Zusammenfassung der SPS-Auswahlmethode 1 von Siemens

Autor: Chen

2023-08-03

Beim Entwurf des SPS-Systems muss zunächst das Steuerungsschema festgelegt werden, gefolgt von der Auswahl des SPS-Konstruktionsdesigns. Die Eigenschaften und Anwendungsanforderungen des Prozessablaufs sind die Hauptgrundlage für die Gestaltung und Auswahl. SPS und zugehörige Geräte sollten integriert und standardisiert sein. Gemäß dem Grundsatz, dass es einfach ist, ein Ganzes mit dem industriellen Steuerungssystem zu bilden und seine Funktionen zu erweitern, sollte die ausgewählte SPS ein ausgereiftes und zuverlässiges System mit guter Betriebsleistung in verwandten Industriebereichen sein. Die Systemhardware- und -softwarekonfiguration sowie die Funktionen der SPS sollten mit der Gerätegröße und den Steuerungsanforderungen kompatibel sein.

Vertrautheit mit speicherprogrammierbaren Steuerungen, Menüdiagrammen und verwandten Programmiersprachen trägt dazu bei, die Programmierzeit zu verkürzen. Daher sollten bei der Auswahl und Bewertung des technischen Entwurfs die Merkmale und Steuerungsanforderungen des Prozesses (Guòchéng) im Detail analysiert werden, die für die Steuerungsaufgabe und den Steuerungsumfang erforderlichen Vorgänge und Aktionen geklärt werden und anschließend die Eingabe- und Ausgabepunkte und die Die erforderliche Speicherkapazität sollte entsprechend den Steuerungsanforderungen geschätzt, die Funktionen der SPS und die Eigenschaften externer Geräte bestimmt und schließlich eine kostengünstige SPS ausgewählt und ein entsprechendes Steuerungssystem entworfen werden.

1. Schätzung der Eingabe- und Ausgabepunkte

Bei der Schätzung der IO-Punkte sollte ein angemessener Spielraum berücksichtigt werden. Im Allgemeinen werden die Ein- und Ausgabepunkte zuzüglich einer um 10–20 % erweiterbaren Marge als Ein- und Ausgabepunkte verwendet. Bei der eigentlichen Bestellung sollten die Ein- und Ausgabepunkte entsprechend den Produkteigenschaften der SPS des Herstellers aufgerundet werden.

2. Schätzung der Speicherkapazität

Die Speicherkapazität ist die Größe der Hardware-Speichereinheit, die von der programmierbaren Steuerung selbst bereitgestellt wird. Die Programmgröße ist die Größe der Speichereinheit, die von den Anwendungsprogrammelementen des Benutzers im Speicher verwendet wird. Daher ist die Programmgröße kleiner als die Speichergröße. Da das Anwendungsprogramm des Benutzers in der Entwurfsphase noch nicht kompiliert wurde, ist die Programmkapazität in der Entwurfsphase unbekannt und muss nach dem Debuggen des Programms bekannt sein. Zur Schätzung der Programmkapazität wird üblicherweise die Speicherkapazität herangezogen.

Für die Speicherkapazität des SPS-Speichers gibt es keine feste Berechnungsformel. Viele Literaturstellen geben unterschiedliche Formeln an, im Allgemeinen das 10- bis 15-fache der Anzahl digitaler E/A-Punkte plus das 100-fache der Anzahl analoger E/A-Punkte. Diese Zahl ist die Gesamtzahl der Wörter im Speicher. Außerdem wird davon ausgegangen, dass der Überschuss 25 % dieser Zahl beträgt.

3. Auswahl der Steuerfunktionen

Einschließlich Betriebsfunktion, Steuerfunktion, Kommunikationsfunktion, Programmierfunktion, Diagnosefunktion und Auswahl der Verarbeitungsgeschwindigkeit.

eine Bedienfunktion

Zu den Betriebsfunktionen einer einfachen SPS gehören Logikoperationen, Zeit- und Zählfunktionen. Zu den Betriebsfunktionen einer gewöhnlichen SPS gehören auch Betriebsfunktionen wie Datenverschiebung und -vergleich. Zu den komplexeren Betriebsfunktionen gehören algebraische Operationen, Datenübertragung usw.; Große SPS umfasst auch PID-Analogbetrieb und andere erweiterte Betriebsfunktionen. Mit dem Aufkommen offener Systeme verfügt die SPS über Kommunikationsfunktionen. Einige Produkte kommunizieren mit dem unteren Computer, andere mit demselben Computer oder oberen Computer und einige Produkte kommunizieren auch mit dem Fabrik- oder Unternehmensnetzwerk.

Bei der Konzeption und Auswahl ist es notwendig, von den tatsächlichen Anwendungsanforderungen auszugehen und die erforderlichen Bedienfunktionen sinnvoll auszuwählen. In den meisten Anwendungen sind nur logische Operationen und Timing-Zählfunktionen erforderlich. Einige Anwendungen erfordern eine Datenübertragung und einen Vergleich. Bei der analogen Mengenerfassung (Erkennung und Regelung) kommen algebraische Operationen, Konvertierungen und PID-Operationen zum Einsatz. Um die Daten anzuzeigen, sind Dekodierungs- und Kodierungsvorgänge erforderlich.

Zwei Steuerfunktionen

Zu den Steuerfunktionen gehören PID-Regelung, Feedforward-Kompensationsregelung, Verhältnisregelung usw., die entsprechend den Regelungsanforderungen bestimmt werden. Da SPS hauptsächlich für die sequentielle Logiksteuerung verwendet wird, werden in den meisten Fällen Einschleifen- oder Mehrschleifensteuerungen verwendet, um die Steuerung analoger Größen zu lösen, und manchmal werden spezielle intelligente Eingabe- und Ausgabeeinheiten verwendet, um die erforderlichen Steuerungsfunktionen auszuführen. Dadurch wird die SPS verbessert. Verarbeitungsgeschwindigkeit und sparen Speicherkapazität. Wie PID-Steuereinheit, Hochgeschwindigkeitszähler (JìshùQì), Analogeinheit mit Geschwindigkeitskompensation, ASC-Code-Umwandlungseinheit usw.

3 Kommunikationsfunktionen

Große und mittlere SPS-Systeme sollten eine Vielzahl von Feldbussen und Standard-Kommunikationsprotokollen unterstützen und bei Bedarf eine Verbindung zum Fabrikverwaltungsnetzwerk herstellen können. Das Kommunikationsprotokoll muss dem ISOIEEE-Kommunikationsstandard entsprechen und ein offenes Kommunikationsnetzwerk sein.

Zu den Kommunikationsschnittstellen des SPS-Systems sollten seriell-parallele Kommunikationsschnittstellen, Rio-Kommunikationsschnittstellen, Industrial Ethernet, Allzweck-DCS-Schnittstellen usw. gehören; Große und mittelgroße SPS-Kommunikationsbusse sollten eine 1:1-Redundanzkonfiguration verwenden, der Kommunikationsbus sollte internationalen Standards entsprechen und die Kommunikationsentfernung sollte den tatsächlichen Anforderungen des Geräts entsprechen.

Im Kommunikationsnetzwerk des SPS-Systems sollte die Kommunikationsrate des übergeordneten Netzwerks mehr als 1 Mbit/s betragen und die Kommunikationslast sollte nicht mehr als 60 % betragen. Die Hauptformen des SPS-Systemkommunikationsnetzwerks sind:

1) Der PC ist die Master-Station, und mehrere SPS desselben Modells sind Slave-Stationen, die ein einfaches SPS-Netzwerk bilden.

2) Eine SPS ist die Master-Station, und andere SPS desselben Modells sind Slave-Stationen, die ein Master-Slave-SPS-Netzwerk bilden.

3) Das SPS-Netzwerk ist über eine bestimmte Netzwerkschnittstelle als Subnetz des DCS mit einem großen DCS verbunden. 4) Ein dediziertes SPS-Netzwerk. Um die CPU-Kommunikationsaufgaben zu reduzieren, sollte die SPS Kommunikationsprozessoren mit unterschiedlichen Kommunikationsfunktionen entsprechend den tatsächlichen Anforderungen der Netzwerkzusammensetzung auswählen.

Vier Programmierfunktionen

Offline-Programmiermodus: SPS und Programmierer teilen sich eine CPU. Wenn sich der Programmierer im Programmiermodus befindet, stellt die CPU nur Dienste für den Programmierer bereit und steuert nicht die Feldgeräte. Nach Abschluss der Programmierung wechselt der Programmierer in den Betriebsmodus und die CPU steuert die Feldgeräte und kann nicht programmiert werden. Offline-Programmierung kann die Systemkosten senken, ist jedoch nicht einfach zu verwenden und zu debuggen.