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(一)PLC的類型
PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類,，按應(yīng)用分為現(xiàn)場(chǎng)安裝和控制室安裝兩類,；按CPU字長(zhǎng)分為1位,、4位,、8位,、16位,、32位、64位等,。從應(yīng)用角度出發(fā),，通常可按控制功能或輸入輸出點(diǎn)數(shù)選型,。
整體型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)固定,，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制,；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡,，因此用戶可較合理地選擇和配置控制的I/O點(diǎn)數(shù)，功能擴(kuò)展方便靈活,，一般用于大中型控制,。
(二)輸入輸出模塊的選擇
輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。例如對(duì)輸入模塊,，應(yīng)考慮電平,、傳輸距離、隔離,、供電等應(yīng)用要求,。對(duì)輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型,，通常繼電器輸出模塊具有價(jià)格低,、使用電壓范圍廣、壽命短,、響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)等特點(diǎn),；可控硅輸出模塊適用于開關(guān)，電感性低功率因數(shù)負(fù)荷,，但價(jià)格較貴,，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出,、交流輸出和模擬量輸出等,，與應(yīng)用要求應(yīng)一致。
可根據(jù)應(yīng)用要求,，合理選用智能型輸入輸出模塊,，以便控制水平和應(yīng)用成本。
考慮是否需要擴(kuò)展機(jī)架或遠(yuǎn)程I/O機(jī)架等,。
(三)電源的選擇
PLC的供電電源,，除了引進(jìn)設(shè)備時(shí)同時(shí)引進(jìn)PLC應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設(shè)計(jì)和選用外，一般PLC的供電電源應(yīng)設(shè)計(jì)選用220VAC電源,，與國(guó)內(nèi)電網(wǎng)電壓一致,。重要的應(yīng)用，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電,。
如果PLC本身帶有可使用電源時(shí),，應(yīng)核對(duì)提供的電流是否應(yīng)用要求,，否則應(yīng)設(shè)計(jì)外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC,，對(duì)輸入和輸出的隔離是必要的,，有時(shí)也可采用簡(jiǎn)單的二極管或熔絲管隔離。
(四)存儲(chǔ)器的選擇
由于計(jì)算機(jī)集成芯片技術(shù)的發(fā)展,，存儲(chǔ)器的價(jià)格已下降,，因此，為保證應(yīng)用項(xiàng)目的正常投運(yùn),，一般要求PLC的存儲(chǔ)器容量,，按256個(gè)I/O點(diǎn)至少選8K存儲(chǔ)器選擇。需要復(fù)雜控制功能時(shí),，應(yīng)選擇容量更大,，檔次更高的存儲(chǔ)器。
(五)冗余功能的選擇
1．控制單元的冗余
(1)重要的單元：CPU（包括存儲(chǔ)器）及電源均應(yīng)1B1冗余,。
(2)在需要時(shí)也可選用PLC硬件與熱備構(gòu)成的熱備冗余,、2重化或3重化冗余容錯(cuò)等。
2．I/O接口單元的冗余
(1)控制回路的多點(diǎn)I/O卡應(yīng)冗余配置,。
(2)重要檢測(cè)點(diǎn)的多點(diǎn)I/O卡可冗余配置,。3）根據(jù)需要對(duì)重要的I/O，可選用2重化或3重化的I/O接口單
(六)經(jīng)濟(jì)性的考慮
選擇PLC時(shí),，應(yīng)考慮性能價(jià)格比,。考慮經(jīng)濟(jì)性時(shí),，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性,、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素,，進(jìn)行比較和兼顧,，終選出較滿意的產(chǎn)品。
輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有直接影響,。每一塊輸入輸出卡件就需一定的費(fèi)用,。當(dāng)點(diǎn)數(shù)到某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲(chǔ)器容量,、機(jī)架,、母板等也要相應(yīng)，因此,，點(diǎn)數(shù)的對(duì)CPU選用,、存儲(chǔ)器容量、控制功能范圍等選擇都有影響。在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮,，使整個(gè)控制有較合理的性能價(jià)格比,。
PLC 技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用分析
2.1 開關(guān)量邏輯控制
這是 PLC 廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域， 它取代傳統(tǒng)的繼電器控制,，按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作,， 按照邏輯關(guān)系進(jìn)行互鎖保護(hù)動(dòng)作的控制。 PLC 應(yīng)用于單機(jī)控制,、多機(jī)群控制,、自動(dòng)生產(chǎn)線控制等,。
2.2 運(yùn)動(dòng)控制
運(yùn)動(dòng)控制主要指對(duì)工作對(duì)象的位置,、速度及加速度所做的控制。 可以是單坐標(biāo),，即控制對(duì)象做直線運(yùn)動(dòng),；也可是多坐標(biāo)的，控制對(duì)象做平面,、立體,，以及角度變換等運(yùn)動(dòng)。 有時(shí),，還可控制多個(gè)對(duì)象,，而這些對(duì)象間的運(yùn)動(dòng)可能還要有協(xié)調(diào)。 這對(duì)于提高控制精度,、響應(yīng)速度和能源利用率有著重要意義,。
2.3 過程控制
PLC 已廣泛地應(yīng)用于連續(xù)過程控制領(lǐng)域。 過程控制是對(duì)電流,、電壓,、溫度、壓力等模擬量的閉環(huán)控制,。 過程控制的目的是根據(jù)有關(guān)模擬量的當(dāng)前與歷史的輸入狀況,， 產(chǎn)生所要求的開關(guān)量或模擬量輸出，使系統(tǒng)工作參數(shù)能按一定要求工作,。 這是連續(xù)生產(chǎn)過程常用的控制,。
2.4 數(shù)據(jù)處理
信息控制也稱數(shù)據(jù)處理，是指數(shù)據(jù)采集,、存儲(chǔ),、檢索、變換,、傳輸及數(shù)表處理等,。 隨著技術(shù)的發(fā)展，PLC 不僅可用于系統(tǒng)的工作控制,，還可用于系統(tǒng)的信息控制,。
2.5 通信與聯(lián)網(wǎng)
依靠*的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集,、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。 PLC 具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能,，它使 PLC 與 PLC 之間,、PLC 與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息， 形成一個(gè)統(tǒng)一的整體,。工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展很快,，各 PLC 廠商都十分重視 PLC 的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),。有的企業(yè)將不同廠商的 PLC 設(shè)備連接到單層或多層網(wǎng)絡(luò)上,， 相互之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)分散控制和集中管理,，從而實(shí)現(xiàn)全車間甚至全廠的綜合自動(dòng)化,。
OPC技術(shù)概述
2.1 OPC定義
OPC(OLE for Process Control)是一套以微軟COM, DOOM (Distributed COM)技術(shù)為基礎(chǔ),基于Windows操作平臺(tái),為工業(yè)應(yīng)用程序之間提供的信息集成和交互功能的組件對(duì)象模型接口標(biāo)準(zhǔn)。OPC實(shí)際上是提供了一種規(guī)范,通過這種規(guī)范,系統(tǒng)能夠以服務(wù)器/客戶端標(biāo)準(zhǔn)方式從服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)并將其傳遞給任何客戶應(yīng)用程序,。這樣,只要生產(chǎn)商開發(fā)一套遵循OPC規(guī)范的服務(wù)器與數(shù)據(jù)進(jìn)行通信,其他任何客戶應(yīng)用程序便能通過服務(wù)器訪問設(shè)備,。
2.2 OPC基本結(jié)構(gòu)
OPC技術(shù)的實(shí)現(xiàn)由兩部分組成,OPC服務(wù)器部分 及OPC客戶應(yīng)用部分。其應(yīng)用模式如圖1所示,。OPC服務(wù)器是一個(gè)典型的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)源程序,它收集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)信息,通過標(biāo)準(zhǔn)的OPC接口傳送給OPC客戶端應(yīng)用,。OPC客戶應(yīng)用是一個(gè)典型的數(shù)據(jù)接收程序,如人機(jī)界面軟件(HMI)、數(shù)據(jù)采集與處理軟件(SCADA)等,。OPC客戶應(yīng)用通過OPC標(biāo)準(zhǔn)接口與OPC服務(wù)器通信,獲取OPC服務(wù)器的各種信息,。符合OPC標(biāo)準(zhǔn)的客戶應(yīng)用可以訪問來自任何生產(chǎn)廠商的OPC服務(wù)器程序
如下將向您一步一步展示如何實(shí)現(xiàn)2套S7-300之間的以太網(wǎng)通訊：
*步：打開SIMATIC Manager，根據(jù)我們系統(tǒng)的硬件組成,，進(jìn)行系統(tǒng)的硬件組態(tài),，如圖：
插入2個(gè)S7300的站，進(jìn)行硬件組態(tài)：
分別組態(tài)2個(gè)系統(tǒng)的硬件模塊：
設(shè)置CP343-1,、CP343-IT模塊的參數(shù),，建立一個(gè)以太網(wǎng)，MPI,、IP地址：
二,、 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)
組態(tài)完2套系統(tǒng)的硬件模塊后，分別進(jìn)行下載,，然后點(diǎn)擊Network Configration按鈕,，打開系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)窗口NetPro，選中CPU314,，如下圖：
在窗口的左下部分點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵,，插入一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)鏈接，并設(shè)定鏈接類型為ISO-on-TCP connection 或 TCP connection或 UDP connection 或 ISO Transport connection，如下圖：
點(diǎn)擊OK后,，彈出鏈接屬性窗口,，使用該窗口的默認(rèn)值，并根據(jù)該對(duì)話框右側(cè)信息進(jìn)行后面程序的塊參數(shù)設(shè)定：
當(dāng)2套系統(tǒng)之間的鏈接建立完成后,，用鼠標(biāo)選中圖標(biāo)中的CPU,，分別進(jìn)行下載，這里略去CPU314C-2DP的下載圖示：
三,、 程序編程
到此為止,，系統(tǒng)的硬件組態(tài)和網(wǎng)絡(luò)配置已經(jīng)完成。下面進(jìn)行系統(tǒng)的軟件編制,，在SIMATIC Manager界面中,，分別在CPU314C-2PTP、CPU314C-2DP中插入OB35定時(shí)中斷程序塊和數(shù)據(jù)塊DB1,，DB2,，并在兩個(gè)OB35中調(diào)用FC5（AG_Send）和FC6（AG_Recv）程序塊,，如下圖：
創(chuàng)建DB1,、DB2數(shù)據(jù)塊，如下圖：
2套控制程序已經(jīng)編制完成,，分別下載到CPU當(dāng)中,，將CPU狀態(tài)切換至運(yùn)行狀態(tài)，就可以實(shí)現(xiàn)S7-300之間的以太網(wǎng)通訊了,。
如下界面說明了將CPU314C-2DP 的DB1中的數(shù)據(jù)發(fā)送到CPU314C-2PTP 的DB2中的監(jiān)視界面：
a． 選擇Data View,，切換到數(shù)據(jù)監(jiān)視狀態(tài)：
b． CPU314C-2DP 的DB1中發(fā)送出去的數(shù)據(jù)：
c． CPU314C-2PTP 的DB2中接收到的數(shù)據(jù)