PLC选型计算书.docx
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PLC选型计算书
PLC选型计算书
PLC选型计算书
在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。
工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。
PLC及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型。
所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统。
PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。
熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。
O点数
输入/输出（I/O）点数是PLC可以接受的输入信号和输出信号的总和，是衡量PLC性能的重要指标，选择PLC的首要条件。
I/O点数越多，外部可接的输入设备和输出设备就越多，控制规模就越大。
包括数字量输入输出和模拟量输入输出。
模拟量输入输出和数字量输入输出：
模拟量是指变量在一定范围连续变化的量，也就是在一定范围（定义域）内可以取任意值（在值域内），如温度、压力、液位。
数字量是分立量，它是离散的，而不是连续变化量，只能取几个分立值，如二进制数字变量只能取两个值，在PLC中只有0和1。
一般选择比控制点数多10%~30%的PLC.这有几方面的考虑:
1、可以弥补设计过程中遗漏的点;
2、能够保证在运行过程中个别点有故障时,可以有替代点;
3、将来增加点数的需要.
用电模块
数字输入
数字输出
模拟输入
模拟输出
伺服驱动器
15
15
空开
滤波器
熔断器
照明灯（继电器）
1
照明灯按钮
1
X-ray指示灯
1
1
起动按钮
1
急停按钮
1
报警灯
1
位置开关
6
风扇
1
风扇开关
1
熔断器
接触器
5
继电器
5
温度传感器
2
变压器
整流器
CNC控制台
10
2
摄像头
高压发生器
球管
平板探测器
开关电源
合计
36
31
2
0
考虑20%余量
44
38
4
2
I/O点数的估算：
2.存储器容量
存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。
设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。
为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。
存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。
存储器容量的估算：
DI+DO=44+38=82
AI+AO=4+2=6
容量=82*15+6*100=1830B
考虑25%余量：
容量=1830*（1+25%）=2288B
3.PLC电源
PLC一般有两种供电方式：
220VAC和24VDC。
PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外，一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电网电压一致。
重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。
PLC内部配有一个专用开关型稳压电源，它将交流／直流供电电源变换成系统内部各单元所需的电源，即为PLC各模块的集成电路提供工作电源。
PLC一般使用220V的交流供电电源。
PLC内部的开关电源对电网提供的电源要求不高，与普通电源相比，PLC电源稳定性好、抗干扰能力强。
许多PLC都向外提供直流24V稳压电源，用于对外部传感器供电。
但总得来说，普遍使用24VDC供电方式，在我国占大多数。
220VAC：
由于动力电路电压为220V，采用此种方法供电会十分方便。
用于不太重要的场合，节省成本，简化接线。
动力线220V会干扰PLC的直流输入输出。
24VDC：
用于比较重要和复杂的机构，如带伺服、高频脉冲输出。
当PLC的点数较多，超过本身的带载能力时也需要外部提供24V电源（开关电源，直流稳压电源）。
会增加成本（需要开关电源，或者变压+整流+滤波）
综上所述
拟采用24VDC供电方式。
4.通信类型
PLC的通信类型有：
A.MPI通信
B.串口通信（RS232/485）
C.PROFIBUS通信
D.工业以太网
E.ASI通信
F.PPI通信
G.远程无线通信
通讯协议：
TCP、UDP、S7、profibus、pofinet、MPI、PPI、MODBUS==
PLC上自带通信端口一个或两个（RS232/485），其余复杂的通信要求需要增添通讯模块。
对我们来说，串口RS232/485已结足够使用。
5.控制功能的选择
运算功能要求:
高速计数器：
对编码器反馈回来的脉冲信号进行计数。
PID控制：
把编码器反馈回来的信息与控制信息比较，重新计算位置，通过比例微分积分形成闭环控制，对载物台形成精确的位置控制。
高频脉冲输出：
对伺服电机实行脉冲+方向+使能的控制，例如：
发送脉冲信号，控制电机的转速和位置（脉冲个数），发送方向信号。
发送使能信号。
点动控制：
控制台的手柄属于点动控制。
6.总结
总的来说，Puma对PLC功能上的要求不高，较为复杂的也就是对伺服电机的位置控制和与PC的通信，市面上的PLC都可以做到。
PLC都是模块化可扩展的，在功能上是可添加的，例如I/O点数不够，可以再扩展一个输入输出模块，其他如工业通信联网、温度测量、称重、AI/AO、位置控制模块、HMI操作面板等都可以另行配置。
因此，主要侧重点在选择何种品牌。
可选的有：
1、西门子s7-200CN系列：
CPU221（6DI/4DO）、CPU222CN（8DI/6DO）、
CPU224CN（14DI/10DO）、
CPU224XPCN/224XPsiCN（14DI/10DO+2AI/1AO）//CPU自带
CPU226CN（24DI/16DO）
2、三菱FX2N系列、FX3系列
3、欧姆龙CP1系列
西门子、三菱、欧姆龙PLC的比较：
一、西门子
1、西门子功能强大，系统稳定，性能质量好
2、最早进入中国，认可度较高，会的人最多，市场占有率最高。
3、网络组合灵活，模块化，西门子有结构化的编程方式，程序由若干子程序组成，通过主程序调用。
方便查找故障和调试。
4、支持多种通信协议。
5、适用多种人机界面和监控组态软件利于多厂家设备的通讯与集成，西门子做了很多功能块，减少了设计人员的负担。
6、价格贵、价格透明
7、可操作性强，有相配套的伺服系统和组态软件，常用于大型和复杂的自动化控制，保密性相对其它品牌的要好。
8、通讯和模拟量是强项。
9、抗干扰性好。
10、运行频率高，处理速度快。
11、更加规范、编程软件比三菱强很多。
功能块、子程序、中断、局部变量都比较清晰。
纵向和横向兼备的结构，相同的功能只需要编一次程序即可，大大减少了开发难度和时间。
11、S7-200的模拟量输入输出程序非常简单方便，AD、DA值可以不需编程直接存取的，三菱的FX2N及其以前的系列都需要非常繁琐的FROM?
TO指令，FX3U才支持此功能。
12、CPU226和CPU224XP，标准配置2个485口即PPI口，最大通讯速度，三菱FX3U之前的所有系列都是一个可怜的422口，而且速度是。
如果需要连个智能仪表则必须另购FX2N0-485BD等特殊模块。
13、存储空间大。
14、通信口由两个，三菱只有一个。
15、市场占有率第一。
二、三菱
1、擅长精准定位。
2、模拟量处理方面不如西门子。
3、时钟频率相对西门子稍低，运行频率不如西门子快。
4、通信方面不如西门子强大。
5、编程软件不如西门子，程序不是结构化，所有程序都在一个主程序里，如果程序较长，调试起来会很麻烦。
6、程序简单，上手快，不像西门子那样复杂。
7、三菱小型PLC有SFC步进梯形图功能，而西门子S7-200没有。
SFC在流程顺序控制中极其方便，编程效率极大提高，特别是维护或功能增加修改都十分方便。
8、它们的编程理念不同，三菱plc是日系品牌，编程直观易懂，直来直去、学习起来会比较轻松，而西门子plc是德国品牌，指令比较抽象，学习难度较大，但指令较少。
9、三菱的优势在于离散控制和运动控制，三菱的指令丰富，有专用的定位指令，控制伺服和步进容易实现，要实现某些复杂的动作控制也是三菱的强项。
在这方面西门子不如三菱。
10、三菱的模拟量模块价格昂贵，程序复杂，西门子的模拟量模块价格便宜，程序简单。
西门子做通信也容易，程序简单，三菱在这块功能较弱。
过程控制与通信控制西门子是强项。
11、高速计数器指令比西门子S7-200方便。
12、PPI口比西门子的皮实，西门子的PPI口是非光电隔离的，非规范操作和仿制的编程电缆可能会导致串口损坏。
13、市场占有率第二。
三、欧姆龙
1、编程简单，况且全中文，编程也挺方便的。
2、运行稳定。
性能不如西门子稳定。
总体性能不如西门子和三菱。
3、价格略低。
4、只能适用于小工控，对于大型的项目在处理数度和量的处理方面相对别的品牌还有差别，简单便宜，适合做小项目。
小型机性能不比西门子差多少。
5、她的市场占有率第三。
6、用2位的7段LED显示，将PLC的状态更简易地进行告知，这样，可以提高设备运行中故障状态的检测和维护性。
7、系统扩展性好，CP1H系列PLC最多可以连接7个I/O扩展单元，每个I/O扩展单元具有40个I/O点，加上CPU单元本身内置的40个I/O点，CP1H系列PLC可以处理的最大I/O点数达320点。
8、CP1H系列PLC的CPU单元具有模拟量输入／输出功能、高速中断输入功能、高速计数功能和可调占空比的高频脉冲输出功能，可以实现模／数与数／模转换、精确的定位控制和速度控制，可以高速处理约400条指令。
9、用户可以根据实际需求自行创建相应的功能块，将标准的多个电路编制在一个功能块中，只要将其插入梯形图主程序中，并在输入输出中设定参数，就可以方便地对复杂的电路进行反复调用。
这样可以大大减少程序编制与调试的工作量以及编码错误，增强可读性。
10、程序组织结构化。
CP1H系列PLC可将程序划分为最多32个实现不同控制功能的循环任务段，另外提供了电源断开中断、定时中断、I/O中断和外部I/O中断等4类256个中断任务，这种任务式的程序组织模式提高了大型程序开发的效率，调试维护更加简便，改善了系统的响应性能。
西门子、三菱、欧姆龙的价格差距大概为：
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