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西门子plc控制系统设计的使用环境原则

作者:plc小王 来源:西门子plc 发布日期:2019-06-17 09:34 阅读: 二维码分享

     一般编程人员会认为,西门子plc控制系统设计极大地促进了基于西门子plc使用环境的控制功能和控制系统水平的提高,应在很大程度上避免这种影响。小编今天就针对plc在控制系统中的应用,来谈谈自己的见解,共分为以下几部分。

 西门子PLC控制系统设计原则

  1)实用性

  实用性是控制系统设计的基本原则。在研究受控对象时,工程师还必须了解使用控制系统的环境,以便控制系统可以设计为满足用户的所有要求。硬件应尽可能小巧灵活,软件应简单方便。

  2)可靠性

  可靠性是控制系统的一个非常重要的原则。对于某些可能存在危险的系统,必须保证控制系统长期稳定、安全、可靠地运行。即使控制系统本身存在问题,也至少能保证不会造成人员和财产的重大损失。在系统规划的初始阶段,应充分考虑系统可能存在的问题,提出不同的设计方案,并选择一个非常可靠、易于实施的解决方案。在硬件设计中,应根据设备的重要性考虑适当的备份或冗余。在软件设计中,应采取相应的保护措施,确保不存在重大遗漏,并可在反复试验后进行在线调试操作。

  3)经济性

  这就要求工程师使系统的软件和硬件配置既经济又经济,同时又实用可靠。不要盲目追求新技术和高性能。硬件的选择应以节约和利用为基础,软件应在开发周期和产品功能之间取得平衡。还应考虑所使用的产品是否能够获得完整的技术信息和售后服务,以降低开发成本。

  4)可扩展性

  这要求工程师在系统的整体规划中充分考虑用户未来的生产开发和过程改进要求,并且应该在控制器的计算能力和I / O端口数量方面具有适当的余量,同时保留外部扩展。用于系统扩展和监控需求的接口。

  5)先进性

  这就要求工程师在硬件设计中采用先进的技术和成熟的产品组成控制系统,以保证系统在一定的时间内保持先进,不会被市场淘汰。该原理与经济性相结合,使控制系统具有成本效益。

  西门子plc控制系统设计流程

   在设计控制系统时,必须遵循一定的设计过程,掌握设计过程,提高设计效率和控制系统的正确性。受控对象的分析与描述对受控对象的分析是对受控对象的流程进行详细分析,并了解其工作特性。这一阶段需要与用户进行深入的交流,以确保分析的全面性和准确性。在设计控制系统时,通常需要满足某些特定的目标和要求,即满足实际应用或客户的需要。在分析受控物体时,必须考虑到这些指标和要求。综合分析后,有必要根据一定的原理对控制对象进行工程上的准确描述,为plc控制系统的设计奠定良好的基础


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 1)系统规模

  根据受控对象的工艺流程,复杂性和技术要求,系统的规模可分为三种尺寸:大,中,小。确保硬件资源具有一定的保证金而不是浪费。

  小型控制系统适用于单机或小型生产过程。顺序控制是主要方法。信号主要是交换的。I/O点很少(少于128点)。不需要准确度和响应时间。S7-200通常用于满足控制要求。

  中型控制系统适用于复杂的逻辑和闭环控制的生产过程,有大量的i/o点(介于128和512之间)和一些特殊的功能,如pid控制。一般选用s7-300等。

  大型控制系统适用于大规模过程控制,DCS系统和工厂自动化网络控制。 I / O点的数量较多(高于512点),控制对象的过程更复杂,对准确性和响应时间的要求更高。应选择具有智能控制,高速通信,数据库,功能计算等的高端西门子plc,如S7-400。

  2)硬件配置

  根据系统规模和客户技术估计控制系统的I/O点数。分析了被控对象的过程,计算了I/O点和I/O类型。根据不同的设备和生产区域,定义每个I/O点的位置和功能。添加10%到20%的备份,给出I/O点的详细列表。

  3)软件配置

  根据控制系统的设计要求选择合适的软件,包括系统平台软件和编程软件。

  上位机监控软件的选择。首先,您需要考虑监控的点数;是否有报警显示,趋势分析,报告打印和历史记录。

  4)控制功能

  要正确控制控制系统的大小,必须首先了解每个控制器的特性,例如性能参数、应用程序、行业解决方案、可靠性和多功能性。如何选择控制系统一般遵循以下几点:

  控制系统是否需要冗余,i/o信号模块是否需要冗余,通信是否需要冗余。

  有多少个控制点,包括数字输入和输出点,模拟输入和输出点。

  受试者的治疗过程是否复杂,是否需要抗哮喘等特殊功能。

  模拟信号是否需要安全栅;信号类型、电压类型或电流类型;电压和电流测量范围。

  是否需要插入信号模块并在线更换。如果需要,还需要考虑额外的特殊背板插槽。

  当系统和外部故障(如短路或伪造)发生时,信号模块需要自动将输入和输出信号切换到预设的安全值。如有必要,考虑使用故障安全控制器和信号模块。

  当需要与第三方设备通信时,需要考虑通信距离的长度和相应的通信接口协议,并选择不同的通信模块。

  1)受控制物体的分析。详细分析控制对象的工艺流程,了解其工作特性。这一阶段需要与用户进行深入的交流,以确保分析的全面性和准确性。

  2)绘制流程图。在***步之后,您应该彻底了解受控对象的整个流程。为了更直观和简洁的表示,绘制了流程图以准备后续系统设计。

  3)PID映射可用于过程控制系统中表示控制关系。

  西门子plc控制系统总体设计

  在设计控制系统之前,您需要演示系统的解决方案。它主要是预测和估计整个系统的可行性。在这个阶段,有必要充分考虑在系统的设计和实现中将遇到的各种问题。如果您没有经历过该项目,则应仔细检查该站点并详细说明设计系统中每个步骤的可行性。特别是在硬件实现阶段,稍微粗心一点会造成很多麻烦。如果系统不成功,将导致严重的人员和财产损失。实施项目的障碍通常是由于这一步骤缺乏努力。

  系统的总体设计与整个系统的总体架构有关,必须仔细考虑每个细节。首先,它必须能够满足用户的基本要求;其次,为了保证系统的可靠性,不可能出现频繁的故障,即使出现故障,也不会造成很大的损失;其次,经济性等方面的考虑。

  一般来说,在系统总体设计时,需要考虑下面几个问题:

 (1)确定系统是由西门子plc单独控制,它主要根据系统的规模和用户要求的来进行系统配置。对于一般的中小型过程控制系统,西门子plc独立控制基本上可以满足功能要求。但是,也可以利用分散控制系统的概念,其中分散,管理和监控风险和控制。这可以大大提高系统的可靠性。

  (2)是否需要与其他部分沟通?整个控制系统至少由控制器、被控对象和监控系统三部分组成。因此,控制器至少与监控系统通信。是否与其他控制单元或部门通信取决于用户的请求。通常,如果用户不请求,就会有这样的通信接口。

  (三)使用哪种通信方式。一般地说,profibus dp用于现场控制级别,profinet用于从现场控制级别到监控系统的通信。然而,有时它们可以互换使用,适当的通信手段可以逐案选择。

  (4)是否需要冗余备份系统。根据系统所需的安全级别,选择其他方法。在数据存档的情况下,可以使用OS服务器冗余来防止存档数据的丢失;在自动化站(AS)中,可以冗余地使用控制器以防止系统因故障而导致系统停机或不可预测的结果。我备份了系统。选择正确的冗余备份可以大大提高系统的可靠性。

  在选择控制系统之前,首先要考虑如何构建系统的网络结构。图1-2显示了网络结构。

  确定系统的操作站、过程控制站和位置如何相互连接。是否需要工业以太网交换机。

  在正常情况下,现场控制室和主控制室以及电控柜都放置在远处的两个地方。为了确保信号的稳定性和可靠性,认为光缆连接到每个开关。同时,为了重新定义通信线路,考虑具有荣誉管理功能的工业以太网交换机,并且现场操作站和过程控制站形成为光纤环网络。以这种方式,即使在一个方向上的通信被破坏,也可以在另一个方向上继续通信。

  对于过程控制站与实时信号的连接,传统的方法是通过硬件将现场信号直接连接到过程控制站。因此,如果距离太远,信号传输就会耗尽,特别是模拟信号。当信号点较多时,接线也比较复杂,浪费了材料。因此,分布式I/O从站(如果现场处于危险区域,则需要本质安全的分布式I/O从站)通常安装在现场,实时信号直接连接到I/O从站。信号通过现场总线传输到过程控制站。

  理解和学习作为自动化的重要基础,已成为工业控制领域的重要基石。

       总结:本文主要关于西门子plc控制系统设计以及西门子plc使用环境条件,容感电气专注控制系统15年,是一家以研发工业控制系统为主,以科技为导向,集科研、开发、生产、销售及服务为一体高新技术企业。提供电气自动化控制产品研发、生产、销售及工业控制配套、系统设计、技术咨询服务


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