在選擇工業(yè)自動(dòng)化控制器時(shí)，有幾個(gè)重要的術(shù)語(yǔ)需要考慮，而不僅僅是那些包含可編程控制器、聚合酶鏈反應(yīng)或工業(yè)控制程序等詞匯的術(shù)語(yǔ)。需要明確定義應(yīng)用程序需求，在做出選擇之前必須考慮可伸縮性需求。

    對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，拆分設(shè)備的操作要求是一個(gè)很好的起點(diǎn)，這將有助于用戶評(píng)估機(jī)器制造商指定的控制器范圍。自動(dòng)化系統(tǒng)可以提供全面的解決方案或單獨(dú)的控制，這取決于它如何適應(yīng)制造場(chǎng)景。

    可編程邏輯控制器(PLC)、可編程自動(dòng)化控制器(PAC)或工控機(jī)(IPC)可以為單個(gè)工作站、機(jī)器、裝配線甚至整個(gè)廠區(qū)提供控制。在集成制造系統(tǒng)的情況下，具有遠(yuǎn)程輸入/輸出基礎(chǔ)的單個(gè)大型控制器可以通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行通信，以提供端到端控制。然而，有時(shí)應(yīng)用程序可能需要模塊化方法，將自動(dòng)化系統(tǒng)分解成邏輯部分更合適。在這種情況下，自動(dòng)化將根據(jù)工作量劃分并分布在較小的可編程邏輯控制器中。

    一些自動(dòng)化專家認(rèn)為這兩個(gè)決定相差甚遠(yuǎn)，他們得出的結(jié)論是，它們都需要不同的平臺(tái)。但這不一定是真的。一些制造商的控制器提供不同的尺寸選擇，所有這些都與相同的編程軟件兼容。單一編程環(huán)境的存在意味著可以為系統(tǒng)注入靈活性，同時(shí)降低與程序開發(fā)相關(guān)的成本，因?yàn)轫?xiàng)目可以從一個(gè)PLC移植到另一個(gè)PLC。

    然而，令人生畏的決定是，是對(duì)單個(gè)程序使用大型PLC，還是使用模塊化方法。這個(gè)決定比選擇PLC、PAC或基于PC的控制器要復(fù)雜得多?？紤]以下因素有助于建立良好的基礎(chǔ):

    新的或現(xiàn)有的系統(tǒng)

    分立器件

    環(huán)境問(wèn)題

    回路控制

    模擬設(shè)備

    專業(yè)模塊

    I/O位置

    溝通

    編程

    不管這個(gè)系統(tǒng)是新的還是現(xiàn)有的，它都可以幫助清除很多混亂和影響選擇的剩余因素。如果產(chǎn)品已經(jīng)安裝，兼容性就變得至關(guān)重要，從而消除大量無(wú)用的產(chǎn)品。

    控制器的選擇也取決于環(huán)境條件。如果有極端情況，如與溫度、濕度、灰塵等有關(guān)的情況。，控制器需要滿足這些條件才能保持運(yùn)行。

    I/O的數(shù)量、類型和位置：

    列表中的下一步是定義的輸入/輸出計(jì)數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備類型。首先，在電子表格上列出所有離散的輸入和輸出，并定義每種類型，如數(shù)字傳感器、模擬傳感器、執(zhí)行器、控制閥等。必須記錄的參數(shù)包括通信協(xié)議、等效功率等。

    輸入輸出點(diǎn)的類型和數(shù)量對(duì)控制平臺(tái)的選擇有很大影響。制造商犯的一個(gè)常見錯(cuò)誤是選擇一個(gè)既能滿足當(dāng)前需求又不為未來(lái)擴(kuò)展留下空間的控制器。包括至少20%的擴(kuò)展空間，I/O可以避免未來(lái)發(fā)生重大危機(jī)。一些控制器的輸入/輸出類型有限，例如模擬和高速輸入。這也可能成為未來(lái)的一個(gè)問(wèn)題。

    上述電子儀表應(yīng)包含所有模擬器件的功能和信號(hào)電平，包括電流/電壓電路、電阻溫度檢測(cè)器輸入、熱電偶等的單獨(dú)總和?？刂破鞯囊?guī)格必須滿足這些要求，以便所有模擬輸入和支持輸出及其信號(hào)類型。

    此外，專業(yè)輸入/輸出也必須列在電子表格中。這些可能包括但不限于高速輸入/輸出、計(jì)數(shù)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和伺服/步進(jìn)電機(jī)。有些控制器可能沒有專業(yè)的功能，所以請(qǐng)確保在做出決定之前進(jìn)行徹底的分析。了解控制器的功能和應(yīng)用要求非常重要。

    輸入/輸出終端的物理位置(相對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備)也必須在電子表格中定義和記錄。將這些需求分解成更小的模塊將有助于理解本地和遠(yuǎn)程輸入/輸出需求，然后有助于確定需要哪些實(shí)時(shí)通信協(xié)議。一些安裝位置是首選，而另一些則嚴(yán)重依賴遠(yuǎn)程輸入/輸出

    如果控制器和子系統(tǒng)之間的距離很大，那么遠(yuǎn)程輸入/輸出將是一個(gè)很好的選擇，而不是經(jīng)歷每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布線的測(cè)試。此外，無(wú)論是串行還是基于以太網(wǎng)的I/O，都必須支持通信方式和速度。在當(dāng)今的工業(yè)環(huán)境中，以太網(wǎng)協(xié)議(如EtherNet/IP)和開源協(xié)議(如Modbus)的特定開發(fā)版本越來(lái)越受歡迎。

    通信:-

    對(duì)于一些工廠車間，外圍設(shè)備、分布式輸入/輸出、可編程邏輯控制器和企業(yè)系統(tǒng)之間的通信可能是必要的。你必須盡早定義這些范圍，并考慮到隨著你的前進(jìn)，事情會(huì)變得更加復(fù)雜。一些控制器可能只提供12個(gè)端口，其中一個(gè)將保留用于編程，而其他控制器可能不支持任務(wù)關(guān)鍵型應(yīng)用程序所需的特定協(xié)議。

    還必須指定控制器和人機(jī)界面或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的通信。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)使得開放通信選項(xiàng)變得至關(guān)重要。因此，有必要確保控制器中有額外的以太網(wǎng)、串行和USB端口可用。

    以太網(wǎng)協(xié)議的規(guī)范，如ModbusTCP、以太網(wǎng)/IP、Profibus等。，必須實(shí)施以滿足當(dāng)前需求和未來(lái)擴(kuò)張。

    硬件:-

    必須考慮的常見硬件因素包括掃描時(shí)間和速度、內(nèi)存量和備用電池?？刂破鞅仨氂凶銐虻南到y(tǒng)內(nèi)存來(lái)支持程序要求和數(shù)據(jù)。這些估計(jì)可以通過(guò)計(jì)算系統(tǒng)中的設(shè)備數(shù)量來(lái)進(jìn)行。存儲(chǔ)器用于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)操作和變量存儲(chǔ)，如預(yù)設(shè)設(shè)定點(diǎn)、定時(shí)器內(nèi)部標(biāo)志和累計(jì)時(shí)間/計(jì)數(shù)。

    如果需要在控制器上存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)表的大小可能會(huì)增大。必須明確數(shù)據(jù)記錄、人機(jī)界面/監(jiān)控系統(tǒng)界面、訪問(wèn)方法和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的要求。在IIoT場(chǎng)景中，網(wǎng)絡(luò)、協(xié)議定義和內(nèi)存需求也變得很重要。

    指令的類型和程序本身的大小也會(huì)影響內(nèi)存需求。如果程序有多個(gè)序列、復(fù)雜的控制功能和故障邏輯，可能需要增加內(nèi)存。需求可以根據(jù)程序步驟和數(shù)據(jù)文件進(jìn)行估算。還有必要研究控制器的規(guī)范，因?yàn)橛行┛刂破饔谢跇?biāo)簽名的編程，而另一些則有固定但可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)表。

    程序數(shù)據(jù)表消耗的內(nèi)存量取決于控制器型號(hào)。一個(gè)很好的假設(shè)是，每個(gè)分立的輸入/輸出設(shè)備使用5-100個(gè)字的內(nèi)存，而模擬輸入/輸出使用25-500個(gè)字。大范圍可能會(huì)使復(fù)雜程序的評(píng)估變得困難。更好的方法是編寫一些代碼塊，并研究?jī)?nèi)存使用情況。

    可能存在需要快速掃描時(shí)間、CPU速度和控制器指令執(zhí)行速度的應(yīng)用，以及與此相關(guān)的不利因素。

    軟件:-

    幾乎一半的項(xiàng)目取決于軟件編程的質(zhì)量，而軟件編程的質(zhì)量又取決于制造商提供的軟件。選擇控制器編程軟件時(shí)，必須考慮以下因素:

    便于使用

    喜好

    投資

    培訓(xùn)資源

    數(shù)據(jù)記錄和遠(yuǎn)程訪問(wèn)

    大多數(shù)控制器通常包括一個(gè)免費(fèi)且易于使用的編程軟件，其中包含大約20條指令，如定時(shí)器、線圈、觸點(diǎn)、計(jì)數(shù)器等。這些說(shuō)明對(duì)于小型應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠了。但是隨著需求的日益復(fù)雜，事情可能會(huì)出錯(cuò)。高級(jí)控制器通常包括綜合編程軟件，它結(jié)合了許多功能來(lái)幫助程序員。

    軟件的選擇很大程度上取決于用戶的舒適區(qū)，這使得它成為一個(gè)主觀的決定。程序員可能對(duì)軟件選擇有自己的看法，但這些通常會(huì)被標(biāo)準(zhǔn)控制器編程軟件和方法的高層管理人員拒絕。

    無(wú)論如何，如果控制器沒有大量詳細(xì)說(shuō)明其編程軟件的文檔，則不應(yīng)選擇它。大多數(shù)廠商已經(jīng)適應(yīng)了線上資源的趨勢(shì)，提供詳細(xì)的文檔，并為其他程序員創(chuàng)建論壇來(lái)交流他們的問(wèn)題。然而，并不是每個(gè)人都登上了火車。因此，在選擇PLC之前，應(yīng)仔細(xì)進(jìn)行背景檢查。

    技術(shù)支持的成本也必須考慮在內(nèi)，因?yàn)橛袝r(shí)文檔可能無(wú)法幫助解決特定的問(wèn)題。一些供應(yīng)商提供免費(fèi)的限時(shí)服務(wù)，如果他們遵循程序開發(fā)的時(shí)間表，這可能會(huì)有所幫助。

    一旦開發(fā)完成，程序必須經(jīng)過(guò)徹底測(cè)試，因此軟件必須以PID回路響應(yīng)和運(yùn)動(dòng)曲線的形式可見。這將允許最大程度的模擬?，F(xiàn)代開發(fā)軟件與模擬器相結(jié)合，無(wú)需連接硬件即可全面測(cè)試。

    最后，您應(yīng)該避免一刀切的方法，無(wú)論是用于軟件、硬件還是通信。選用的控制器必須完全滿足自動(dòng)化要求，并且隨著設(shè)計(jì)的變化有改進(jìn)的余地。