該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。
一、運算功能
簡單PLC的運算功能包括邏輯運算、計時和計數(shù)功能;普通PLC的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運算功能;較復(fù)雜運算功能有代數(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等;
大型 PLC中還有模擬量的PID運算和其他高級運算功能。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn),目前在PLC中都已具有通信功能,有些產(chǎn)品具有與下位機的通信,有些產(chǎn)品具有與同位機或上位機的通信,有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計選型時應(yīng)從實際應(yīng)用的要求出發(fā),合理選用所需的運算功能。
大多數(shù)應(yīng)用場合,只需要邏輯運算和計時計數(shù)功能,有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較,當(dāng)用于模擬量檢測和控制時,才使用代數(shù)運算,數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運算等。還有的要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運算。
二、控制功能
控制功能包括PID控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等,應(yīng)根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制,因此,大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制,有時也采用專用的智能輸入輸出微信公眾號PLC工程師能拿資料能漲知識能提技能單元完成所需的控制功能,提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。例如采用PID控制單元、高速計數(shù)器、帶速度補償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。
三、通信功能
大中型PLC系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議(如TCP/IP),需要時應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)(TCP/IP)相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。
PLC系統(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口(RS2232C/422A/423/485)、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用dcs接口等;大中型PLC通信總線(含接口設(shè)備和電纜)應(yīng)1:1冗余配置,通信總線應(yīng)符合國際標(biāo)準(zhǔn),通信距離應(yīng)滿足裝置實際要求。
PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中,上級的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps,通信負荷不大于60%。PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式:
1)PC為主站,多臺同型號PLC為從站,組成簡易PLC網(wǎng)絡(luò);
2)1臺PLC為主站,其他同型號PLC為從站,構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡(luò);
3)PLC網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng);
4)專用PLC網(wǎng)絡(luò)(各廠商的專用PLC通信網(wǎng)絡(luò))。
PLC為減輕CPU通信任務(wù),根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實際需要,應(yīng)選擇具有不同通信功能的(如點對點、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng))通信處理器。
四、編程功能
離線編程方式:PLC和編程器公用一個CPU,編程器在編程模式時,CPU只為編程器提供服務(wù),不對現(xiàn)場設(shè)備進行控制。完成編程后,編程器切換到運行模式,CPU對現(xiàn)場設(shè)備進行控制,不能進行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本,但使用和調(diào)試不方便。
在線編程方式:CPU和編程器有各自的CPU,主機 CPU負責(zé)現(xiàn)場控制,并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進行數(shù)據(jù)交換,編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機,下一掃描周期,主機就根據(jù)新收到的程序運行。這種方式成本較高,但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便,在大中型PLC中常采用。
五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語言:順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD)、功能模塊圖(FBD)三種圖形化語言和語句表(IL)、結(jié)構(gòu)文本(ST)兩種文本語言。
選用的編程語言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)(IEC6113123),同時還應(yīng)支持多種語言編程形式,如C、Basic、Pascal等,以滿足特殊控制場合的控制要求。
五、診斷功能
PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置,軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對PLC內(nèi)部的性能和功能進行診斷是內(nèi)診斷,通過軟件對PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷。
PLC的診斷功能的強弱,直接影響對操作和維護人員技術(shù)能力的要求,并影響平均維修時間。
六、處理速度
PLC采用掃描方式工作。從實時性要求來看,處理速度應(yīng)越快越好,如果信號持續(xù)時間小于掃描時間,則PLC將掃描不到該信號,造成信號數(shù)據(jù)的丟失。
處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。目前,PLC接點的響應(yīng)快、速度高,每條二進制指令執(zhí)行時間約0.2~0.4μs,因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。掃描周期(處理器掃描周期)應(yīng)滿足:小型PLC的掃描時間不大于0.5ms/K;大中型PLC的掃描時間不大于 0.2ms/K