Tám bước lựa chọn PLC mà thợ điện không được biết

Mức độ thiết kế hệ thống sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của hệ thống điều khiển và độ tin cậy của thiết bị. Trong số đó, việc lựa chọn PLC rất quan trọng. Làm thế nào để chọn PLC phù hợp theo các yêu cầu điều khiển khác nhau và thiết kế một hệ thống điều khiển ổn định, đáng tin cậy, an toàn, thiết thực, thuận tiện cho việc gỡ lỗi và dễ bảo trì? Trong thiết kế hệ thống PLC, trước tiên phải xác định sơ đồ hệ thống và bước tiếp theo là thiết kế và lựa chọn PLC. Việc lựa chọn PLC chủ yếu là để xác định nhà sản xuất PLC và model cụ thể của PLC. Đối với sơ đồ hệ thống, cần phải có hệ thống phân tán và hệ thống I/O từ xa và các yêu cầu về truyền thông nối mạng cũng cần được xem xét. Làm thế nào để chọn PLC? Tác giả tin rằng cần có những khía cạnh sau đây. 1, Việc lựa chọn nhà sản xuất PLC chủ yếu phải xem xét yêu cầu của người sử dụng thiết bị, sự quen thuộc và thói quen thiết kế của người thiết kế với PLC của các nhà sản xuất khác nhau, tính nhất quán của các sản phẩm hỗ trợ, dịch vụ kỹ thuật và các yếu tố khác. Về nguyên tắc, xét đến độ tin cậy của bản thân PLC, miễn là nó là sản phẩm của một công ty lớn nước ngoài thì sẽ không có vấn đề gì về độ tin cậy kém. Cá nhân tác giả tin rằng, nhìn chung, trong trường hợp điều khiển thiết bị độc lập hoặc hệ thống điều khiển đơn giản, việc hỗ trợ các sản phẩm PLC của Nhật Bản có những lợi thế nhất định về hiệu quả chi phí. Đối với hệ thống điều khiển phân tán và hệ thống I/O từ xa có quy mô hệ thống lớn và yêu cầu cao về chức năng truyền thông mạng, PLC sản xuất tại Châu Âu và Châu Mỹ có nhiều ưu điểm hơn về chức năng truyền thông mạng. Ngoài ra, đối với một số ngành công nghiệp đặc biệt (như luyện kim, thuốc lá, v.v.), nên chọn hệ thống PLC trưởng thành và đáng tin cậy với hiệu suất vận hành trong các ngành liên quan. 2、 Ước tính điểm đầu vào/đầu ra (I/0) Số lượng điểm vào/ra của PLC là một trong những thông số cơ bản của PLC. Việc xác định các điểm I/O phải dựa trên tổng tất cả các điểm đầu vào/đầu ra mà thiết bị điều khiển yêu cầu. Nói chung, điểm I/O của PLC phải có biên độ thích hợp. Nói chung, điểm đầu vào và đầu ra được ước tính dựa trên điểm đầu vào và đầu ra thống kê và biên độ mở rộng 10% ~ 20% sẽ được thêm vào. Trong quá trình đặt hàng thực tế, các điểm đầu vào và đầu ra phải được điều chỉnh theo đặc tính sản phẩm của PLC của nhà sản xuất. 3、 Ước tính dung lượng bộ nhớ PLC Dung lượng bộ nhớ đề cập đến kích thước của bộ lưu trữ phần cứng do chính bộ điều khiển khả trình cung cấp. Dung lượng bộ nhớ của các PLC khác nhau có thể được tìm thấy trong bảng thông số cơ bản của PLC. Ví dụ: dung lượng lưu trữ chương trình người dùng của PLC Siemens S7-314 là 64KB và dung lượng lưu trữ chương trình người dùng của PLC S7-315-2DP là 128KB. Dung lượng chương trình là kích thước của đơn vị lưu trữ được chương trình người dùng sử dụng trong bộ nhớ, do đó dung lượng bộ nhớ phải lớn hơn dung lượng chương trình. Ở giai đoạn thiết kế, do ứng dụng người dùng chưa được chuẩn bị nên cần phải ước tính dung lượng chương trình. Làm thế nào để ước tính công suất chương trình? Các công thức khác nhau đã được đưa ra trong nhiều tài liệu văn học. Nói chung, tổng số từ trong bộ nhớ là 10~15 lần số điểm I/O kỹ thuật số và 100 lần số điểm I/O tương tự được sử dụng làm tổng số từ trong bộ nhớ (16 bit là một từ). Ngoài ra, 25% con số này được coi là tiền ký quỹ. 4, Lựa chọn chức năng giao tiếp PLC Hiện nay chức năng giao tiếp của PLC ngày càng trở nên mạnh mẽ hơn. Nhiều PLC hỗ trợ nhiều giao thức truyền thông khác nhau (một số cần được trang bị các mô-đun truyền thông tương ứng). Khi lựa chọn, bạn nên chọn chế độ liên lạc phù hợp theo nhu cầu thực tế. Các dạng mạng truyền thông chính của hệ thống PLC như sau: (1) PC là trạm chủ và nhiều PLC cùng model là các trạm phụ để tạo thành một mạng PLC đơn giản; (2) Một PLC là trạm chính và các PLC khác cùng mô hình là các trạm phụ, tạo thành mạng PLC chính-phụ; (3) Mạng PLC được kết nối với DCS lớn dưới dạng mạng con của DCS thông qua giao diện mạng cụ thể; (4) Mạng PLC chuyên dụng (mạng truyền thông PLC chuyên dụng của từng nhà sản xuất). Để giảm bớt các tác vụ giao tiếp của CPU, các bộ xử lý giao tiếp với các chức năng giao tiếp khác nhau (chẳng hạn như điểm-điểm, bus trường, Ethernet công nghiệp, v.v.) phải được lựa chọn theo nhu cầu thực tế của thành phần mạng. 5, Lựa chọn model PLC Loại PLC: PLC được chia thành loại tích hợp và loại mô-đun theo cấu trúc; PLC tích hợp có ít điểm I/O hơn và tương đối cố định nên người dùng có ít sự lựa chọn hơn. Nó thường được sử dụng trong các hệ thống điều khiển nhỏ. Loại PLC này được đại diện bởi dòng S7-200 của Siemens, dòng FX của Mitsubishi, dòng CPM1A của Omron, v.v. PLC mô-đun cung cấp nhiều mô-đun I/O khác nhau có thể được cắm vào tấm đế PLC, để người dùng có thể lựa chọn và cấu hình hợp lý các điểm I/O của hệ thống điều khiển theo nhu cầu của mình. Do đó, cấu hình của PLC mô-đun rất linh hoạt và thường được sử dụng trong các hệ thống điều khiển cỡ lớn và vừa. Ví dụ: dòng S7-300 và dòng S7-400 của Siemens, dòng Q của Mitsubishi, dòng CVM1 của Omron, v.v. 6、 Lựa chọn mô-đun I/O （1） Lựa chọn mô-đun đầu vào/đầu ra kỹ thuật số: Việc lựa chọn các mô-đun đầu vào và đầu ra kỹ thuật số phải xem xét các yêu cầu ứng dụng. Ví dụ, đối với các mô-đun đầu vào, các yêu cầu ứng dụng như mức tín hiệu đầu vào và khoảng cách truyền phải được xem xét. Ngoài ra còn có nhiều loại mô-đun đầu ra, chẳng hạn như loại đầu ra tiếp điểm rơle, loại đầu ra thyristor hai chiều AC120V/23V, loại điều khiển bóng bán dẫn DC24V, loại điều khiển bóng bán dẫn DC48V, v.v. Nói chung, mô-đun đầu ra rơle có ưu điểm là giá thấp và dải điện áp rộng, nhưng tuổi thọ ngắn, thời gian đáp ứng dài và cần thêm mạch hấp thụ đột biến khi sử dụng cho tải cảm ứng; Mô-đun đầu ra thyristor hai chiều có thời gian đáp ứng nhanh, thích hợp cho việc chuyển mạch thường xuyên và tải hệ số công suất cảm ứng thấp, nhưng đắt tiền và khả năng quá tải kém. Ngoài ra, mô-đun I/O có thể được chia thành 8 điểm, 16 điểm, 32 điểm và các thông số kỹ thuật khác tùy theo số lượng điểm I/O, cần được trang bị hợp lý theo nhu cầu thực tế. (2) Lựa chọn mô-đun đầu vào/đầu ra analog: mô-đun đầu vào analog có thể được chia thành loại đầu vào hiện tại, loại đầu vào điện áp, loại đầu vào cặp nhiệt điện, v.v. theo loại tín hiệu đầu vào của đại lượng analog. Loại đầu vào hiện tại thường có cấp tín hiệu là 4~20mA hoặc 0~20mA; Mô-đun đầu vào loại điện áp thường có mức tín hiệu 0~10V, - 5V~+5V, v.v. Một số mô-đun đầu vào analog có thể tương thích với tín hiệu đầu vào điện áp hoặc dòng điện. Mô-đun đầu ra tương tự cũng được chia thành mô-đun đầu ra loại điện áp và mô-đun đầu ra loại hiện tại. Tín hiệu đầu ra hiện tại thường có 0-20mA và 4-20mA. Tín hiệu đầu ra loại điện áp thường bao gồm 0~10V, - 10V~+10V, v.v. Mô-đun đầu vào và đầu ra tương tự có thể được chia thành 2 kênh, 4 kênh, 8 kênh và các thông số kỹ thuật khác tùy theo số lượng kênh đầu vào và đầu ra. 7, Mô-đun chức năng Các mô-đun chức năng bao gồm mô-đun truyền thông, mô-đun định vị, mô-đun đầu ra xung, mô-đun đếm tốc độ cao, mô-đun điều khiển PID, mô-đun điều khiển nhiệt độ, v.v. Phải xem xét khả năng kết hợp các mô-đun chức năng khi lựa chọn PLC. Việc lựa chọn các mô-đun chức năng liên quan đến cả phần cứng và phần mềm. Về phần cứng, trước hết cần lưu ý rằng mô-đun chức năng có thể được kết nối thuận tiện với PLC và PLC phải có các kết nối, vị trí lắp đặt và giao diện liên quan, cáp kết nối và các phụ kiện khác. Về phần mềm, PLC phải có chức năng điều khiển tương ứng, thuận tiện cho việc lập trình các module chức năng. Ví dụ, PLC dòng FX của Mitsubishi có thể điều khiển thuận tiện các mô-đun chức năng tương ứng thông qua các lệnh "TỪ" và "ĐẾN". 8, Nguyên tắc chung Sau khi xác định chung mô hình và thông số kỹ thuật PLC, các thông số và thông số cơ bản của từng thành phần của PLC có thể được xác định từng cái một theo yêu cầu điều khiển và có thể chọn mô hình của từng mô-đun thành phần. Cần tuân thủ các nguyên tắc sau đây khi lựa chọn mô hình mô-đun. （1） Tiện lợi: Nói chung, với tư cách là một PLC, có nhiều loại mô-đun có thể đáp ứng các yêu cầu điều khiển. Việc lựa chọn phải dựa trên nguyên tắc đơn giản hóa thiết kế mạch, tạo thuận lợi cho việc sử dụng và giảm thiểu số lượng bộ điều khiển bên ngoài. Ví dụ, đối với mô-đun đầu vào, dạng đầu vào có thể được kết nối trực tiếp với phần tử phát hiện bên ngoài phải được ưu tiên để tránh sử dụng mạch giao diện. Đối với mô-đun đầu ra, mô-đun đầu ra có thể điều khiển tải trực tiếp phải được ưu tiên và rơle trung gian và các thành phần khác phải được giảm thiểu. （2） Tính phổ quát: Khi lựa chọn mô hình, hãy xem xét tính thống nhất và phổ quát của các mô-đun PLC để tránh có quá nhiều loại mô-đun. Điều này không chỉ có lợi cho việc mua sắm và giảm thiểu phụ tùng thay thế mà còn có thể tăng khả năng thay thế lẫn nhau của các bộ phận khác nhau của hệ thống, mang lại sự thuận tiện cho việc thiết kế, vận hành và bảo trì. （3） Khả năng tương thích: Khi lựa chọn từng mô-đun thành phần của hệ thống PLC, phải xem xét đầy đủ đến khả năng tương thích. Để tránh vấn đề tương thích kém, nhà sản xuất các bộ phận chính của hệ thống PLC không nên có quá nhiều. Nếu có thể, hãy cố gắng chọn sản phẩm từ cùng một nhà sản xuất.