自动化项目的工程管理（54页)ppt课件

1、自控工程工程开发与管理华东理工大学信息学院 黄河清第一部份 工程师技术实务第3章 PLC的选型与配置3.1 主流的PLC产品 从市场份额的角度看，西门子Siemens、施耐德Schneider和罗克韦尔Rockwell公司的PLC产品居前三位，属于一线品牌。尤其在中国市场，西门子和施耐德的PLC运用最为广泛。 欧姆龙OMRON和三菱公司Mitsubishi的PLC产品也有一定的占有率，属于二线品牌。台湾公司的PLC产品也时有见到，而大陆公司的PLC产品聊胜于无，所占有的市场份额几乎可以忽略不计。 3.1.1 主流PLC的共同特点 西门子、施耐德和罗克韦尔PLC所具有的共同特点是：产品线长，涵盖

2、了高、中、低档的PLC。配套产品多，有网络产品、电源产品和工业触摸屏等。软件产品丰富，不仅有组态软件，还有MES制造执行系统套装软件。质量可靠，曾经经过了国际、美国以及欧洲的多种认证，可以用于平安性、可靠性要求高的场所。业绩众多，覆盖了大多数工业领域。 3.1.2主流PLC的产品系列1西门子PLC的主要产品系列大型PLC： S7-400，不支持冗余架构，运用Step 7 编程软件。S7-400H，支持冗余架构，运用Step 7 编程软件。中型PLC：S7-300系列，运用Step 7 编程软件。S7-1500系列，新型、高性能的PLC，运用TIA 博途 (TIA Portal) 软件平台。小型

3、PLC ：S7-1200系列，运用Step 7 Basic编程软件。S7-200系列，运用Step7 Micro/Win32 编程软件。 DCS： PCS7系统，运用S7-400H 作为硬件平台。平安控制系统： S7-400FH系统，运用S7-400FH作为硬件平台。组态软件：WinCC2施耐德PLC的主要产品系列大型PLC： Modicon Quantum系列，可以支持冗余架构，运用Unity Pro编程软件。中型PLC：Modicon Premium系列，运用Unity Pro 编程软件。Modicon M340系列，运用Unity Pro 编程软件。小型PLC ：Modicon M258

4、系列，运用SoMachine编程软件。Modicon M238系列，运用SoMachine编程软件。Modicon M218系列，运用SoMachine编程软件。组态软件：Vijeo Citect 3罗克韦尔PLC的主要产品系列大型PLC： ControlLogix系列，支持冗余架构，运用RSLogix 5000 编程软件。中型PLC： CompactLogix系列，运用RSLogix 5000 编程软件。 小型PLC ：MicroLogix系列，运用RSLogix 500 编程软件。Micro800系列，运用CCWConnected Components Workbench 编程软件。 DC

5、S： PlantPAx系统，运用ControlLogix系列和AADvance系统的I/O站。平安控制系统： AADvanceICS Triplex产品组态软件： FactoryTalk View SE3.2 PLC系统的选型与配置 PLC的选型与配置是控制系统设计阶段以及招招标阶段的一项重要任务，其结果直接影响到控制系统的实现本钱和后期的工程实施。 因此，掌握PLC的选型与配置的根本思绪和要点是工程师该当具备的才干之一。 3.2.1 PLC系统的选型与配置要点 PLC的选型与配置是一个相当复杂过程，不仅要思索到相关技术问题，而且还要思索到商务和本钱问题，其大体的步骤如下：1确定PLC的品牌

6、PLC品牌的选择遭到多种要素的限制，详细如下：用户指定用户在招标书中普通会指定品牌选择的范围，此时，PLC只能在指定的品牌中选择。技术性能知名PLC品牌均各有所长，但针对详细问题那么会有技术上的差别。例如：系统规模、可靠性、系统架构、通讯方式、软件平台等诸方面都是需求思索的问题。实现本钱当针对详细问题时，不同的PLC会有本钱上的差别，如采购本钱、产品档次、第三方配套产品等。商务授权在招标过程中，必需提供PLC厂商的授权。对于PLC厂商只允许单一授权的工程，PLC品牌的选择将遭到限制。熟习程度在其它条件相近的情况下，优先选择熟习的PLC，以降低实施难度和本钱。 以上要素该当依次思索，最终才干确定

7、具有竞争力的PLC品牌。2选择PLC的型号 在PLC品牌曾经确定的情况下，需求选择PLC的型号。现实上，在确定PLC品牌的过程中，根本上曾经圈定了PLC产品的类别，这里需求的是进一步明确详细型号。 选择PLC型号本质上是选择CPU的型号，在选定CPU的前提下才干完成PLC的配置。选择CPU型号的思索要素主要是性能目的，如：运算速度、存储器容量、通讯方式、扩展才干、网络衔接数量等，使其满足招标书中指定的性能目的要求。3完成PLC的配置 CPU型号选定后，可以进展整个PLC系统的配置，详细如下：根据CPU配置背板、扩展接口卡件、网络通讯卡件等。假设对PLC有高可靠性要求，那么需按照冗余架构和热插拔

8、要求选择CPU、背板及切换组件。根据招标书或施工图提供的分类点数进展I/O卡件的配置，I/O卡件的总点数要比实践点数多20%以上，以便于暂时添加点数。假设采用了冗余架构，那么需配置成独立的I/O站，并要配置相应的现场总线通讯卡。假设有热插拔要求，那么需选择支持热插拔的卡件及底座。根据网络架构，配置网络产品，如交换机、光端机、光缆、通讯电缆、衔接器、通讯网关等。计算PLC系统的功耗，根据功耗数据确定直流电源的容量，并选配适宜的电源模块或通用的直流电源。根据实践需求，选配组态软件，作为人机界面的开发与运转平台。根据实践需求，选配第三方产品，如：工控机、触摸屏等。3.2.2 直流电源容量的计算 对于

9、任何PLC系统都需求直流电源提供本机模块和外部负载现场仪表、执行机构等所需的能源。PLC的直流电源有两种选择：公用的直流电源模块和通用的直流电源。前者必需采用同系列PLC产品的电源模块，后者可以采用同厂商的通用直流电源产品，甚至第三方的产品。 为了保证PLC系统的正常运转，直流电源的容量必需大于PLC系统的功耗，且有一定的裕量。对于不同厂商的PLC而言，CPU以及各类卡件的功耗是不同的，即使同一厂商不同型号的卡件也有差别，因此，进展计算时要参考相应手册的技术参数。 虽然存在着CPU及各类卡件功耗的差别性，但直流电源容量计算与选型的根本原那么还是一样的，详细如下：对于运用多种电源电压的卡件，功耗

10、要分别计算。如：运用5V DC和24V DC的功耗要分别计算。空载卡件本身耗费和带载外部负载耗费的功耗要分别计算。总功耗为各项功耗之和。PLC背板总线的总功耗不能超出额定上限值，如：5V DC的总功耗。直流电源的容量应大于PLC系统的总功耗，并有20%以上的裕量。 CPU及各类卡件的供电特点：PLC采用24V DC电源模块，该电源模块输出两种电压，5V DC用于背板总线供电，24V DC用于卡件本身空载及外部负载通道供电。S7 300背板总线上的累积功耗不得超越1.2A。CPU不运用5V DC ，DI卡无空载功耗。3.2.3存储器容量的估算与选择一PLC存储器的分类 PLC是一种以微处置器为中

11、心的控制安装，存储器是其必需配置的部件。虽然PLC的存储器与普通计算机的存储器并无本质区别，但它的分配方式、管理方式和实现方式仍有较大差别。 按存储器的特性划分， PLC中的存储器可分为：只读存储器ROM存储器中存放着相当于计算机操作系统的系统程序，包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序、等由制造厂商将其固化在EPROM 中，用户不能直接存取，它和硬件一同决议了该PLC 的性能。 随机存取存储器RAM用于执行程序代码、处置程序数据，存放过程映像和编程元件数据，存储用户程序和组态数据。 按照随机存取存储器的功能划分，PLC中的RAM存储器又可分为：任务存储器用于执行程序

12、代码、处置程序数据，该存储器集成在CPU中，可以定义其中部分区域具有失电坚持性，但普通不能扩展。 数据存储器用于存放输入输出过程映像、定时器、计数器等编程元件数据，并作为变量存储区，该存储器集成在CPU中，可以定义其中部分区域具有失电坚持性，但普通不能扩展。用户程序存储器用于存放用户编制的运用程序、数据块和组态数据，该存储器可以集成在CPU中，也可以采用外插的存储卡，具有失电坚持性，可以扩展。 该当指出，虽然上述RAM存储器的分类具有通用性，但分类的命名与各个PLC厂商的习惯有关。例如，对于西门子公司的S7-300系列PLC，其CPU的RAM存储器分为以下三种：主存储器亦称任务存储器任务存储器

13、，集成在CPU中，可以定义其中部分区域具有失电坚持性，不能扩展。系统存储器数据存储器，集成在CPU中，可以定义其中部分区域具有失电坚持性，不能扩展。装载存储器用户程序存储器，运用微型存储卡MicroMemoryCard，简称MMC卡或闪存卡，程序下载就是写到用户程序存储器中。二PLC存储器容量的估算 在PLC的编程软件里，普通都具有在线监控存储器运用情况的功能。但是，当控制运用程序开发完之后，即使发现PLC的存储器容量偏小，也无能为力，由于任务存储器和数据存储器普通是集成在CPU中的，此时改换CPU已无能够。 从系统配置的角度而言，估算PLC存储器的容量可以在很大程度上防止选型失误，有一定的实

14、意图义。1估算任务存储器 任务存储器的估算应参考PLC厂商提供的方法，以西门子公司的S7-400系列PLC为例，估算公式如下：输入输出过程映像所运用的存储器容量字节12*输入输出过程映像所占的字节数通讯所运用的存储器容量字节72*通讯义务数诊断缓存所运用的存储器容量字节32*诊断实体数本地数据部分变量所运用的存储器容量字节按实践计算2估算用户程序存储器 用户程序存储器的占用与控制运用程序的复杂性有关，而运用程序的复杂性又与I/O 点数有一定关系，故： 用户程序所运用的存储器容量字节10数字量I/O点数+100模拟量I/O点数125%第4章 自动化工程处理 方案 自动化工程处理方案本质上是自动化

15、工程的技术方案，但由于是面向实践问题处理的技术方案，故称之为处理方案。4.1自动化处理方案的相关概念 自动化处理方案在自动化工程中具有极其重要的位置，其缘由是：自动化处理方案是与用户沟通的桥梁经过引见自动化处理方案可以展现公司的实力，博得用户的信任。自动化处理方案是评标的重要目的在招招标过程中，高程度的处理方案可以获得评委的高分，提高中标概率。自动化处理方案是工程实施的参照根据在工程实施的前期，要以招标书中提出的处理方案为根底进展修正和细化，使其更具有可操作性。 按照用途的不同，自动化处理方案可以分成以下几类：交流方案在与用户技术交流时提供的处理方案，又可分为两类：引见性的处理方案用于向用户引

16、见控制系统的根本性能，论述根本技术想象，展现对行业背景的熟习程度，添加用户的信任感。研讨性的处理方案用于和高程度用户进展较为深化的技术讨论，论述处理方案特点和优势，影响用户的技术决策。招标方案工程招标书提供的处理方案，主要用于评标，必需呼应招标书的要求。实施方案在工程实施前期提供的处理方案，相对于招标方案更为详细，也更具可操作性。 对自动化处理方案的根本要求：行业性自动化处理方案是面向实践问题的技术方案，只需针对行业特点、符合行业要求的处理方案才干得到用户的认同。先进性自动化处理方案应有适度的先进性，其设计理念、系统架构和设备选型等要符合自动化系统的主流开展趋势。可靠性自动化处理方案应优先思索系统的可靠性，以保证消费过程可以长周期的平安运转。可操作性自动化处理方案应具有可操作性，尽能够地方便工程实施。易维护性自动化处理方案应具有易维护性，以降低后期的维护难度和维护本钱。开放性自动化处理方案应具有开放性，以便于后期的扩展和第三方设备的接入。4.2自动化处理方案的根本格式 自动化处理方案的根本格式如下：1工程概述 工程概述主要论述工程背景、工艺流程、周边环境和控制要求等。2需求分析 需求分析主要是根据控制