西門子6ES75317QD000AB0輸入輸出模塊

控制系統(tǒng)中選擇PLC的一般方法

關(guān)鍵詞：PLC I/O 選擇 開關(guān)量 模擬量 數(shù)字量

隨著ＰＬＣ的推廣普及，ＰＬＣ產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來越多，而且功能也日趨完善。近年來，從美國、日本、德國等國引進(jìn)的ＰＬＣ產(chǎn)品及國內(nèi)廠家組裝或自行開發(fā)的產(chǎn)品已有幾十個系列、上百種型號。ＰＬＣ的品種繁多，其結(jié)構(gòu)型式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價格等各不相同，適用場合也各有側(cè)重。因此，合理選擇ＰＬＣ，對于提高ＰＬＣ在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用起著重要作用。

１　機(jī)型的選擇

ＰＬＣ機(jī)型選擇的基本原則是，在功能滿足要求的前提下，選擇可靠、維護(hù)使用方便以及性能價格比的優(yōu)化機(jī)型。

在工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好（維修量較?。┑膱龊?，建議選用整體式結(jié)構(gòu)的ＰＬＣ；其它情況則好選用模塊式結(jié)構(gòu)的ＰＬＣ。

對于開關(guān)量控制以及以開關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項目中，一般其控制速度無須考慮，因此，選用帶Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換、Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換、加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)就能滿足要求。

而在控制比較復(fù)雜，控制功能要求比較高的工程項目中（如要實現(xiàn)ＰＩＤ運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等），可視控制規(guī)模及復(fù)雜程度來選用中檔或高檔機(jī)。其中高檔機(jī)主要用于大規(guī)模過程控制、全ＰＬＣ的分布式控制系統(tǒng)以及整個工廠的自動化等。根據(jù)不同的應(yīng)用對象，表１列出了ＰＬＣ的幾種功能選擇。

輸入／輸出的選擇

ＰＬＣ是一種工業(yè)控制系統(tǒng)，它的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程，工作環(huán)境是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。它與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過Ｉ／Ｏ接口模塊來實現(xiàn)的。

通過Ｉ／Ｏ接口模塊可以檢測被控生產(chǎn)過程的各種參數(shù)，并以這些現(xiàn)場數(shù)據(jù)作為控制信息對被控對象進(jìn)行控制。同時通過Ｉ／Ｏ接口模塊將控制器的處理結(jié)果送給被控設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程，從而驅(qū)動各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)控制。ＰＬＣ從現(xiàn)場收集的信息及輸出給外部設(shè)備的控制信號都需經(jīng)過一定距離，為了確保這些信息的正確無誤，ＰＬＣ的Ｉ／Ｏ接口模塊都具有較好的抗*力。根據(jù)實際需要，一般情況下，ＰＬＣ都有許多Ｉ／Ｏ接口模塊，包括開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊以及其它一些特殊模塊，使用時應(yīng)根據(jù)它們的特點進(jìn)行選擇。

２．１ 確定Ｉ／Ｏ點數(shù)

根據(jù)控制系統(tǒng)的要求確定所需要的Ｉ／Ｏ點數(shù)時應(yīng)再增加１０％～２０％的備用量，以便隨時增加控制功能。對于一個控制對象，由于采用的控制方法不同或編程水平不同，Ｉ／Ｏ點數(shù)也應(yīng)有所不同。

表２列出了典型傳動設(shè)備及常用電氣元件所需的開關(guān)量的Ｉ／Ｏ點數(shù)。

開關(guān)量輸入／輸出

通過標(biāo)準(zhǔn)的輸入／輸出接口可從傳感器和開關(guān)（如按鈕、限位開關(guān)等）及控制（開／關(guān)）設(shè)備（如指示燈、報好器、電動機(jī)起動器等）接收信號。典型的交流輸入／輸出信號為２４～２４０Ｖ，直流輸入／輸出信號為５～２４０Ｖ。

盡管輸入電路因制造廠家不同而不同，但有些特性是相同的。如用于錯誤信號的抖動電路；免于較大瞬態(tài)過電壓的浪涌保護(hù)電路等。此外，大多數(shù)輸入電路在高壓電源輸入和接口電路的控制邏輯部分之間都設(shè)有可選的隔離電路。

在評估離散輸出時，應(yīng)考慮熔絲、瞬時浪涌保護(hù)和電源與邏輯電路間的隔離電路。熔絲電路也許在開始時花費較多，但可能比在外部安裝熔絲耗資要少。

２．３ 模擬量輸入／輸出

模擬量輸入／輸出接口一般用來感知傳感器產(chǎn)生的信號。這些接口可用于測量流量、溫度和壓力，并可用于控制電壓或電流輸出設(shè)備。這些接口的典型量程為－１０～＋１０Ｖ、０～＋１０Ｖ、４～２０ｍＡ或１０～５０ｍＡ。

一些制造廠家在ＰＬＣ上設(shè)計有特殊模擬接口，因而可接收低電平信號如ＲＴＤ、熱電偶等　。一般來說，這類接口模塊可用于接收同一模塊上不同類型的熱電偶或ＲＴＤ混合信號。

２．４ 特殊功能輸人／輸出

在選擇一臺ＰＬＣ時，用戶可能會面臨一些特殊類型且不能用標(biāo)準(zhǔn)Ｉ／Ｏ實現(xiàn)的Ｉ／Ｏ限定如定位、快速輸入、頻率等　。此時用戶應(yīng)當(dāng)考慮供銷廠商是否提供有特殊的有助于大限度減小控制作用的模塊。有些特殊接口模塊自身能處理一部分現(xiàn)場數(shù)據(jù)，從而使ＣＰＵ從耗時的任務(wù)處理中解脫出來。

２．５ 智能式輸入／輸出

當(dāng)前，ＰＬＣ的生產(chǎn)廠家相繼推出了一些智能式的輸入／輸出模塊。一般智能式輸入／輸出模塊本身帶有處理器，可對輸入或輸出信號作預(yù)先規(guī)定的處理，并將處理結(jié)果送入ＣＰＵ或直接輸出，這樣可提高ＰＬＣ的處理速度并節(jié)省存儲器的容量。

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