シーメンス製 PLC 選定方法の概要 1

著者: チェン

2023-08-03

PLC システムの設計では、最初に制御方式を決定し、次に PLC エンジニアリング設計を選択する必要があります。プロセスフローの特性とアプリケーション要件が、設計と選択の主な基礎となります。 PLC および関連機器 (SHèBèI) は産業用制御システムと統合され、標準的で全体を簡単に形成できる必要があります。

PLC システムの設計では、最初に制御方式を決定し、次に PLC エンジニアリング設計を選択する必要があります。プロセスフローの特性とアプリケーション要件が、設計と選択の主な基礎となります。 PLC と関連機器は統合され、標準化される必要があります。産業用制御システムとの全体の構築とその機能の拡張が容易であるという原則に従って、選択される PLC は、関連産業分野で優れた動作性能を備えた成熟した信頼性の高いシステムである必要があります。 PLC のシステムハードウェアとソフトウェアの構成と機能は、デバイスの規模と制御要件に適合する必要があります。

プログラマブルコントローラ、メニュー図、および関連するプログラミング言語に精通していると、プログラミング時間の短縮に役立ちます。したがって、エンジニアリング設計を選択および評価する際には、プロセス（Guòchéng）の特性と制御要件を詳細に分析し、制御タスクに必要な操作とアクションと範囲を明確にし、入力ポイントと出力ポイント、および制御要件に応じて必要なストレージ容量を見積もる必要があります。PLC の機能と外部機器の特性を決定し、最終的にコスト効率の高い PLC を選択し、対応する制御システムを設計します。

1. 入出力点の推定

IO ポイントを見積もる際には、適切なマージンを考慮する必要があります。一般に、入出力ポイントに 10% ～ 20% の拡張マージンを加えたものが入出力ポイントとして使用されます。実際にご注文の際は、メーカーPLCの製品特性に合わせて入出力点数を切り上げてご注文ください。

2. ストレージ容量の見積もり

メモリ容量は、プログラマブルコントローラ自体が提供するハードウェア記憶装置のサイズです。プログラムサイズは、メモリ内のユーザーのアプリケーションプログラム項目によって使用される記憶ユニットのサイズであるため、プログラムサイズはメモリサイズよりも小さくなります。設計段階では、ユーザーのアプリケーションプログラムがコンパイルされていないため、プログラムの容量は設計段階では不明であり、プログラムのデバッグ後に知る必要があります。プログラム容量を見積もるには、通常、メモリ容量が使用されます。

PLCメモリの記憶容量には決まった計算式はありません。多くの文献では、一般にデジタル IO ポイントの数の 10 ～ 15 倍とアナログ IO ポイントの数の 100 倍を加えたさまざまな計算式が示されています。この数値はメモリ内の総ワード数です。また、剰余金はこの数字の25％と考えられます。

3. 制御機能の選択

演算機能、制御機能、通信機能、プログラミング機能、診断機能、処理速度の選択など。

操作機能

簡易PLCの演算機能には、論理演算、タイミング、カウント機能などがあります。通常の PLC の演算機能には、データのシフトや比較などの演算機能も含まれます。より複雑な演算機能には、代数演算、データ送信などが含まれます。大型PLCにはPIDアナログ演算などの高度な演算機能も搭載されています。オープンシステムの登場に伴い、PLCにも通信機能が搭載されています。一部の製品は下位のコンピュータと通信し、一部の製品は同じコンピュータまたは上位のコンピュータと通信し、一部の製品は工場または企業ネットワークとも通信します。

設計と選択では、実際のアプリケーション要件に基づいて、必要な動作機能を合理的に選択する必要があります。ほとんどのアプリケーションでは、論理演算とタイミングカウント機能のみが必要です。一部のアプリケーションでは、データの転送と比較が必要です。アナログ量の検出（検出と制御）に使用する場合、代数演算、変換、PID演算が使用されます。データを表示するには、デコードおよびエンコード操作が必要です。

2つの制御機能

制御機能には、PID制御演算、フィードフォワード補償制御演算、比率制御演算などが含まれ、制御要件に応じて決定されます。 PLCは主にシーケンシャルロジック制御に使用されるため、ほとんどの場合、アナログ量の制御を解決するために通常シングルループまたはマルチループコントローラが使用され、必要な制御機能を完了するために特別なインテリジェント入出力ユニットが使用される場合もあります。これにより PLC が改善されます。処理速度が速くなり、ストレージ容量が節約されます。 PID制御ユニット、高速カウンタ（時速）、速度補償付きアナログユニット、ASCコード変換ユニットなど。

3つの通信機能

大規模および中規模の PLC システムは、さまざまなフィールドバスと標準通信プロトコルをサポートし、必要に応じて工場管理ネットワークに接続できる必要があります。通信プロトコルは ISOIEEE 通信規格に準拠し、オープンな通信ネットワークとする。

PLC システムの通信インターフェイスには、シリアルパラレル通信インターフェイス、Rio 通信インターフェイス、産業用イーサネット、汎用 DCS インターフェイスなどが含まれる必要があります。大規模および中規模の PLC 通信バスは 1:1 冗長構成を採用し、通信バスは国際標準を満たし、通信距離はデバイスの実際の要件を満たす必要があります。

PLCシステムの通信ネットワークは、上位ネットワークの通信速度が1Mbps以上、通信負荷が60%以下である必要があります。 PLC システム通信ネットワークの主な形式は次のとおりです。

1) PC がマスタ局、同一機種の複数の PLC がスレーブ局となり、簡易 PLC ネットワークを形成します。

2) 1 台の PLC がマスターステーション、同じモデルの他の PLC がスレーブステーションとなり、マスター/スレーブ PLC ネットワークを形成します。

3) PLC ネットワークは、特定のネットワークインターフェイスを介して DCS のサブネットとして大規模な DCS に接続されます。 4) 専用 PLC ネットワーク。 CPUの通信タスクを軽減するには、PLCはネットワーク構成の実際のニーズに応じて、異なる通信機能を備えた通信プロセッサを選択する必要があります。

4つのプログラミング機能

オフラインプログラミングモード: PLC とプログラマは 1 つの CPU を共有します。プログラマがプログラミングモードにある場合、CPU はプログラマにサービスを提供するだけであり、フィールドデバイスは制御しません。プログラミングが完了すると、プログラマは動作モードに切り替わり、CPU がフィールド機器を制御し、プログラミングできなくなります。オフラインプログラミングはシステムコストを削減できますが、使用とデバッグは簡単ではありません。