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一、輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算
I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%～20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。
二、存儲(chǔ)器容量的估算
存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來替代。
存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10～15倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。
三、控制功能的選擇
該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。
(一)運(yùn)算功能
簡(jiǎn)單PLC的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能；普通PLC的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他運(yùn)算功能。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前在PLC中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或上位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運(yùn)算功能。大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合，只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測(cè)和控制時(shí)，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算。
(二)控制功能
控制功能包括PID控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。例如采用PID控制單元、高速計(jì)數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。
(三)通信功能
大中型PLC系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議（如TCP/IP），需要時(shí)應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。
PLC系統(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口
（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用DCS接口等；大中型PLC通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng)1：1冗余配置，通信總線應(yīng)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，通信距離應(yīng)滿足裝置實(shí)際要求。
PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級(jí)的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps，通信負(fù)荷不大于60%。PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式：1）PC為主站，多臺(tái)同型號(hào)PLC為從站，組成簡(jiǎn)易PLC網(wǎng)絡(luò)；2）1臺(tái)PLC為主站，其他同型號(hào)PLC為從站，構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡(luò)；3）PLC網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)；4）專用PLC網(wǎng)絡(luò)（各廠商的專用PLC通信網(wǎng)絡(luò)）。
為減輕CPU通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)）通信處理器。
(四)編程功能
離線編程方式：PLC和編程器公用一個(gè)CPU，編程器在編程模式時(shí)，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用。
五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)（IEC6113123），同時(shí)，還應(yīng)支持多種語言編程形式，如C，Basic等，以滿足特殊控制場(chǎng)合的控制要求。
(五)診斷功能
PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。
西門子S7-300 PLC選型
一西門子S7-300 PLC選型要點(diǎn)
S7-300 PLC的選型原則是據(jù)生產(chǎn)工藝所需的功能和容量進(jìn)行選型，并考慮維護(hù)的方便性、備件的通用性，以及是否易于擴(kuò)展和有無特殊功能等要求。選型時(shí)具體注意以下幾方面：
(1)有關(guān)參數(shù)確定。一是輸入/輸出點(diǎn)數(shù)(I/O點(diǎn)數(shù))確定。這是確定PLC規(guī)模的一個(gè)重要依據(jù)，一定要根據(jù)實(shí)際情況留出適當(dāng)余量和擴(kuò)展余地。二是PLC存儲(chǔ)容量確定。注意當(dāng)系統(tǒng)有模擬量信號(hào)存在或要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)處理時(shí)，其存儲(chǔ)容量應(yīng)選大一些。
(2)系統(tǒng)軟硬件選擇。一是擴(kuò)展方式選擇，S7-300 PLC有多種擴(kuò)展方式，實(shí)際選用時(shí)，可通過控制系統(tǒng)接口模塊擴(kuò)展機(jī)架、Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線、通信模塊、運(yùn)程I/O及PLC子站等多種方式來擴(kuò)展PLC或預(yù)留擴(kuò)展口；二是PLC的聯(lián)網(wǎng)，包括PLC與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)和PLC之間相互聯(lián)網(wǎng)兩種方式。因S7-300 PLC的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)淡化了PLC與DCS的界限，聯(lián)網(wǎng)的解決方案很多，用戶可根據(jù)企業(yè)的要求選用；三是CPU的選擇，CPU的選型是合理配置系統(tǒng)資源的關(guān)鍵，選擇時(shí)必須根據(jù)控制系統(tǒng)對(duì)CPU的要求(包括系統(tǒng)集成功能、程序塊數(shù)量限制、各種位資源、MPI接口能力、是否有 PROFIBUS-DP主從接口、RAM容量、溫度范圍等)，并好在西門子公司的技術(shù)支持下進(jìn)行，以獲得合理的選型；四是編程軟件的選擇，這主要考慮對(duì)CPU的支持狀況，我們的體會(huì)是：STEP7 V4.0對(duì)有些型號(hào)的CPU不支持，硬件組態(tài)時(shí)會(huì)發(fā)生故障出錯(cuò)，而STEP7V5.0則不存在這種問題。
二設(shè)計(jì)及使用
1. 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
設(shè)計(jì)時(shí)主要應(yīng)注意以下幾方面：
(1)PLC輸出電路中沒有保護(hù)，因此在外部電路中應(yīng)設(shè)置串聯(lián)熔斷器等保護(hù)裝置，以防止負(fù)載短路造成PLC損壞。熔斷器容量一般為0.5A。
(2)PLC存在I/O響應(yīng)延遲問題，因此在快速響應(yīng)設(shè)備中應(yīng)加以注意。MPI通信協(xié)議雖簡(jiǎn)單易行，但響應(yīng)速度較慢。
(3)編制控制程序時(shí)，好用模塊式結(jié)構(gòu)程序。這樣既可增強(qiáng)程序的可讀性，方便調(diào)試和維護(hù)工作；又能使數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)統(tǒng)一，方便WinCC組態(tài)時(shí)變量標(biāo)簽的統(tǒng)一編制和設(shè)備狀態(tài)的統(tǒng)一顯示。
(4)硬件資源。要合理配置硬件資源，以提高系統(tǒng)可靠性。如PLC電源配電系統(tǒng)要配備冗余的UPS不間斷電源，以排除停電對(duì)全線運(yùn)行的不利影響。又如對(duì)電機(jī)的控制回路要進(jìn)行繼電器隔離，以消除外部負(fù)載對(duì)I/O模塊的可能損壞。另外，系統(tǒng)設(shè)備要采用獨(dú)立的接地系統(tǒng)，以減少雜波干擾。
2. 使用要點(diǎn)
(1)抗干擾措施。來自電源線的雜波，能造成系統(tǒng)電壓畸變，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)電氣設(shè)備的過電壓、過負(fù)荷、過熱甚至燒毀元器件，造成PLC等控制設(shè)備誤動(dòng)作。所以，在電源入口處好應(yīng)設(shè)置屏蔽變壓器或電源濾波等防干擾設(shè)施。其中，電源濾波器的地要以短線路接到中央保護(hù)地。對(duì)于直流電源，則可加裝微分電容加以干擾抑制。
(2)保護(hù)接地。可采取用不小于10mm2的保護(hù)導(dǎo)線接好配電板的保護(hù)地；相鄰的控制柜也應(yīng)良好接觸并與地可靠連接。同時(shí)要做好防雷保護(hù)接地，通?？刹扇】偩€電纜使用屏蔽電纜且屏蔽層兩端接地，或模擬信號(hào)電纜采取兩層屏蔽，外層屏蔽兩端接地等措施。另外，為防止感應(yīng)雷進(jìn)入系統(tǒng)，可采用浪涌吸收器。
(3)做好信號(hào)屏蔽。信號(hào)的屏蔽非常關(guān)鍵，一般可采取屏蔽電纜傳送模擬信號(hào)。注意對(duì)多個(gè)模擬信號(hào)共用一根多芯屏蔽電纜或用兩種屏蔽電纜傳送時(shí)，信號(hào)間一定要做好屏蔽。而且電纜的屏蔽層一端(一般在控制柜端)要可靠接地。
(4)當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)沒有或無法設(shè)置硬點(diǎn)時(shí)，可在操作界面上采取軟按鍵的方法解決走向選擇或控制方式選擇等問題。此外，與變頻器、智能儀表等的連接，好還是采用信號(hào)線直接相連的方式。
(5)應(yīng)合理配置PLC的使用環(huán)境，提高系統(tǒng)抗干擾能力。具體采取的措施有：遠(yuǎn)離高壓柜、高頻設(shè)備、動(dòng)力屏以及高壓線或大電流動(dòng)力裝置；通信電纜和模擬信號(hào)電纜盡量不與其他屏 (盤)或設(shè)備共用電纜溝；PLC柜內(nèi)不用熒光燈等。另外，PLC雖適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，但使用中也應(yīng)盡量避免直接震動(dòng)和沖擊、陽光直射、油霧、雨淋等；不要在有腐蝕性氣體、灰塵過多、發(fā)熱體附近應(yīng)用；避免導(dǎo)電性雜物
優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品如下：
觸摸屏系列，《規(guī)格有》0P,TP,KP,MP,TD,KTP《尺寸15寸《12寸《10寸《8寸《7寸《5.7寸《4.5寸《4寸《3寸
西門子PLC《CPU》《數(shù)字量模塊》《模擬量模塊》《功能模塊》《通訊模塊》
西門子變頻器《MM440》《MM430》《MM420》
西門子伺服數(shù)控系統(tǒng)《840D系統(tǒng)》《820D系統(tǒng)》《808D》《802S》
PLC備件《DP電纜》《DP接頭》《內(nèi)存卡》《連接器》《通訊網(wǎng)卡》《CP卡》
西門子變頻
器：V20，V50，V60，V80，V90，G110 ，G110D ，G120P
G120， G120D， G130/G150， S110 ，
S120， S150， DCM， GM150，SM150，GL150，SL150，
西門子伺服數(shù)控系統(tǒng)西門子數(shù)控：611U、伺服系統(tǒng)
6FC、6FX、6SN、6FM等
西門子伺服電機(jī)：1FT6、1FK6、1FK7、1PH7、1PH4系列伺服電
機(jī)，1LA,1LG系列普通電機(jī)、1FN、1FW、1FE、1FL等
西門子PLC S7-200訂貨號(hào) S7-200 SMART系列訂貨號(hào) PLC S7-300訂
貨號(hào) S7-400訂貨號(hào) S7-1200訂貨號(hào) S7-1500訂貨號(hào)
6SE6440-2UC11-2AA1 0.12 6SE6440-2UC12-5AA10.25
6SE6440-2UC13-7AA1 0.37 6SE6440-2UC15-5AA10.55
6SE6440-2UC17-5AA1 0.75 6SE6440-2UC21-1BA1 1.1
6SE6440-2UC21-5BA1 1.5 6SE6440-2UC22-2BA12.2
6SE6440-2UC23-0CA1 3
MM440型變頻器 三相380V--480V 無內(nèi)置濾波器
訂貨號(hào) 適配電機(jī)
功率KW
6SE6440-2UD13-7AA1 0.37 6SE6440-2UD15-5AA10.55
6SE6440-2UD17-5AA1 0.75 6SE6440-2UD21-1AA11.1
6SE6440-2UD21-5AA1 1.5 6SE6440-2UD22-2BA12.2
6SE6440-2UD23-0BA1 3 6SE6440-2UD24-0BA14
6SE6440-2UD25-5CA1 5.5 6SE6440-2UD27-5CA17.5
6SE6440-2UD31-1CA1 11 6SE6440-2UD31-5DB115
6SE6440-2UD31-8DB1 18.5 6SE6440-2UD32-2DB122
6SE6440-2UD33-0EB1 30 6SE6440-2UD33-7EB137
6SE6440-2UD34-5FB1 45 6SE6440-2UD35-5FB155
6SE6440-2UD37-5FA1 75 6SE6440-2UD38-8FB190
6SE6440-2UD41-1FA1 110 6SE6440-2UD41-3GA1132
6SE6440-2UD41-6GA1 160 6SE6440-2UD42-0GA1200
MM440型頻器 單相208V--240V 帶內(nèi)置濾波器
訂貨號(hào) 適配電機(jī)
6SE6440-2AB11-2AA1 0.12 6SE6440-2AB12-5AA1 0.25
6SE6440-2AB13-7AA1 0.37 6SE6440-2AB15-5AA1 0.55
6SE6440-2AB17-5AA1 0.75 6SE6440-2AB21-1BA1 1.1
6SE6440-2AB21-5BA1 1.5
MM440型變頻器 三相380V--480V 帶內(nèi)置濾波器
適配電機(jī)
功率KW
6SE6440-2AD22-2BA1 2.2 6SE6440-2AD23-0BA1 3
6SE6440-2AD24-0BA1 4 6SE6440-2AD25-5CA1 5.5
6SE6440-2AD27-5CA1 7.5 6SE6440-2AD31-1CA1 11
6SE6440-2AD31-5DA1 15 6SE6440-2AD31-8DA1 18.5
6SE6440-2AD32-2DA1 22 6SE6440-2AD33-0EA1 30
6SE6440-2AD33-7EA1 37 6SE6440-2AD34-5FA1 45
6SE6440-2AD35-5FA1 55 6SE6440-2AD37-5FA1 75
MM440型變頻器 單相208V--240V 無內(nèi)置濾波器
訂貨號(hào) 適配電機(jī)
功率KW
6SE6440-2UC11-2AA1 0.12 6SE6440-2UC12-5AA10.25
6SE6440-2UC13-7AA1 0.37 6SE6440-2UC15-5AA10.55
6SE6440-2UC17-5AA1 0.75 6SE6440-2UC21-1BA1 1.1
6SE6440-2UC21-5BA1 1.5 6SE6440-2UC22-2BA12.2
6SE6440-2UC23-0CA1 3
MM430型號(hào)變頻器 三相 380V--480V 無內(nèi)置濾波器
訂貨號(hào) 適配電機(jī)
功率KW
6SE6430-2UD27-5CA0 7.5 6SE6430-2UD31-1CA011
6SE6430-2UD31-5CA0 15 6SE6430-2UD31-8DA018.5
6SE6430-2UD32-2DA0 22 6SE6430-2UD33-0DA030
6SE6430-2UD33-7EA0 37 6SE6430-2UD34-5EA045
6SE6430-2UD35-5FA0 55 6SE6430-2UD37-5FA075
6SE6430-2UD38-8FA0 90 6SE6430-2UD41-1FA0110
6SE6430-2UD41-3FA0 132 6SE6430-2UD41-6GA0160
6SE6430-2UD42-0GA0 200 6SE6430-2UD42-5GA0250
MM420型變頻器 單相 208--240V 無內(nèi)置濾波器
訂貨號(hào) 適配電機(jī)
6SE6420-2UC11-2AA1 0.12 6SE6420-2UC12-5AA10.25
6SE6420-2UC13-7AA1 0.37 6SE6420-2UC15-5AA10.55
6SE6420-2UC17-5AA1 0.75 6SE6420-2UC21-1BA11.1
6SE6420-2UC21-5BA1 1.5 6SE6420-2UC22-2BA1 2.2
6SE6420-2UC23-0CA1 3
MM420型變頻器 三相 380--480V 無內(nèi)置濾波器
訂貨號(hào) 適配電機(jī)
6SE6420-2UD13-7AA1 0.37 6SE6420-2UD15-5AA1 0.55
6SE6420-2UD17-5AA1 0.75 6SE6420-2UD21-1AA1 1.1
6SE6420-2UD21-5AA1 1.5 6SE6420-2UD22-2BA1 2.2
6SE6420-2UD23-0BA1 3 6SE6420-2UD24-0BA1 4
6SE6420-2UD25-5CA1 5.5 6SE6420-2UD27-5CA1 7.5
6SE6420-2UD31-1CA1 11
MM410型變頻器 單相 208--240V 無內(nèi)置濾波器
訂貨號(hào) 適配電機(jī)
6SE6410-2UB11-2AA0 0.12 6SE6410-2UB12-5AA0 0.25
6SE6410-2UB13-7AA0 0.37 6SE6410-2UB15-5BA0 0.55
6SE6410-2UB17-5BA0 0.75
MM440型頻器 單相208V--240V 帶內(nèi)置濾波器
訂貨號(hào) 適配電機(jī)
6SE6440-2AB11-2AA1 0.12 6SE6440-2AB12-5AA1 0.25
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