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PLC控制系统被控对象的分析与描述

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分析被控对象就是要详细分析被控对象的工艺流程，了解其工作特性。此阶段一定要与用户进行深入的沟通，确保分析的全面而准确。在控制系统设计时，往往需要达到一些特定的指标和要求，即满足实际应用或是客户需求。在分析被控对象时，必须考虑这些指标和要求。在全面的分析之后，就需要按照一定的原则，准确地用工程化的方法描述被控对象，为控制系统设计打好基础。
1.系统规模
根据被控对象的工艺流程、复杂程度和客户的技术要求确定系统的规模，可以分为大、中、小三种规模。确保硬件资源有一定裕量而不浪费。
小规?？刂葡低呈视糜诘セ蛐」婺Ｉ?，以顺序控制为主，信号多为开关量，且I/O点数较少（低于128点），精度和响应时间要求不高。一般选用S7-200就可达到控制要求。
中等规?？刂葡低呈视糜诟丛勇呒捅栈房刂频纳?，I/O点数较多（128点到512点之间），需要完成某些特殊功能，如PID控制等。一般选用S7-300等。
大规?？刂葡低呈视糜诖蠊婺９炭刂?、dcs系统和工厂自动化网络控制，I/O点数较多（高于512点），被控对象的工艺过程较复杂，对于精度和响应时间要求较高。应选用具有智能控制、高速通信、数据库、函数运算等功能的高档plc，如S7-400等。
2.硬件配置
根据系统规模和客户的技术对控制系统I/O点数进行估算。分析被控对象工艺过程，统计系统I/O点数和I/O类型。按照设备和生产区域的不同进行划分，明确各个I/O点的位置和功能。再加上10%～20%的备用量列出详细的I/O点清单。
3.软件配置
根据控制系统设计要求选择适合的软件，包括系统平台软件、编程软件。
上位机监控软件的选择。首先需考虑监控的点数限制；是否有报警显示、趋势分析、报表打印以及历史记录功能。
4.控制功能
要正确的进行控制系统的规模选择，首先要了解各家控制器的特性，比如性能参数、应用场合、行业解决方案，以及可靠性和通用性等。如何选择一个控制系统，一般遵循以下几点：
控制系统是否需要冗余、I/O信号?？槭欠裥枰哂?、通讯是否需要冗余。
控制点数有多少，包括数字量输入和输出点数、模拟量输入和输出点数。
被控对象工艺是否复杂，是否需要实现特殊功能，比如防喘控制等。
系统正常运行时，控制器的负载率是否有足够的工作裕量；I/O信号点是否需要一定的余量。
针对数字信号，是否需要继电器隔离；考虑输入信号的电压和电流等级；输出信号是否需要固态继电器输出。
针对模拟量信号，是否需要安全隔离栅；信号的类型，电压型还是电流型；电压和电流的测量范围。不一样的信号类型，需要选择不一样的I/O信号?？?。
用于温度测量的信号?？?，考虑是热电阻还是热电偶。
信号?？槭欠裥枰谙叽绮灏胃?。如果需要，还需考虑附加特殊的背板插槽。
当系统和外部出现故障时，比如信号短路或锻炉，这时信号?？槭欠裥枰淙胧涑鲂藕抛远谢坏皆は壬柚玫陌踩?。如有要求，需考虑选用故障安全型的控制器和信号?？?。
当需要和第三方设备通讯时，需考虑通讯距离的长短，以及相应的通讯接口协议等，选用不同的通讯?？?。
针对系统中的重要连锁信号，是否需要特殊的SOE?？?，来记录信号变化的时间先后顺序。
熟悉被控对象是设计控制系统的基础。只有深入了解被控对象以及被控过程，才能够提出合理科学的控制方案。
1）分析被控对象。详细分析被控对象的工艺流程，了解其工作特性。此阶段一定要与用户进行深入的沟通，确保分析得全面而准确。
2）画出工艺流程图。经过第一步，应对被控对象的整个工艺流程有了深入的了解，为了更直观、简洁的表示，画出工艺流程图，为后面的系统设计做准备。
3）分析并明确控制任务。根据已经做好的工艺流程图，工程师可以把用户提出的控制要求转换为专业术语，对其逐一进行分解，并从控制的角度将其中的要求转化为多个控制回路。对于过程控制系统可用P&ID图来表示其中的控制关系。

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