西門子通訊卡A5E00369843          西門子通訊卡A5E00369843

潯之漫 智控技術(shù)有限公司  上海詩慕自動(dòng)化設(shè)備有限公司
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優(yōu)點(diǎn)

PLC 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 ． PLC 型號(hào)的選擇

在作出系統(tǒng)控制方案的決策之前，要詳細(xì)了解被控對(duì)象的控制要求,，從而決定是否選用 PLC 進(jìn)行控制,。

在控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系較復(fù)雜（需要大量中間繼電器、時(shí)間繼電器,、計(jì)數(shù)器等）,、工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁、需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和信息管理（有數(shù)據(jù)運(yùn)算,、模擬量的控制,、 PID 調(diào)節(jié)等）、系統(tǒng)要求有較高的可靠性和穩(wěn)定性,、準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化聯(lián)網(wǎng)等情況下,，使用 PLC 控制是很必要的。

目前,，國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產(chǎn)品,，使用戶眼花繚亂、無所適從,。所以全面權(quán)衡利弊,、合理地選擇機(jī)型才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的。一般選擇機(jī)型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨,，不要盲目貪大求全,，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費(fèi)。機(jī)型的選擇可從以下幾個(gè)方面來考慮,。

（ 1 ）對(duì)輸入 / 輸出點(diǎn)的選擇

盲目選擇點(diǎn)數(shù)多的機(jī)型會(huì)造成一定浪費(fèi),。

要先弄清除控制系統(tǒng)的 I/O 總點(diǎn)數(shù)，再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的 15 ～ 20 ％留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需 PLC 的點(diǎn)數(shù),。

另外要注意,，一些高密度輸入點(diǎn)的模塊對(duì)同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)有限制，一般同時(shí)接通的輸入點(diǎn)不得超過總輸入點(diǎn)的 60 ％,； PLC 每個(gè)輸出點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力（ A/ 點(diǎn)）也是有限的,，有的 PLC 其每點(diǎn)輸出電流的大小還隨所加負(fù)載電壓的不同而異；一般 PLC 的允許輸出電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等,。在選型時(shí)要考慮這些問題,。

PLC 的輸出點(diǎn)可分為共點(diǎn)式、分組式和隔離式幾種接法,。隔離式的各組輸出點(diǎn)之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級(jí),，但這種 PLC 平均每點(diǎn)的價(jià)格較高。如果輸出信號(hào)之間不需要隔離，則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的 PLC ,。

（ 2 ）對(duì)存儲(chǔ)容量的選擇

對(duì)用戶存儲(chǔ)容量只能作粗略的估算,。在僅對(duì)開關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)中，可以用輸入總點(diǎn)數(shù)乘 10 字 / 點(diǎn)＋輸出總點(diǎn)數(shù)乘 5 字 / 點(diǎn)來估算,；計(jì)數(shù)器/ 定時(shí)器按（ 3 ～ 5 ）字 / 個(gè)估算,；有運(yùn)算處理時(shí)按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模擬量輸入 / 輸出的系統(tǒng)中,，可以按每輸入 / （或輸出）一路模擬量約需（ 80 ～ 100 ）字左右的存儲(chǔ)容量來估算,；有通信處理時(shí)按每個(gè)接口 200 字以上的數(shù)量粗略估算。后,，一般按估算容量的50 ～ 100 ％留有裕量,。對(duì)缺乏經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者，選擇容量時(shí)留有裕量要大些,。

（ 3 ）對(duì) I/O 響應(yīng)時(shí)間的選擇

PLC 的 I/O 響應(yīng)時(shí)間包括輸入電路延遲,、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時(shí)間延遲（一般在 2 ～ 3 個(gè)掃描周期）等。對(duì)開關(guān)量控制的系統(tǒng),，PLC 和 I/O 響應(yīng)時(shí)間一般都能滿足實(shí)際工程的要求,，可不必考慮 I/O 響應(yīng)問題。但對(duì)模擬量控制的系統(tǒng),、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個(gè)問題,。

（ 4 ）根據(jù)輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型

不同的負(fù)載對(duì) PLC 的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如,，頻繁通斷的感性負(fù)載,，應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型的，而不應(yīng)選用繼電器輸出型的,。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優(yōu)點(diǎn),，如導(dǎo)通壓降小，有隔離作用,，價(jià)格相對(duì)較便宜，承受瞬時(shí)過電壓和過電流的能力較強(qiáng),，其負(fù)載電壓靈活（可交流,、可直流）且電壓等級(jí)范圍大等。所以動(dòng)作不頻繁的交,、直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出型的 PLC ,。

（ 5 ）對(duì)在線和離線編程的選擇

離線編程示指主機(jī)和編程器共用一個(gè) CPU ，通過編程器的方式選擇開關(guān)來選擇 PLC 的編程,、監(jiān)控和運(yùn)行工作狀態(tài),。編程狀態(tài)時(shí)， CPU 只為編程器服務(wù)，而不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制,。編程器編程屬于這種情況,。在線編程是指主機(jī)和編程器各有一個(gè) CPU ，主機(jī)的 CPU 完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制,，在每一個(gè)掃描周期末尾與編程器通信,，編程器把修改的程序發(fā)給主機(jī)，在下一個(gè)掃描周期主機(jī)將按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制,。計(jì)算機(jī)輔助編程既能實(shí)現(xiàn)離線編程,，也能實(shí)現(xiàn)在線編程。在線編程需購置計(jì)算機(jī),，并配置編程軟件,。采用哪種編程方法應(yīng)根據(jù)需要決定。

（ 6 ）據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型

若 PLC 控制的系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò),，則 PLC 需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能,，即要求 PLC 應(yīng)具有連接其他 PLC 、上位計(jì)算機(jī)及 CRT 等的接口,。大,、中型機(jī)都有通信功能，目前大部分小型機(jī)也具有通信功能,。

（ 7 ）對(duì) PLC 結(jié)構(gòu)形式的選擇

在相同功能和相同 I/O 點(diǎn)數(shù)據(jù)的情況下,，整體式比模塊式價(jià)格低。但模塊式具有功能擴(kuò)展靈活,，維修方便（換模塊）,，容易判斷故障等優(yōu)點(diǎn)，要按實(shí)際需要選擇 PLC 的結(jié)構(gòu)形式,。

2 ．分配輸入 / 輸出點(diǎn)

一般輸入點(diǎn)和輸入信號(hào),、輸出點(diǎn)和輸出控制是一一對(duì)應(yīng)的。

分配好后,，按系統(tǒng)配置的通道與接點(diǎn)號(hào),，分配給每一個(gè)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)，即進(jìn)行編號(hào),。

在個(gè)別情況下,，也有兩個(gè)信號(hào)用一個(gè)輸入點(diǎn)的，那樣就應(yīng)在接入輸入點(diǎn)前,，按邏輯關(guān)系接好線（如兩個(gè)觸點(diǎn)先串聯(lián)或并聯(lián)）,，然后再接到輸入點(diǎn)。

應(yīng)用
節(jié)能增效
SINAMICS G120L 能夠提升整條過程鏈中的能效,，并將能耗降至低,。在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的產(chǎn)品中集成了相關(guān)的軟件功能及硬件功能,。
主要特性包括：
• ECO 模式，通過閉環(huán)控制模式 V/f ECO 和無編碼器矢量控制（SLVC）根據(jù)當(dāng)前負(fù)載比例自動(dòng)調(diào)整電機(jī)電流,，從而在局部負(fù)載范圍實(shí)現(xiàn)高達(dá) 5 % 的節(jié)能
• 具備休眠功能,，基于過程中設(shè)定值觸發(fā)
• 額定轉(zhuǎn)速下自動(dòng)切換至電源運(yùn)行（旁路模式）通過創(chuàng)新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效能源管理ECO 模式
• 根據(jù)當(dāng)前負(fù)載比例自動(dòng)調(diào)整電機(jī)中的磁通,，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能（在局部負(fù)載范圍降低電機(jī)損耗）休眠模式
• 顯著節(jié)能：根據(jù)當(dāng)前設(shè)定值啟動(dòng)/ 停止驅(qū)動(dòng),，避免過高的機(jī)械應(yīng)力效率更高
• 功率模塊 PM330L 效率 η?98%通過操作單元實(shí)現(xiàn)簡便的、針對(duì)特定應(yīng)用的調(diào)試和操作
• 通過針對(duì)應(yīng)用的向?qū)нM(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,，無需變頻器相關(guān)的專業(yè)知識(shí)
• *功能：使用 SINAMICS 存儲(chǔ)卡（SD 卡）進(jìn)行參數(shù)預(yù)設(shè)和復(fù)制變頻器數(shù)據(jù)組
• 數(shù)據(jù)備份功能有助于便捷的組件更換
• 控制單元 CU230P-2 上集成了 USB 接口,，從而可方便地通過調(diào)試工具 STARTER 進(jìn)行調(diào)試和診斷
• 可實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的調(diào)試、診斷和控制

應(yīng)用
SINAMICS G120L 傳動(dòng)系統(tǒng)佳適用于涉及運(yùn)動(dòng),、傳送,、泵送或?qū)腆w、液體或氣體進(jìn)行壓縮的所有應(yīng)用,。
特別是以下應(yīng)用的*：
• 供水
• 污水處理
• 農(nóng)業(yè)灌溉
• 集中供熱/ 供冷
• 計(jì)量泵和沖洗泵
• 壓縮機(jī)
• 風(fēng)機(jī)
結(jié)構(gòu)
模塊化設(shè)計(jì)
SINAMICS G120L 采用模塊化設(shè)計(jì),，由以下組件組成：
• CU230P-2 控制單元
• 功率模塊
• 操作面板或蓋板
CU230P-2 控制單元
CU230P-2 控制單元使用幾種不同的可選閉環(huán)控制方式來控制和監(jiān)測(cè)變頻器功率模塊和連接的電機(jī)。該產(chǎn)品支持與本地控制器或中央控制器,、監(jiān)控設(shè)備等之間的通信,。它也可以連接與過程控制
相關(guān)的全部輔助設(shè)備和外部組件（傳感器、閥門,、接觸器等）,。
CU230P-2 具有很強(qiáng)的通訊功能
變頻器通信接口協(xié)議在選擇控制單元時(shí)就已經(jīng)被定義（V4.7 或更高版本的固件）。
• CU230P-2 HVAC → USS,，Modbus RTU,，BACnet MS/TP，P1 協(xié)議
• CU230P-2 DP → PROFIBUS
• CU230P-2 PN → PROFINET,，EtherNet/IP
功率模塊
功率模塊的選型可以根據(jù)功率需求和應(yīng)用場(chǎng)合而定,。采用脈寬調(diào)制的* IGBT 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高度可靠和靈活的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),。其全面保護(hù)功能,，可為功率模塊和電機(jī)提供高級(jí)別保護(hù)。
功率模塊的防護(hù)等級(jí)為 IP20/IP00,，可安裝在控制柜內(nèi),。