fù)載電流的額定值。用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際負(fù)載電流的大小選擇模塊的輸出電流。

    ·同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)：輸出模塊同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)的電流累計(jì)值必須小于公共端所允許通過(guò)的電流值。例如一個(gè)220V、2A的8點(diǎn)輸出模塊，每個(gè)點(diǎn)當(dāng)然可以通過(guò)2A的電流，但輸出公共端允許通過(guò)的電流不可能是2A×8=16A，通常要比這個(gè)值小得多。因此在選擇輸出模塊時(shí)也應(yīng)考慮同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)。一般來(lái)講，同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不要超過(guò)輸出點(diǎn)數(shù)的60%。

    3．電源模塊的選擇

    電源模塊的選擇比較簡(jiǎn)單：只需考慮輸出電流。電源模塊的額定輸出電流必須大于CPU模塊、I/O模塊、模塊等消耗電流的總和。
  PLC的容量指I/O點(diǎn)數(shù)和用戶存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量（字?jǐn)?shù)）兩方面的含義。在選擇PLC型號(hào)時(shí)不應(yīng)卣目追求過(guò)高的性能指標(biāo)，但是在I/O點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量方面除了要滿足控制系統(tǒng)要求外，還應(yīng)留有裕量，以做備用或系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)使用。

    1. I/O點(diǎn)數(shù)的確定

    PLC的I/O點(diǎn)數(shù)的確定以系統(tǒng)實(shí)際的輸入輸出點(diǎn)數(shù)為基礎(chǔ)確定。在I/O點(diǎn)數(shù)的確定時(shí)，應(yīng)留有適當(dāng)裕量。目前PLC的I/O點(diǎn)價(jià)格還較高，平均每點(diǎn)為100～120元人民幣。如果備用的I/O點(diǎn)的數(shù)量太多，就會(huì)使成本增加。因此，通常I/O點(diǎn)數(shù)可按實(shí)際需要的10%～15%考慮裕量。

    2．存儲(chǔ)器容量的確定

    通常，一條邏輯指令占存儲(chǔ)器一個(gè)字，計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等指令占存儲(chǔ)器兩個(gè)字。各種指令占存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)可查閱PLC產(chǎn)品使用手冊(cè)。在選擇存儲(chǔ)容量時(shí)，一般可按實(shí)際需要的25%～30%考慮裕量。

    存儲(chǔ)器容量的選擇有兩種方法。一種是根據(jù)編程實(shí)際使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)計(jì)算，這種方法可精確地計(jì)算出存儲(chǔ)器實(shí)際使用容量，缺點(diǎn)是要編完程序之后才能計(jì)算。常用的方法是估算法，用戶可根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的，按表4.1中給出的公式進(jìn)行估算。

    表4.1    PLC存儲(chǔ)容量的估算公式

    表中，DI表示數(shù)字（開關(guān)量）輸入信號(hào)數(shù)目；

    DO表示數(shù)字（開關(guān)量）輸出信號(hào)數(shù)目；

    AI表示模擬量輸入信號(hào)數(shù)目；

    Km表示每個(gè)節(jié)點(diǎn)所占存儲(chǔ)器字節(jié)數(shù)；

    M表示存儲(chǔ)器容量。

    例如：某控制系統(tǒng)有64個(gè)開關(guān)量輸入信號(hào)，48個(gè)數(shù)字輸出信號(hào)，4點(diǎn)模擬量輸入。假定一個(gè)節(jié)點(diǎn)占用一個(gè)存儲(chǔ)器字節(jié)，則該控制系統(tǒng)所需存儲(chǔ)器容量為：

    M=[(10×64) +(5×48)+(100×4)]=1280(字節(jié))

    按25%～30%的裕量，本例可選用1.5KB或2KB的存儲(chǔ)器為宜。
隨著PLC的推廣普及，PLC產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來(lái)越多。近年來(lái)，從國(guó)外引進(jìn)的PLC產(chǎn)品、國(guó)內(nèi)廠家組裝或自行開發(fā)的產(chǎn)品已有幾十個(gè)系列，上百種型號(hào)。PLC的品種繁多，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價(jià)格等各有不同，適用場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，合理選擇PLC對(duì)于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要作用。

    PLC的選擇應(yīng)包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等幾個(gè)方面，下面分別加以介紹。

    機(jī)型選擇的基本原則應(yīng)是在功能滿足要求的前提下，保證可靠、維護(hù)使用方便以及佳的性能價(jià)格比。具體應(yīng)考慮以下幾方面。

    1．結(jié)構(gòu)上合理，安裝要方便

    按照物理結(jié)構(gòu)，PLC分為整體式和模塊式。整體式的每- I/O點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，所以人們一般傾向于在小型控制系統(tǒng)中采用整體式PLC。但是模塊式PLC的功能擴(kuò)展方便靈活，I/O點(diǎn)數(shù)的多少、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、I/O模塊的種類和塊數(shù)、特殊I/O模塊的使用等方面的選擇余地都比整體式PLC大得多，維修時(shí)更換模塊、判斷故障范圍也很方便。因此，對(duì)于較復(fù)雜的和要求較高的系統(tǒng)一般應(yīng)選用模塊式PLC。

    根據(jù)PLC的安裝方式，控制系統(tǒng)分為集中式、遠(yuǎn)程I/O式和多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程I/O的硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低。大系統(tǒng)常用遠(yuǎn)程I/O式，因?yàn)樗鼈兊?/span>I/O裝置分布范圍很廣，遠(yuǎn)程I/O可以分散安裝在I/O裝置附近，I/O連線比集中式的短，但是需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程I/O電源。多臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺(tái)設(shè)備獨(dú)立控制和相互聯(lián)系，可以采用小型PLC，但是要附加通信模塊。

    2．功能上要相當(dāng)

    要考慮控制系統(tǒng)對(duì)PLC指令系統(tǒng)的要求。

    對(duì)于小型單臺(tái)、僅需要開關(guān)量控制的設(shè)備，一般的小型PLC都可以滿足要求，如果選用有增強(qiáng)型功能指令的PLC，就顯得有些大材小用了。

    對(duì)于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的工程項(xiàng)目，可選用帶A/D、D/A轉(zhuǎn)換，具有加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)。

    對(duì)于控制比較復(fù)雜，控制功能要求更高的工程項(xiàng)目，例如要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能時(shí)，可視控制規(guī)模及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔機(jī)。其中高檔機(jī)主要用于大規(guī)模過(guò)程控制、全PLC的分布式控制系統(tǒng)以及整個(gè)工廠的自動(dòng)化等。

    3．機(jī)型上應(yīng)統(tǒng)一

    對(duì)于一個(gè)企業(yè)，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量做到機(jī)型統(tǒng)一。因?yàn)橥粰C(jī)型的PLC，其模塊可互為備用，便于備用和備件的采購(gòu)與管理；其功能及編程方法統(tǒng)一，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)、技術(shù)水平的提高和功能的開發(fā)；其外部設(shè)備通用，資源可共享。

    同一機(jī)型PLC的另一個(gè)好處是，在使用上位計(jì)算機(jī)對(duì)PLC進(jìn)行管理和控制時(shí)，通信程序的編制比較方便。這樣，容易把控制各獨(dú)立系統(tǒng)的多臺(tái)PLC聯(lián)成1個(gè)多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，相互通信，集中管理，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)通信的優(yōu)勢(shì)。

    4．是否在線編程

    PLC的特點(diǎn)之一是使用靈活。當(dāng)被控設(shè)備的工藝過(guò)程改變時(shí)，只需用編程器重新修改程序，就能滿足新的控制要求，給生產(chǎn)帶來(lái)很大方便。

    PLC的編程分為離線編程和在線編程兩種。

    · 離線編程：其特點(diǎn)是PLC主機(jī)和編程器共用一個(gè)CPU，在編程器上有一個(gè)“編程／運(yùn)行”選擇開關(guān)或按鍵，選擇編程狀態(tài)時(shí)，CPU將失去對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制，只為編程器服務(wù)，這就是所謂“離線”編程。程序編好后，如選擇運(yùn)行狀態(tài)，CPU則去執(zhí)行程序而對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制，這時(shí)，CPU對(duì)編程指令將不作出響應(yīng)。此類PLC，由于編程器和主機(jī)共用一個(gè)CPU，因此節(jié)省了大量的硬件和軟件，編程器的價(jià)格也比較便宜。中、小型PLC多采用離線編程。

    ·在線編程：其特點(diǎn)是PLC主機(jī)和編程器各有一個(gè)CPU，編程器的CPU可以隨時(shí)處理由鍵盤輸入的各種編程指令。主機(jī)的CPU則是完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制，并在一個(gè)掃描周期的末尾和編程器通信，編程器把編好或改好的程序發(fā)送給主機(jī)，在下一個(gè)掃描周期主機(jī)將按照新送入的程序控制現(xiàn)場(chǎng)，這就是所謂“在線”編程。此類PLC，由于增加了硬件和軟件，所以價(jià)格貴，但應(yīng)用領(lǐng)域較寬。大型PLC多采用在線編程。

    是否在線編程，應(yīng)根據(jù)被控設(shè)備工藝要求的不同來(lái)選擇。對(duì)于產(chǎn)品定型的設(shè)備和工藝不常變動(dòng)的設(shè)備，應(yīng)選用離線編程的PLC;反之，可考慮選用在線編程的PLC。

    5．是否滿足響應(yīng)時(shí)間的要求

    由于現(xiàn)代PLC有足夠高的速度處理大量的I/O數(shù)據(jù)和解算梯形圖邏輯，因此對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)說(shuō)，PLC的響應(yīng)時(shí)間并不是主要的問(wèn)題。然而，對(duì)于某些個(gè)別的場(chǎng)合，則要求考慮PLC的響應(yīng)時(shí)間。

    響應(yīng)時(shí)間是指將相應(yīng)的外部輸入轉(zhuǎn)換為給定的輸出的總時(shí)間，它包括以下部分。

    ·輸入濾波器的延遲時(shí)間。

    ·I/O服務(wù)延遲時(shí)間。

    ·控制程序邏輯解算時(shí)間。

    ·輸出濾波器的延遲時(shí)間。

    PLC廠家一般給出了輸入電路和輸出電路的遲延時(shí)間和PLC的掃描速度，并作為技術(shù)指標(biāo)衡量機(jī)器性能，掃描速度一般在10ms/1KB左右。在前面曾經(jīng)分析過(guò)，由于掃描工作方式引起的延遲可達(dá)2～3個(gè)掃描周期。

    為了減少PLC的I/O響應(yīng)延遲時(shí)間，可以選用掃描速度高的PLC，使用高速I/O處理這一類的功能指令，或選用快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊。

    6．對(duì)聯(lián)網(wǎng)通信功能的要求

    近年來(lái)，工廠自動(dòng)化得到了迅速的發(fā)展，企業(yè)的可編程設(shè)備（如工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、PLC、機(jī)器人、柔性制造系統(tǒng)等）已經(jīng)很多，將不同廠家生產(chǎn)的這些設(shè)備連在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，互相之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，由企業(yè)集中管理，已經(jīng)是很多企業(yè)必須考慮的問(wèn)題。

    如果要將PLC納入工廠自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)選具有通信聯(lián)網(wǎng)功能的PLC。一般中型以上的PLC提供一個(gè)或一個(gè)以上的串行標(biāo)準(zhǔn)接口RS-232-C，以便連接打印機(jī)、CRT、上位計(jì)算機(jī)或其他PLC。

    7．其他特殊要求

    要考慮被控對(duì)象對(duì)于PID閉環(huán)控制、高速計(jì)數(shù)和運(yùn)動(dòng)控制等方面的特殊要求，可以選用有相應(yīng)特殊I/O模塊的PLC。對(duì)可靠性要求*的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余控制系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。

    有模擬量控制功能的PLC價(jià)格較高。對(duì)于單臺(tái)小型設(shè)備，可以考慮用模擬電路控制模擬量。對(duì)于精度要求不高的恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以用電接點(diǎn)溫度表和電接點(diǎn)壓力表這類傳感器提供上、下限開關(guān)量信號(hào)，將被控物理量控制在設(shè)定的范圍內(nèi)。

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