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浔之漫 智控技术有限公司  上海诗慕自动化设备有限公司
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PLC 硬件系统设计

1 ． PLC 型号的选择

在作出系统控制方案的决策之前，要详细了解被控对象的控制要求，从而决定是否选用 PLC 进行控制。

在控制系统逻辑关系较复杂（需要大量中间继电器、时间继电器、计数器等）、工艺流程和产品改型较频繁、需要进行数据处理和信息管理（有数据运算、模拟量的控制、 PID 调节等）、系统要求有较高的可靠性和稳定性、准备实现工厂自动化联网等情况下，使用 PLC 控制是很必要的。

目前，国内外众多的生产厂家提供了多种系列功能各异的 PLC 产品，使用户眼花缭乱、无所适从。所以全面权衡利弊、合理地选择机型才能达到经济实用的目的。一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨，不要盲目贪大求全，以免造成投资和设备资源的浪费?；偷难≡窨纱右韵录父龇矫胬纯悸?。

（ 1 ）对输入 / 输出点的选择

盲目选择点数多的机型会造成一定浪费。

要先弄清除控制系统的 I/O 总点数，再按实际所需总点数的 15 ～ 20 ％留出备用量（为系统的改造等留有余地）后确定所需 PLC 的点数。

另外要注意，一些高密度输入点的模块对同时接通的输入点数有限制，一般同时接通的输入点不得超过总输入点的 60 ％； PLC 每个输出点的驱动能力（ A/ 点）也是有限的，有的 PLC 其每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异；一般 PLC 的允许输出电流随环境温度的升高而有所降低等。在选型时要考虑这些问题。

PLC 的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级，但这种 PLC 平均每点的价格较高。如果输出信号之间不需要隔离，则应选择前两种输出方式的 PLC 。

（ 2 ）对存储容量的选择

本地用户界面支持纯文本，图像和多种可选语言
5.参数设置和功能激活（例如紧密关闭，特性曲线，部分行程测试）可以在定位器上完成或使用SIMATIC PDM（HART定位器）
6.可在-40 °C到+85 °C (-40 °F至+185 °F）的温度范围内使用
7.直行程和角行程执行机构采用同一型号的阀门定位器，或单作用或双作用
8.扩展诊断功能（静摩擦，死区，阀芯阀座磨损，等等）作为标配包含在每台定位器中
9.部分行程测试用于SIL 2应用测试
10.SIL 2安全排气
11.高防护等级IP66

绥化市西门子授权总代理商

应用
纵览
SITRANS VP300智能电气阀门定位器主要应用于以下领域：
1.化学工业
2.石油与天然气
3.发电
4.食品与饮料
5. 造纸
6.水和污水
7.制药
8. 采矿与散装智能电气阀门定位器用于带单作用或双作用气动执行机构的过程阀门的连续控制。安装在各种直行程和角行程执行机构上。
阀门定位器通过 设定信号提供设定点和电力供应。作4 ~ 20 mA为选择，也可用HART通讯和带数字输入输出的报警单元。位置反
馈为可选?？椋褂? ~ 20 mA信号输出阀门位置。
防爆产品
除用于非危险场合的产品之外，还拥有本安设计的Ex ia和Ex n的产品。

SIL
SITRANS VP300可作为SIL设备使用。在此情形下，下列各项适用：
SIL 2安全关断功能。使用数字输入DI 3或电源（信号）/气源故障的情况下，执行器压力Y1被排空，所连接的单作用执行机构驱动阀门至安全终端位置。在 的应用中， 设备需要认证以测试部分行程。部分行程
SIL 2 SIL测试的结果通过数字输出DO 1（故障 - 安全）报告，也可选用HART通讯报告。
产品型号
定位器有以下几种型号：
1.用于单作用和双作用执行机构
2.用于非危险区
3.本安产品Ex ia或Ex n
4.带HART通讯

监控功能
SITRANS VP300有很多种不同的监控功能。它们监测执行机构和阀门并与定义的限值作比较。如果超过限值，将显示相应的诊断信息。此信息对于执行机构和阀门的诊断或许非常重要。下列测量数据（某些带可调限值）被设定和监测：
1.行程累计
2.行程方向改变次数
3.报警计数
4.死区
5.阀门极限位置（例如阀座磨损或沉淀物堆积的监测）
6.运行小时数（按照温度和行程范围）以及/温度
7.阀门定位时间

对用户存储容量只能作粗略的估算。在仅对开关量进行控制的系统中，可以用输入总点数乘 10 字 / 点＋输出总点数乘 5 字 / 点来估算；计数器/ 定时器按（ 3 ～ 5 ）字 / 个估算；有运算处理时按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模拟量输入 / 输出的系统中，可以按每输入 / （或输出）一路模拟量约需（ 80 ～ 100 ）字左右的存储容量来估算；有通信处理时按每个接口 200 字以上的数量粗略估算。后，一般按估算容量的50 ～ 100 ％留有裕量。对缺乏经验的设计者，选择容量时留有裕量要大些。

（ 3 ）对 I/O 响应时间的选择

PLC 的 I/O 响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟（一般在 2 ～ 3 个扫描周期）等。对开关量控制的系统，PLC 和 I/O 响应时间一般都能满足实际工程的要求，可不必考虑 I/O 响应问题。但对模拟量控制的系统、特别是闭环系统就要考虑这个问题。

（ 4 ）根据输出负载的特点选型

不同的负载对 PLC 的输出方式有相应的要求。例如，频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型的，而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的 PLC 有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格相对较便宜，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的 PLC 。

（ 5 ）对在线和离线编程的选择

离线编程示指主机和编程器共用一个 CPU ，通过编程器的方式选择开关来选择 PLC 的编程、监控和运行工作状态。编程状态时， CPU 只为编程器服务，而不对现场进行控制。编程器编程属于这种情况。在线编程是指主机和编程器各有一个 CPU ，主机的 CPU 完成对现场的控制，在每一个扫描周期末尾与编程器通信，编程器把修改的程序发给主机，在下一个扫描周期主机将按新的程序对现场进行控制。计算机辅助编程既能实现离线编程，也能实现在线编程。在线编程需购置计算机，并配置编程软件。采用哪种编程方法应根据需要决定。

（ 6 ）据是否联网通信选型

若 PLC 控制的系统需要联入工厂自动化网络，则 PLC 需要有通信联网功能，即要求 PLC 应具有连接其他 PLC 、上位计算机及 CRT 等的接口。大、中型机都有通信功能，目前大部分小型机也具有通信功能。

（ 7 ）对 PLC 结构形式的选择

在相同功能和相同 I/O 点数据的情况下，整体式比模块式价格低。但?？槭骄哂泄δ芾┱沽榛睿薹奖悖ɑ荒？椋?，容易判断故障等优点，要按实际需要选择 PLC 的结构形式。

2 ．分配输入 / 输出点

一般输入点和输入信号、输出点和输出控制是一一对应的。

分配好后，按系统配置的通道与接点号，分配给每一个输入信号和输出信号，即进行编号。

在个别情况下，也有两个信号用一个输入点的，那样就应在接入输入点前，按逻辑关系接好线（如两个触点先串联或并联），然后再接到输入点。

（ 1 ）确定 I/O 通道范围