PLC控制系统方案配置的选择与工程实现

1、PLC控制系统方案配置的选择与工程实现【摘要】介绍PLC程控系统采用RIO和DIO配置方案的各自特点，并着重讨论了在工程实践中如何根据控制系统的具体要求进行PLC方案选择。 关键词：PLC、RIO、DIO一、 引言PLC都是应用于自控领域的控制系统。随着工业生产的快速发展,工业自动化程度越来越高,对自动控制系统的可靠性、可操作性的要求越来越高。对于PLC配置的设计方面，由于对系统要求的侧重点不同，实际应用中远程I/O配置方式（RIO）和分布式I/O配置方式（DIO）并存，本文针对这种情况，对PLC系统的RIO和DIO配置两种方案的基本结构、配置、应用等进行比较和分析。我们以某电厂两台机组的除灰

2、系统或凝结水系统为例来说明。一般来说两台机组的除灰系统或凝结水系统一般分为#1机、#2机和公用设备三部分组成，每部分都独立成系统。对于该系统的PLC配置我们可以有两种配置方案，一种是RIO配置方案，配置图如下：.一种是DIO配置方案，配置图如下：对于上述两种配置方案究竟哪一种更适合除灰系统或凝结水系统，下面我们将对RIO和DIO配置方案的优劣进行分析和比较。二、 RIO和DIO配置方案的比较分析DIO配置方案相对独立，对系统的维护不会造成很大的影响；RIO配置方案在系统设计过程中已经考虑将#1机、#2机和公用设备的远程IO站分柜布置，所以RIO配置方案也具有一定的独立性。1.1更换远程IO通讯

3、模块对系统的影响辅机系统具备短时间停电的工况，所以DIO方案和RIO方案对系统都不会造成很大的影响。2、CPU扫描速度和系统扫描速度用PLC设计一个控制系统时，一个最重要的参数就是时间。PLC执行程序中的所有指令要用多少时间称为扫描时间；有一个输入信号经过PLC多长时间后才能有一个输出信号称为响应时间。掌握这些参数,对设计、调试、投运控制系统无疑非常重要。从PLC收到个输人信号到向输出端输出一个控制信号所需的时间，叫响应时间。响应时间是可变的，例如在一个扫描周期结束时， 收到一个输入信号，下一个扫描周期一开始， 这个输人信号就起作用了。这时,这个输入信号的响应时间最短，它是输入延迟时间、扫描周

4、期时间、输出延迟时间三者的和。如果在扫描周期开始收到了一个输人信号，在扫描周期内该输入信号不会起作用，只能等到下一个扫描周期才能起作用。这时,这个输入信号的响应时间最长，它是输入延迟时间、两个扫描周期的时间、输出延迟时间三者的和。因此，一个信号的最小响应时间和最大响应时间的估算公式为： 最小的响应时间：输入延迟时间+扫描时间+输出延迟时间，最大的响应时间：延迟时间+2x扫描时间+输出延迟时间。RIO的配置方案程序执行在一个PLC内，设备的动作响应最长时间为系统的最大响应时间。而对于DIO的配置方案由于程序执行在不同的PLC内，并且各CPU之间还存在数据传递，所以设备的动作响应最长时间为：2x延

5、迟时间+4x扫描时间+2x输出延迟时间+网络传递时间。对于网络传递时间取决于交换机的配置以及网络负荷。如果网络负荷大于36%，整个网络传输将处于瘫痪状态。通过上述分析，DIO配置方案的响应时间将大于RIO的2倍。对于控制要求速度快的系统RIO的配置方案优于DIO的配置方案。3、系统的稳定性分析3.1 对外围设备的依赖和热备切换对系统的扰动分析交换机、网线、计算机或服务器病毒等外围设备故障都会导致网络系统堵塞或瘫痪， 网络系统的堵塞或瘫痪也必将无法建立网络通讯，整个系统的数据将无法传递。热备切换时系统的与网络建立通讯的IP地址需要跟随切换，在这个切换过程中这个IP地址会有1S至2S的IP地址丢失，所有的通讯也将丢失。IP地址的丢失时间就是重新建立网络的时间，这个时间取决与使用的交换机和网络负荷。通过上面的分析可以看出热备切换或网络系统故障都会导致RIO和DIO两种配置方案的监控画面和数据服务器的数据采集失效，但对于DIO配置方案来说还会使得CPU之间无法传递数据，相应的连锁保护也会随之失效，使得整个系统的运行不正常，甚至发生严重的生产事故。4、软件维护难易、IO站物理环境要求的差异PLC的配置方案十分丰富，在进行系统配置时，应根据系统的具体控