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一般讲,根据实际的I/O点数,凡落在上述不同范围者,选用相应的机型,性能价格比必然要高;肯定要差些。
自然,也有特殊情况。如控制点数不是非常之多,不是非用大型机不可,但因大型机的特殊控制单元多,可进行热备配置,采用了大型机。
按结构划分
PLC可分为箱体式及模块式两大类。微型机、小型机多为箱体式的,但从发展趋势看,小型机也逐渐发展成模块式的了。如OMRON公司,原来小型机都是箱体式,现在的CQM1则为模块式的。
箱体的PLC把电源、CPU、内存、I/O系统都集成在一个小箱体内。一个主机箱体就是一台完整的PLC,就可用以实现控制。控制点数不符需要,可再接扩展箱体,由主箱体及若干扩展箱体组成较大的系统,以实现对较多点数的控制。
模块式的PLC是按功能分成若干模块,如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等等。大型机的模块功能*单一一些,模块的种类也相对多些。这也可说是趋势。目*些中型机,其模块的功能也趋于单一,种类也在增乡。如同样OMRON公司C20系列PLC,H机的CPU单元就含有电源,而Ha机则把电源分出,有单独的电源模块。
模块功能*单一、品种更多,可便于系统配置,使PLC*能物尽其用,达到*高的使用效益。
由模块联结成系统有三种方法:
①无底板,靠模块间接口直接相联,再固定到相应导轨上。德维森公司的V80系列PLC就是这种结构,比较紧凑。广州西门子中国授权经销商
②有底板,所有模块都固定在底板上。如德维森公司的PPC11、PPC22和PPC31系列PLC,OMRON公司的C200Ha机,CV2000等中、大型机就是这种结构。它比较牢固,但底板的槽数是固定的,如3、5、8、10槽等等。槽数与实际的模块数不一定相等,配置时难免有空槽。这既浪费,又多占空间,还得占空单元把多余的槽作填补。
③用机架代替底板,所有模块都固定在机架上。这种结构比底板式的复杂,但*牢靠。一些特大型的PLC用的多为这种结构。
硬件设计概述
(1)硬件设计的重要性。PLC控制系统设计包括了硬件与软件两方面的内容。在控制系统的总体规划(方案设计)完成,并且选定了对应的PLC型号与规格后,从工程设计的度,就应该进入控制系统的技术设计阶段,即进行系统的硬件与软件设计。
PLC控制系统的硬件设计,并非像某些人主观想象的那样:由于PLC具有灵活、通用的特点,全部控制要求均可以通过软件解决,设计时只要进行PLC与输入/输出信号间的简单连接即可。而是直接关系到控制系统的安全性、**性与生产制造成本等诸多重要问题。硬件设计一旦完成,它不可以像软件设计那样可以随时随地进行修改,它是决定控制系统设计成败的关键问题,**引起设计者的高度重视。
PLC是专门为工业环境设计的控制装置,其本身的安全性、**性已经得到了良好的*,但如果外部条件不能满足PLC的基本要求,同样可能影响系统的正常运行,造成设备运行的不稳定,甚至危及设备与人身安全。在系统硬件设计阶段,就**考虑到系统的安全性与**性,并始终将其放在较为重要的位置。
硬件设计是对系统进行的原理、安装、施工、调试、维修等方面的具体技术设计,设计**认真、仔细确保全部图样与技术文件的完整、准确、齐全、系统、统一、并贯彻*、国内有关标准。广州西门子中国授权经销商
(2) 硬件设计的基本内容。一般来说,PLC系统硬件设计应包括如下内容:
1) 控制系统主回路设计、控制回路设计、安全电路、PLC输入/输出回路等方面的设计。
2) 控制拒、操纵台的机械结构设计。
3) 控制柜、操纵台的电器元件安装设计。
4) 电气连接设计。
以上内容中的主回路、控制回路、PLC输入/输出回路的设计是硬件设计的主要内容,属于电气控制原理设计的范畴,统一以"电气原理图"的形式体现设计思想与要求。
电气原理图是系统软件设计、安装与连接设计、系统调试与维修的基础,它完整地体现了系统的设计思想与要求,系统中所使用的任何电器元件及它们之间的连接要求、主要规格参数等,均在电气原理图上得到了全面、准确、系统的反映,它是电气控制系统较为重要的技术资料。
电气原理图设计应遵循*、地区或行业的标准与规范。在国外,一般来说,除涉及安全性、**性的准则决不可违背外,对其他方面的要求(如图形符号、元器件代号等的表示方法)通常较灵活,在阅读进口设备图纸时应注意。电气原理图的具体绘制要求、读图方法等是PLC系统设计中需要掌握的内容,但它们不属于这里要介绍的范畴,需要时可参考有关标准与其他参考书。
PLC电气原理图设计中,PLC的I/O连接设计相对来说是系统中较为简单的部分,只需要根据PLC输入/输出的类型,按照PLC的连接要求进行连接即可。控制系统的PLC外围电路设计,往往是影响系统运行安全性、**性,决定系统成败的关键,尤其应该引起设计者的重视。
系统主回路设计
(1)主回路设计的内容。在电气控制系统中,习惯上将高电压、大电流的回路称为主回路。在常见的PLC控制系统中,主回路通常包括如下部分:
1) 电动机主回路,包括用于电动机通断控制的接触器、电动机保护的断路器等。广州西门子中国授权经销商
2)各种动力驱动装置的电源回路与动力回路,如驱动器电源输入回路及其通断控制的接触器、保护断路器、伺服电动机的电枢回路、直流电动机的励磁回路等。
3) 各种控制变压器的一次侧输入回路,包括通断控制的接触器、保护断路器等.
4)用于供给控制系统各部分主电源的电源输入与控制回路,包括用于电源变压器、稳压器件以及用于电源回路控制的接触器、保护断路器等。
PLC控制系统的主回路设计与其他电气控制系统无原则性区别。但**符合有关标准的规定,并结合PLC控制系统的自身特点,充分考虑系统的**性与安全性。
(2)电源总开关。根据EN60204-1(VDE0113*1部分)标准规定,为了使整个控制系统与电网隔离机械设备的电气控制装置**安装电源总开关。
1. 安全电路设计准则
(1)安全性标准。电气设备的安全性,在所**电设备中占有至高无上的地位,**引起设计人员的高度重视。为了统一设备的安全性标准,1995年欧洲共同体颁布了"89/392/EWG有关成员国设备标准倾向统一的法令",即*的"设备法令"。该法令从1995年1月1日起,开始对欧洲共同体流通的所有设备具有约束力,它是所有生产制造商**执行的基本安全要求,以法律形式进行强制。所有生产制造商**声明其产品符合"设备法令"中相关标准的规定,并对此负法律责任。设备**配有"CE"标志,表明设备已经符合标准的要求。广州西门子中国授权经销商
在89/392/EWG"设备法令"中,对安全性的定义是"……在实现设备功能的过程中,不引起伤害或有利于健康……”。设备安全性标准分以下3类:
1)A类标准:安全基础标准。它涉及设备安全性、基本概念等,是适用于所有设备的通用设计导则。主要标准有EN292-1、EN292-2、EN1050等。
2)B类标准:安全类组标准。标准分类、分组规定了安全性设计的具体要求,分为B1和B2两类。B1类主要是特殊成套装置的安全性标准,如EN60204-1"设备的安全,电气配套装置"等;B2类主要是安全操作装置及设计方面的具体要求,如EN547"双手操作的电路",EN418"紧急分断装置"等。
3)C类标准:安全产品标准。它针对特殊产品的安全性标准,如prEN616~620“手动操作装置与系统”的安全性;prEN692"机械式压力机"的安全性;prEN693"液压式压力机"的安全性等。