PLC硬件系統設計
(1) PLC 型號的選擇
① 對輸入 / 輸出點的選擇
② 對存儲容量的選擇
③ 對 I/O 響應時間的選擇
④ 根據輸出負載的特點選型
⑤ 對在線和離線編程的選擇
⑥ 據是否聯網通信選型
⑦ 對 PLC 結構形式的選擇
(2)分配輸入 / 輸出點
① 確定 I/O 通道范圍
②確定內部輔助繼電器
③ 分配定時器 / 計數器
PLC的選型
四個工位組合機床電氣控制系統有輸入信號42個,輸出信號27個,均為開關量。其中外部輸入元件包括:17個檢測元件、24個按鈕開關、1個選擇開關;外部輸出元件包括:16個電磁閥、6個接觸器、5個指示燈。
根據I/O信號的數量、類型以及控制要求,同時考慮到維護、改造和經濟等諸多因素,決定選用FX2N -64MR主機和一個輸出擴展單元FX-16EX,這樣共有48個輸入點,輸出點就是主機的32點,滿足控制要求。
中小型PLC側重于控制單臺設備或那些控制內容不是很復雜的小項目。大型PLC基本上都是擴展型PLC,能夠根據需要通過總線或其他方式增加IO點數以及種類,側重于設備、過程自動化控制等復雜工業場景,強調軟硬件結合,其CPU數據處理能力更強,掃描速度更快,當然價格相對來說也更貴。工程師在設計PLC及其有關的外圍設備前,都遵循統一的原則:更易于與工業控制系統形成一個整體,易于擴展其功能,易于編程。
CPU也稱中央處理器,是由一顆或幾顆SoC芯片組成的,是PLC的核心器件;CPU的作用是取內存儲存到的邏輯指令向系統的各個單元發令,同時對被測參數進行巡回檢測、數據處理、控制運算、報警處理及邏輯判斷等,以實現對整個PLC工作程序的控制及處理;PLC有用8位或者16位MCU作CPU,還有搭配FPGA的,品牌有西門子、微芯、恩智浦/飛思卡爾、瑞薩/NEC、芯科、AMD/賽靈思、澎湃微、中穎電子、極海、兆易創新等。2、指令及數據內存模塊的核心是存儲芯片,RAM、ROM、EPROM、EEPROM都有用到,RAM為隨機存儲器,一般都是CMOS型的,耗電極微,在PLC中通常用鋰電池作后備,失電時也不會丟失程序;ROM為只讀存儲器,系統程序固化在其中,用戶不可更改,失電不受影響;EPROM為可擦除存儲器,其寫入和擦除時都必須要用專用的寫入器和擦除器,用戶很不方便;EEPROM為電可擦除只讀存儲器,其內部的程序可通過編程器的寫入和擦除。PLC使用小容量的居多,芯片品牌有微芯、瑞薩、亞德諾/美信、超捷、英飛凌/賽普拉斯/飛索、美光、三星、芯成、兆易創新等。3、I/O接口是輸入(IN)/輸出(OUT)接口的簡稱,是PLC主機與被控對象進行信息交換的紐帶;PLC通過I/O接口與外部設備進行數據交換,PLC的輸入輸出信號有開關量、模擬量、數字量三種類型,所有的輸入輸出信號均經過光電等隔離,大大增強了PLC的抗干擾能力。通常的工業接口是RS232/RS422/RS485和TTL串口,使用半雙工或全雙工通信方式。