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PLC控制柜
PLC硬件選型
PLC的選型是工程技術(shù)人員根據(jù)前期項目分析和項目難點的預(yù)期來選擇合適PLC,主要依據(jù)以下原則。
一、先特殊后一般原則
根據(jù)工程經(jīng)驗,大多數(shù)工程項目中制約PLC選型的因素主要集中在幾個關(guān)鍵點上,所以應(yīng)遵循先特殊后一般的原則選擇PLC。
所謂特殊即項目有哪些特殊的控制要求,不同控制類型有著不同的首要制約因素。如順序控制中,CPU的程序容量和I/O點的擴(kuò)展能力為PLC選型的主要因素。過程控制中,則以控制模擬量的數(shù)量和模擬量的精度作為出發(fā)點進(jìn)行選型。在較為簡單的運動控制中,PLC需要接收來自現(xiàn)場編碼器送回的位置信號并相應(yīng)地發(fā)出一定頻率的脈沖來控制伺服電機,因此PLC處理數(shù)據(jù)的速度、輸入端接收高速脈沖的能力和輸出端高速脈沖的發(fā)送能力將成為PLC選型的首要因素。而在大型復(fù)合項目中,需使用不同的PLC組網(wǎng),因此PLC支持的網(wǎng)絡(luò)類型則成為PLC選型的首要因素。
工程技術(shù)人員需按照本項目的核心需求,將不同的控制要求按照從特殊到一般的順序進(jìn)行排列,如此選型將事半功倍,更可降低工程的整體難度。
二、由下至上原則
由下至上原則的目的是PLC選型的性價比。目前多數(shù)廠家的PLC產(chǎn)品分成多個系列。當(dāng)工程技術(shù)人員選型時,按照從特殊到一般的選型順序,從低款PLC開始,逐一對照性能參數(shù)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)不滿足要求時,考慮較高一款產(chǎn)品。以此類推,直至選取全部滿足要求的PLC型號。如若由上至下選型,則會使PLC功能浪費,造成大馬拉小車。
三、PLC開關(guān)量輸入/輸出單元的選擇
PLC的開關(guān)量輸入點是用來接受現(xiàn)場傳感器所輸入的電平信號,開關(guān)時輸出點的作用根據(jù)內(nèi)部的控制信號來驅(qū)動外部負(fù)載。
(1)開關(guān)量輸入端子的選擇。現(xiàn)在市面上PLC輸入點均為晶體管輸入,使用者只需要根據(jù)前期預(yù)估的輸入點數(shù)量選擇即可。但是這里需要注意,因PLC端接線類型不同,分別有NPN和PNP兩種輸入方式,其意義是輸入端是以低電平有效還是以高電平有效,一旦確定輸入端的接線類型,則需選用相同類型輸入的傳感器,即NPN和PNP型的傳感器不能共用一個PLC的輸入端子。
現(xiàn)在市面上PLC輸入端子多為直流24V的輸入電壓,如果需要其將他電壓規(guī)格的傳感器接入到PLC,需用繼電器做相應(yīng)的隔離,保證接入PLC輸入端的信號為直流24V電壓。
(2)開關(guān)量輸出端子的選擇。PLC開關(guān)量輸出點的類型主要為繼電器型輸出和晶體管輸出兩種。
1)繼電器輸出型。繼電器輸出負(fù)載能力好,能夠短時間承受較高過電壓和過電流,有較強的隔離作用。但是由于繼電器內(nèi)部為機械觸點,動作壽命有限,所以只能用于連接動作頻率較低且不需要高速脈沖輸出的場合。
2)晶體管輸出型。晶體管型輸出是以通過控制其內(nèi)部三級管的導(dǎo)通為手段,來達(dá)到控制輸出端子通斷目的,并且其內(nèi)部并沒有機械觸點結(jié)構(gòu),所以相比于繼電器輸出觸點,晶體管輸出觸點壽命長,動作頻率高,不易損壞,缺點為負(fù)載能力較差。
(3)開關(guān)量輸出端子選型的注意事項
類似于輸入端,晶體管輸出端子也分為NPN型和PNP型兩種。一旦型號確定則只能按照同種接線方式連接負(fù)載。
在實際應(yīng)用中,建議工程技術(shù)人員多選用晶體管輸出型PLC,并在輸出端使用繼電器連接外部負(fù)載,形成對于下游負(fù)載設(shè)備的電氣隔離,這樣的組合綜合了晶體管壽命長和繼電器負(fù)載能力強的優(yōu)點。如果現(xiàn)場出現(xiàn)電氣故障,PLC輸出端子將會因受到隔離繼電器保護(hù)而免受損壞,只需要更換損壞的繼電器即可。而一旦繼電器輸出型PLC端子損壞,將無法修復(fù)損壞端子。
四、先內(nèi)置后擴(kuò)展原則
隨著PLC的不斷更新?lián)Q代,特別是小型機功能的不斷增強,PLC單機已內(nèi)置了許多擴(kuò)展模塊的功能,如模擬量功能,通信功能等。因此,選型時盡可能選用內(nèi)置功能多的PLC,既降低了成本,又節(jié)省控制柜空間,更可以簡化設(shè)置和編程工作量。
五、PLC選型冗余量的把握
由于前期預(yù)估、現(xiàn)場施工改動和后期維護(hù)升級的需要,PLC選型需考慮一定的冗余量。主要考慮I/O點的數(shù)量,較小的工程控制在20%的冗余范圍;較大的工程控制在5%~10%。其它如模擬量,通信和總線功能的冗余問題,需工程技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場硬件配置靈活把握,如果控制功能均為PLC內(nèi)置的,則需更換高一級單機PLC;若控制功能是通過擴(kuò)展模塊實現(xiàn)的,則考慮冗余時僅需更新相應(yīng)模塊即可。