一般編程人員會(huì)認(rèn)為，西門(mén)子plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)極大地促進(jìn)了基于西門(mén)子plc使用環(huán)境的控制功能和控制系統(tǒng)水平的提高，應(yīng)在很大程度上避免這種影響。小編今天就針對(duì)plc在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，來(lái)談?wù)勛约旱囊?jiàn)解，共分為以下幾部分。

　西門(mén)子PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

　　1)實(shí)用性

　　實(shí)用性是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則。在研究受控對(duì)象時(shí)，工程師還必須了解使用控制系統(tǒng)的環(huán)境，以便控制系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)為滿足用戶的所有要求。硬件應(yīng)盡可能小巧靈活，軟件應(yīng)簡(jiǎn)單方便。

　　2)可靠性

　　可靠性是控制系統(tǒng)的一個(gè)非常重要的原則。對(duì)于某些可能存在危險(xiǎn)的系統(tǒng)，必須保證控制系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定、安全、可靠地運(yùn)行。即使控制系統(tǒng)本身存在問(wèn)題，也至少能保證不會(huì)造成人員和財(cái)產(chǎn)的重大損失。在系統(tǒng)規(guī)劃的初始階段，應(yīng)充分考慮系統(tǒng)可能存在的問(wèn)題，提出不同的設(shè)計(jì)方案，并選擇一個(gè)非常可靠、易于實(shí)施的解決方案。在硬件設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的重要性考慮適當(dāng)?shù)膫浞莼蛉哂唷Ｔ谲浖O(shè)計(jì)中，應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施，確保不存在重大遺漏，并可在反復(fù)試驗(yàn)后進(jìn)行在線調(diào)試操作。

　　3)經(jīng)濟(jì)性

　　這就要求工程師使系統(tǒng)的軟件和硬件配置既經(jīng)濟(jì)又經(jīng)濟(jì)，同時(shí)又實(shí)用可靠。不要盲目追求新技術(shù)和高性能。硬件的選擇應(yīng)以節(jié)約和利用為基礎(chǔ)，軟件應(yīng)在開(kāi)發(fā)周期和產(chǎn)品功能之間取得平衡。還應(yīng)考慮所使用的產(chǎn)品是否能夠獲得完整的技術(shù)信息和售后服務(wù)，以降低開(kāi)發(fā)成本。

　　4)可擴(kuò)展性

　　這要求工程師在系統(tǒng)的整體規(guī)劃中充分考慮用戶未來(lái)的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)和過(guò)程改進(jìn)要求，并且應(yīng)該在控制器的計(jì)算能力和I / O端口數(shù)量方面具有適當(dāng)?shù)挠嗔浚瑫r(shí)保留外部擴(kuò)展。用于系統(tǒng)擴(kuò)展和監(jiān)控需求的接口。

　　5)先進(jìn)性

　　這就要求工程師在硬件設(shè)計(jì)中采用先進(jìn)的技術(shù)和成熟的產(chǎn)品組成控制系統(tǒng)，以保證系統(tǒng)在一定的時(shí)間內(nèi)保持先進(jìn)，不會(huì)被市場(chǎng)淘汰。該原理與經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合，使控制系統(tǒng)具有成本效益。

　　西門(mén)子plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程

　　　在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，必須遵循一定的設(shè)計(jì)過(guò)程，掌握設(shè)計(jì)過(guò)程，提高設(shè)計(jì)效率和控制系統(tǒng)的正確性。受控對(duì)象的分析與描述對(duì)受控對(duì)象的分析是對(duì)受控對(duì)象的流程進(jìn)行詳細(xì)分析，并了解其工作特性。這一階段需要與用戶進(jìn)行深入的交流，以確保分析的全面性和準(zhǔn)確性。在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，通常需要滿足某些特定的目標(biāo)和要求，即滿足實(shí)際應(yīng)用或客戶的需要。在分析受控物體時(shí)，必須考慮到這些指標(biāo)和要求。綜合分析后，有必要根據(jù)一定的原理對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行工程上的準(zhǔn)確描述，為plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)奠定良好的基礎(chǔ)

　1)系統(tǒng)規(guī)模

　　根據(jù)受控對(duì)象的工藝流程，復(fù)雜性和技術(shù)要求，系統(tǒng)的規(guī)模可分為三種尺寸：大，中，小。確保硬件資源具有一定的保證金而不是浪費(fèi)。

　　小型控制系統(tǒng)適用于單機(jī)或小型生產(chǎn)過(guò)程。順序控制是主要方法。信號(hào)主要是交換的。I/O點(diǎn)很少(少于128點(diǎn))。不需要準(zhǔn)確度和響應(yīng)時(shí)間。S7-200通常用于滿足控制要求。

　　中型控制系統(tǒng)適用于復(fù)雜的邏輯和閉環(huán)控制的生產(chǎn)過(guò)程，有大量的i/o點(diǎn)(介于128和512之間)和一些特殊的功能，如pid控制。一般選用s7-300等。

　　大型控制系統(tǒng)適用于大規(guī)模過(guò)程控制，DCS系統(tǒng)和工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制。 I / O點(diǎn)的數(shù)量較多(高于512點(diǎn))，控制對(duì)象的過(guò)程更復(fù)雜，對(duì)準(zhǔn)確性和響應(yīng)時(shí)間的要求更高。應(yīng)選擇具有智能控制，高速通信，數(shù)據(jù)庫(kù)，功能計(jì)算等的高端西門(mén)子plc，如S7-400。

　　2)硬件配置

　　根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模和客戶技術(shù)估計(jì)控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)。分析了被控對(duì)象的過(guò)程，計(jì)算了I/O點(diǎn)和I/O類(lèi)型。根據(jù)不同的設(shè)備和生產(chǎn)區(qū)域，定義每個(gè)I/O點(diǎn)的位置和功能。添加10%到20%的備份，給出I/O點(diǎn)的詳細(xì)列表。

　　3)軟件配置

　　根據(jù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求選擇合適的軟件，包括系統(tǒng)平臺(tái)軟件和編程軟件。

　　上位機(jī)監(jiān)控軟件的選擇。首先，您需要考慮監(jiān)控的點(diǎn)數(shù);是否有報(bào)警顯示，趨勢(shì)分析，報(bào)告打印和歷史記錄。

　　4)控制功能

　　要正確控制控制系統(tǒng)的大小，必須首先了解每個(gè)控制器的特性，例如性能參數(shù)、應(yīng)用程序、行業(yè)解決方案、可靠性和多功能性。如何選擇控制系統(tǒng)一般遵循以下幾點(diǎn)：

　　控制系統(tǒng)是否需要冗余，i/o信號(hào)模塊是否需要冗余，通信是否需要冗余。

　　有多少個(gè)控制點(diǎn)，包括數(shù)字輸入和輸出點(diǎn)，模擬輸入和輸出點(diǎn)。

　　受試者的治療過(guò)程是否復(fù)雜，是否需要抗哮喘等特殊功能。

　　模擬信號(hào)是否需要安全柵;信號(hào)類(lèi)型、電壓類(lèi)型或電流類(lèi)型;電壓和電流測(cè)量范圍。

　　是否需要插入信號(hào)模塊并在線更換。如果需要，還需要考慮額外的特殊背板插槽。

　　當(dāng)系統(tǒng)和外部故障(如短路或偽造)發(fā)生時(shí)，信號(hào)模塊需要自動(dòng)將輸入和輸出信號(hào)切換到預(yù)設(shè)的安全值。如有必要，考慮使用故障安全控制器和信號(hào)模塊。

　　當(dāng)需要與第三方設(shè)備通信時(shí)，需要考慮通信距離的長(zhǎng)度和相應(yīng)的通信接口協(xié)議，并選擇不同的通信模塊。

　　1)受控制物體的分析。詳細(xì)分析控制對(duì)象的工藝流程，了解其工作特性。這一階段需要與用戶進(jìn)行深入的交流，以確保分析的全面性和準(zhǔn)確性。

　　2)繪制流程圖。在第一步之后，您應(yīng)該徹底了解受控對(duì)象的整個(gè)流程。為了更直觀和簡(jiǎn)潔的表示，繪制了流程圖以準(zhǔn)備后續(xù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

　　3)PID映射可用于過(guò)程控制系統(tǒng)中表示控制關(guān)系。

　　西門(mén)子plc控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)之前，您需要演示系統(tǒng)的解決方案。它主要是預(yù)測(cè)和估計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的可行性。在這個(gè)階段，有必要充分考慮在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中將遇到的各種問(wèn)題。如果您沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)該項(xiàng)目，則應(yīng)仔細(xì)檢查該站點(diǎn)并詳細(xì)說(shuō)明設(shè)計(jì)系統(tǒng)中每個(gè)步驟的可行性。特別是在硬件實(shí)現(xiàn)階段，稍微粗心一點(diǎn)會(huì)造成很多麻煩。如果系統(tǒng)不成功，將導(dǎo)致嚴(yán)重的人員和財(cái)產(chǎn)損失。實(shí)施項(xiàng)目的障礙通常是由于這一步驟缺乏努力。

　　系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)與整個(gè)系統(tǒng)的總體架構(gòu)有關(guān)，必須仔細(xì)考慮每個(gè)細(xì)節(jié)。首先，它必須能夠滿足用戶的基本要求;其次，為了保證系統(tǒng)的可靠性，不可能出現(xiàn)頻繁的故障，即使出現(xiàn)故障，也不會(huì)造成很大的損失;其次，經(jīng)濟(jì)性等方面的考慮。

　　一般來(lái)說(shuō)，在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮下面幾個(gè)問(wèn)題：

　(1)確定系統(tǒng)是由西門(mén)子plc單獨(dú)控制，它主要根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模和用戶要求的來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)配置。對(duì)于一般的中小型過(guò)程控制系統(tǒng)，西門(mén)子plc獨(dú)立控制基本上可以滿足功能要求。但是，也可以利用分散控制系統(tǒng)的概念，其中分散，管理和監(jiān)控風(fēng)險(xiǎn)和控制。這可以大大提高系統(tǒng)的可靠性。

　　(2)是否需要與其他部分溝通?整個(gè)控制系統(tǒng)至少由控制器、被控對(duì)象和監(jiān)控系統(tǒng)三部分組成。因此，控制器至少與監(jiān)控系統(tǒng)通信。是否與其他控制單元或部門(mén)通信取決于用戶的請(qǐng)求。通常，如果用戶不請(qǐng)求，就會(huì)有這樣的通信接口。

　　(三)使用哪種通信方式。一般地說(shuō)，profibus dp用于現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)別，profinet用于從現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)別到監(jiān)控系統(tǒng)的通信。然而，有時(shí)它們可以互換使用，適當(dāng)?shù)耐ㄐ攀侄慰梢灾鸢高x擇。

　　(4)是否需要冗余備份系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)所需的安全級(jí)別，選擇其他方法。在數(shù)據(jù)存檔的情況下，可以使用OS服務(wù)器冗余來(lái)防止存檔數(shù)據(jù)的丟失;在自動(dòng)化站(AS)中，可以冗余地使用控制器以防止系統(tǒng)因故障而導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)或不可預(yù)測(cè)的結(jié)果。我備份了系統(tǒng)。選擇正確的冗余備份可以大大提高系統(tǒng)的可靠性。

　　在選擇控制系統(tǒng)之前，首先要考慮如何構(gòu)建系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。圖1-2顯示了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

　　確定系統(tǒng)的操作站、過(guò)程控制站和位置如何相互連接。是否需要工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)。

　　在正常情況下，現(xiàn)場(chǎng)控制室和主控制室以及電控柜都放置在遠(yuǎn)處的兩個(gè)地方。為了確保信號(hào)的穩(wěn)定性和可靠性，認(rèn)為光纜連接到每個(gè)開(kāi)關(guān)。同時(shí)，為了重新定義通信線路，考慮具有榮譽(yù)管理功能的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，并且現(xiàn)場(chǎng)操作站和過(guò)程控制站形成為光纖環(huán)網(wǎng)絡(luò)。以這種方式，即使在一個(gè)方向上的通信被破壞，也可以在另一個(gè)方向上繼續(xù)通信。

　　對(duì)于過(guò)程控制站與實(shí)時(shí)信號(hào)的連接，傳統(tǒng)的方法是通過(guò)硬件將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)直接連接到過(guò)程控制站。因此，如果距離太遠(yuǎn)，信號(hào)傳輸就會(huì)耗盡，特別是模擬信號(hào)。當(dāng)信號(hào)點(diǎn)較多時(shí)，接線也比較復(fù)雜，浪費(fèi)了材料。因此，分布式I/O從站(如果現(xiàn)場(chǎng)處于危險(xiǎn)區(qū)域，則需要本質(zhì)安全的分布式I/O從站)通常安裝在現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)時(shí)信號(hào)直接連接到I/O從站。信號(hào)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸?shù)竭^(guò)程控制站。

　　理解和學(xué)習(xí)作為自動(dòng)化的重要基礎(chǔ)，已成為工業(yè)控制領(lǐng)域的重要基石。

       總結(jié)：本文主要關(guān)于西門(mén)子plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及西門(mén)子plc使用環(huán)境條件，容感電氣專注控制系統(tǒng)15年，是一家以研發(fā)工業(yè)控制系統(tǒng)為主，以科技為導(dǎo)向，集科研、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售及服務(wù)為一體高新技術(shù)企業(yè)。提供電氣自動(dòng)化控制產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售及工業(yè)控制配套、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、技術(shù)咨詢服務(wù)