PLC选型举例[1]

设计与施工使用继电器控制逻辑完成一项控制工程，其设计、施工、调试必须依次进行，周期长，而且修改困难。工程越大，这一点就越突出。而用PLC完成一项控制工程，在系统设计完成以后，现场施工和控制逻辑的设计（包括梯形图和程序设计）可以同时进行，周期短，且调试和修改都很方便。可靠性和维护性继电器控制逻辑使用了大量的机械触头，连线也多。触头开闭时会受电弧的损坏，并有机械磨损，寿命短，因此可靠性和可维护性差。而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，它体积大、寿命长、可靠性高。PLC还配有自检和监督功能，能检查出自身的故障，并随时显示给操作人员，还能动态的监视控制程序的执行情况，为现场的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。虽然PLC比继电器控制有那么多的优点，可是PLC也有个缺点。PLC使用在中大规模集成电路，价格比较昂贵。不过也物有所值的，因为PLC可以实现那么多的功能。但机床上使用的一般都是微型的PLC，因此价格上相对来说还是比较便宜的PLC的选型的选型在满足控制要求的前提下，选型时应选择最佳的性能价格比，具体应考虑到：功能合理；PLC的处理速度应满足实时控制的要求；PLC应用系统结构合理、机型系列应统一；在线编程和离线编程的选择。[17]（1）I/O点数的估算根据功能说明书，可统计出PLC系统的开关量I/O点数及模拟量I/O通道数，以及开关量和模拟量的信号类型。应在统计后得出I/O总点数的基础上，增加10％～15％的裕量。选定的PLC机型的I/O能力极限值必须大于I/O点数估算值，并应尽量避免使PLC能力接近饱和，一般应留有30％左右的裕量。可根据表6-1进行估算。序号电气设备、元件输入点数输出点数I/O总点数1可逆运行的笼型电动机527254单向运行的笼型415345678910电动机单线圈电磁阀双线圈电磁阀按钮开关光电开关信号灯行程开关接近开关位置开关2312——11212————1——————35121112根据表6-1和第五章的设计可以估算出I/O点数2个可逆电动机；1个单向电动机；1个双线圈电磁阀；6个按钮；4个信号灯；7个行程开关；4个位置开关。可计算得I/O总点数7556474249因为I/O大于32小于256点，所以要选用小型PLC49×(130%)63.7；PLC机型的I/O点数一般大于63.7即可。（2）存储器容量估算：每个I/O点及有关功能器件占用的内存大致如下：(KB)＝（1～1.25)×（I×10＋DO×8＋AI/AO×100＋CP×300)/1024（6.1）(KB)(1~1.25)(21102882300)10241.01K对数字量进行估算，设CP=2。其中：DI为数字量输入总点数；DO为数字量输出总点数；AI/AO为模拟量I/O通道总数；CP为通信接口总数。（3）I/O模块的选择：开关量输入模块的选择；开关量输出模块的选择（4）输出方式的选择（5）输出电流的选择：模块的输出电流必须大于负载电流的额定值，如果负载电流较大，输出模块不能直接驱动，则应增加中间放大环节。（6）分配输入/输出点（7）安全回路的选择6.4SIMATICS7-300PLC根据以上要求还有根据本机床的所需要求，通过价格的比较，最后选用了SIMATICS7-300PLC。SIMATICS7系列的PLC都具有模块化、无排风扇结构和易于用户掌握等特点，使得S7系列PLC成为各种从小规模到中大规模应用的首选产品。该系统提出了完成各种55控制任务既方便有经济的解决方案。其中，S7-300由于系统的优良特性，近年来，被广泛使用于专用机床、纺织机械、包装机械、通用机械工程应用、控制系统、机床、楼宇自动化、电器制造工业及相关产业等诸多领域。S7-300提供了多种性能递增的CPU和丰富的且带有许多方便功能的I/O扩展模块，各种功能模块可以非常好地满足和适应自动控制任务，使用户可以完全根据实际应用选择合适的模块，而且当控制任务增加并且愈加复杂时，可随时附加模块对PLC进行扩展，系统扩展灵活。SIMATICS7-300的大量功能能够支持和帮助用户进行编程、启动和维护，主要功能如下：(1)高速的指令处理：0.1～0.6us的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。(2)人机界面(HMI)：方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，因此人机对话的编程要求大大减少。(3)诊断功能：CPU的智能化的诊断系统可连续监控系统的功能是否正常，记录错误和特殊系统事件。(4)口令保护：操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式。这样就可防止非法删除或改写用户程序。图6.1SIMATICS7-300SIMATICS7-3