西门子S7-1500PLC 控制器产品系列中具有较大容量程序及数据存储器的 CPU,适用于具有较高程序范围和联网要求的苛刻应用。具有*处理速度,适用于二进制和浮点运算。用于系列机器、机器以及工厂中的跨领域自动化任务,在具有集中式和分布式 I/O 的生产线上作为集中式控制器使用。
产品简介
详细介绍
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PLC还是DCS 企业该如何选择控制系统
PLC控制系统
在可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)之间如何抉择,要取决于具体的项目和工厂类型。因为应用场合不同,对控制系统的要求也各不相同。
自动化项目要想成功,首先需要自动化工程师、设计工程师一起评估应用需求,然后选择有效的控制系统平台。这些决定将会对工厂的经营业绩带来长远的影响,在某些情况下,影响可长达25年甚至更多。大多数控制系统的决策,可归结为选择可编程逻辑控制器(PLC)或分布式控制系统(DCS)。有时,某种选择非常适合于一个工厂,而在另外一种情况下,它可能就不适用了。在选择控制系统时考虑的因素越多,就越有助于实现短期和*目标。
控制系统平台,对自动化系统满足优化生产、维持可用性和获取数据等需求的方式,会有一定的影响。在选择控制系统方面缺乏远见,也可能会影响未来的扩展、流程优化、用户满意度和公司利润。
除了一些基本准则之外(比如如何控制过程),设计团队还必须考虑安装、可扩展性、维护、保养等方面的各种因素。
目前,虽然对小设备来讲,PLC系统可能是划算的,但DCS系统则提供了更具经济性的可扩展能力,更可能获得较高的初始投资回报。
PLC是一种工业计算机,用于控制生产制造过程,如机器人、高速包装、装瓶和运动控制等。在过去20年里,PLC增添了更多的功能,为小型工厂和装置创造了更多的效益。PLC通常是单机系统运行,但也可以与其它系统集成,经由通信来实现彼此之间的连接。由于每个PLC都有自己的数据库,因此集成需要控制器之间某种程度的映射。这使PLC特别适用于那些对扩展没有太大需求的小型应用程序。
DCS系统则将控制器分散在自动化系统中,并提供通用的接口、*的控制、系统级数据库以及易于共享的信息。传统上,DCS主要应用于过程工艺和比较大的工厂,在整个工厂的生命周期中,大型系统应用程序更容易维护。
PLC和DCS系统一般分别适用于离散和过程生产制造。使用PLC系统的离散生产制造设施,一般由单独的生产装置组成,主要用于完成部件的组装,例如打标签、填充或研磨等。过程制造设施,通常使用自动化系统,以连续和批处理的方式按照配方而不是按件生产。大型连续加工设备,如炼油厂和化工厂,都使用DCS自动化系统。混合应用通常同时使用PLC系统和DCS系统。为某个应用选择控制器,需要考虑过程的规模、可扩展性和未来的更新计划、集成需求、功能、高可用性以及工厂设施整个生命周期的投资回报等等诸多因素。
过程规模:需要多少输入/输出(I/O)点?小系统(<300个I/O点)可能预算较少,因此用PLC系统更适合。想要将DCS系统应用到较小的项目上,其实并不容易,相反,它在大工厂应用中更能发挥其功能。由于拥有全局数据库,DCS系统更易于管理和升级,任何变更都是全局性的。
升级计划:规模较小的工业过程可以适用PLC系统,但如果该过程需要扩展或升级,则需要增加更多的PLC硬件和数据库,并且需要进行单独维护。这是一个耗时、费力的过程,而且容易出现错误。DCS系统更容易升级,比如可以从*集线器对用户受信进行管理,因此就更易于保养和维护。
集成需求:对于单机装置,PLC系统是理想选择。当工厂配置多个PLC系统时,就会产生相互连接的要求。这一般很难实现,因为通常需要利用通信协议对数据进行映射。集成当然没有问题,但当有变更需求时,那用户的麻烦就来了:一旦某个PLC系统做了变更,就可能会导致两个PLC不能正常通讯,这是因为数据映射受到影响的缘故。对DCS系统而言,则根本不需要映射,配置变更只是一个简单的过程;控制器是系统自带的。
功能需求:某些行业和设施需要历史数据库、流线型的报警管理、以及配置通用用户接口的*控制室。有些则需要制造执行系统(MES)的集成、*的控制和资产管理。DCS系统内置这些应用,使其很容易被添加到自动化工程应用中,而无需增加独立的服务器,也不会增加集成成本。从这方面讲,DCS系统经济性更高,而且可以提高生产力,降低风险。
生命周期投资回报率:设施的需求,因行业而异。对于规模较小的工艺工程,没有扩展需求,也不需要与其它工艺过程区域集成,因此PLC系统具有较好的投资回报率。DCS系统可能具有较高的安装成本,但从全生命周期来看,DCS系统所带来的产量增加和安全效益,会抵消一部分成本。
平衡短期需求与*愿景,对操作确定性和改善工厂运行、维护非常关键。
PLC控制系统出现功能性故障时如何解决
PLC控制系统
外围电路元器件故障
此类故障在PLC工作一定时间后的故障中经常发生。在PLC控制回路中如果出现元器件损坏故障,PLC控制系统就会立即自动停止工作。
输入电路是PLC接受开关量、模拟量等输入信号的端口,其元器件质量的优劣、接线方式及是否牢靠也是影响控制系统可靠性的重要因素。
对于开关量输出来说,PLC的输出有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出三种形式,具体选择哪种形式的输出应根据负载要求来决定,选择不当会使系统可靠性降低严重时导致系统不能正常工作。
此外PLC的输出端子带负载能力是有限的.如果超过了规定的大限值.必须外接继电器或接触器.才能正常工作。
外接继电器、接触器、电磁阀等执行元件的质量,是影响系统可靠性的重要因素。常见的故障有线圈短路、机械故障造成触点不动或接触不良
端子接线接触不良
此类故障在PLC工作一定时间后随着设备动作的频率升高出现。由于控制柜配线缺陷或者使用中的震动加剧及机械寿命等原因,接线头或元器件接线柱易产生松动而引起接触不良。
这类故障的排除方法是使用万用表,借助控制系统原理图或者是PLC逻辑梯形图进行故障诊断维修。对于某些比较重要的外设接线端子的接线,为保证可靠连接.一般采用焊接冷压片或冷压插针的方法处理。
PLC出现非正常工作的功能性故障
1、PLC受到干扰引起的功能性故障
自动化系统中所使用的各种类型PLC是专门为工业生产环境而设计的控制装置在设计和制造过程中采用了多层次抗干扰和精选元件措施.故具有较强的适应恶劣工业环境的能力、运行稳定性和较高的可靠性因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用。PLC受到的干扰可分为外部干扰和内部干扰。
在实际的生产环境下,外部干扰是随机的,与系统结构无关,且干扰源是无法消除的只能针对具体情况加以限制内部干扰与系统结构有关.主要通过系统内交流主电路模拟量输入信号等引起,通过精心设计系统线路或系统软件滤波等处理.可使内部干扰得到大限度的抑制。
PLC生产现场的抗干扰技术措施通常从电源与接地保护、接线安排屏蔽和抗噪声等4个方面着手考虑:
(1)、电源与接地保护
PLC本身的抗*力一般都很强。通常.将PLC的电源与系统的动力设备电源分开配线对于电源线来的干扰,一般都有足够强的抑制能力
但是电源干扰特别严重可加接一个带屏蔽层的隔离变压器以减少设备与地之间的干扰,提高系统的可靠性。如果一个系统中含有扩展单元.则其电源必须与基本单元共用一个开关控制,也就是说它们的上电与断电必须同时进行。
为了抑制附加在电源及输入端、输出端的干扰,应给PLC接地线接地线线径要足够粗.接地电阻要小于4Q,接地点应尽可能靠近PLC,并且接地点要与其它设备分开。对供电系统中的强电设备其外壳、柜体、框架、机座及操作手柄等金属构件必须保护接地。
十进制整数化为非十进制整数选用“余数法”,即除基数取余数。
把十进制整数逐次用任意十制数的基数去除,一直到商是0为止,然后将所得到的余数由下而上摆放即可。
②十进制小数转化成非十进制小数转化办法
十进制小数转化成非十进制小数选用“进位法”,即乘基数取整数。
把十进制小数不断的用其它进制的基数去乘,直到小数的当时值等于0或满意所要求的精度为止,终所得到的积的整数部分由上而下摆放即为所求。
2、非十进制数转化成十进制数
非十进制数转化成十制数选用“位权法”,即把各非十进制数按位权展开,然后求和。
3、二、八、十进制数之间转化
(1)二进制数与八进制数之间的转化转化办法
①把二进制数转化为八进制数时,按“三位并一位”的办法进行。
以小数点为界,将整数部分从右向左每三位一组,高位不足三位时,添0补足三位;小数部分从左向右,每三位一组,低有用位不足三位时,添0补足三位。然后,将各组的三位二进制数按权展开后相加,得到一位八进制数。
②将八进制数转化成二进数时,选用“一位拆三位”的办法进行。
即把八进制数每位上的数用相应的三位二进制数表明。
③二进制数与十六进制数之间的转化转化办法
a、把二进制数转化为十六进制数时,按“四位并一位”的办法进行。
以小数点为界,将整数部分从右向左每四位一组,高位不足四位时,添0补足四位;小数部分从左向右,每四位一组低有用位不足四位时,添0补足四位。然后,将各组的四位二进制数按权展开后相加,得到一位十六进制数。
b、将十六进制数转化成二进数时,选用“一位拆四位”的办法进行。
即把十六进制数每位上的数用相应的四位二进制数表明。
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