Bạn đang thay thế một bộ điều khiển bị lỗi; bảng dữ liệu ghi "bộ xử lý", nhãn trên thiết bị cũ ghi "CPU" và số bộ phận không khớp với bất kỳ thứ gì trên giá của bạn. Khoảng trống đó là nơi bắt đầu của hầu hết các lệnh sai. Trong hệ thống điều khiển công nghiệp,Mô-đun CPU PLClà bộ phận chạy logic của bạn và tùy thuộc vào thương hiệu, nó có thể được in dưới dạng CPU, bộ xử lý hoặc bộ điều khiển. Hướng dẫn này làm rõCPU so với bộ xử lýnhầm lẫn trong bối cảnh PLC, sau đó xem qua các thông số kỹ thuật thực sự quyết định bạn cần mô-đun nào và cách tìm nguồn chính xác mà không yêu cầu sửa đổi sai.
Trả lời nhanh
Nếu bạn chỉ có ba mươi giây:
- Trong PLC, "mô-đun CPU" hầu như luôn là bộ phận vật lý giống nhau mà mọi người gọi là "bộ xử lý". Đây là đơn vị thực hiện chương trình của bạn.
- Tên thay đổi theo thương hiệu. Siemens in "CPU"; Allen-Bradley nói "bộ xử lý" hoặc "bộ điều khiển"; Omron nói "Đơn vị CPU"; và Mitsubishi nói "CPU."
- Để chọn đúng, hãy kết hợp bốn yếu tố: hiệu suất quét, bộ nhớ, số lượng I/O được hỗ trợ và cổng giao tiếp.
- Bảng so sánh thương hiệu-với-thương hiệu và các liên kết đến mô-đun trong kho- nằm ở phía dưới. Chuyển đếnso sánh thương hiệunếu bạn đã biết thông số kỹ thuật của bạn.
Thay thế một mô-đun đã ngừng hoạt động? cácphần tìm nguồn cung ứngbao gồm các thay thế ban đầu, tân trang và lỗi thời.
CPU và Bộ xử lý: Khái niệm chung (Giữ ngắn gọn)
CPU là gì
CPU (Bộ xử lý trung tâm) là bộ phận thực hiện các lệnh. Nó chạy một vòng lặp đơn giản: tìm nạp lệnh, giải mã, thực thi và lưu trữ kết quả. Mọi thứ khác trong bài viết này đều dựa trên vòng lặp đó, vì vậy chúng tôi sẽ không dành nhiều thời gian hơn cho nó.
Bộ xử lý là gì
"Bộ xử lý" là từ rộng hơn. Mỗi CPU là một bộ xử lý, nhưng thuật ngữ này cũng bao gồm silicon chuyên dụng như GPU và DSP xử lý một công việc hẹp. Vì vậy, CPU là một loại bộ xử lý, không phải là một thứ khác.
Tại sao điều này quan trọng với bạn
Đây là phần mà những người giải thích chung chung bỏ lỡ. Nếu bạn tìm kiếm "CPU và bộ xử lý" từ một công việc tự động hóa thì bạn không phải đang mua chip máy tính. Bạn đang tìm kiếm một mô-đun có thể thay thế được đặt trong giá đỡ PLC. Mọi thứ bên dưới được viết cho mô-đun đó, không phải cho máy tính để bàn.
"CPU / Bộ xử lý" thực sự có nghĩa là gì bên trong PLC
Công việc của mô-đun CPU PLC: chu trình quét
Bên trong PLC, mô-đun CPU không "chạy chương trình" như máy tính xách tay. Nó chạy một vòng lặp chặt chẽ, lặp đi lặp lại được gọi làchu kỳ quét:
- Đọc trạng thái của mọi đầu vào (cảm biến, công tắc, tín hiệu phản hồi).
- Thực hiện chương trình điều khiển của bạn một lần, từ trên xuống dưới, sử dụng các giá trị đầu vào đó.
- Cập nhật mọi đầu ra (van, động cơ, bộ truyền động, đèn báo).
Sau đó nó bắt đầu lại. Trên một máy nhỏ, vòng lặp này có thể lặp lại sau mỗi vài mili giây và nó lặp lại chừng nào máy còn được cấp nguồn. Hãy hình dung một dây chuyền lắp ráp: trên mỗi lần quét, CPU sẽ đọc một cảm biến tiệm cận, kiểm tra logic cho biết "nếu bộ phận có và bộ phận bảo vệ đóng, hãy tiến băng tải" và điều khiển đầu ra di chuyển dây đai. Thời gian để hoàn thành một vòng lặp đầy đủ làthời gian quétvà đó là con số duy nhất cho bạn biết mức độ phản hồi của bộ điều khiển. Hãy giữ lấy thuật ngữ đó vì nó quay lại khi chúng ta nói về sự lựa chọn.
Tại sao PLC quan tâm đến tính quyết định chứ không phải tốc độ thô
CPU máy tính để bàn được đánh giá dựa trên tốc độ nó có thể hoàn thành một tác vụ nặng. CPU PLC được đánh giá dựa trên yếu tố khác: liệu nó có hoàn thành mỗi lần quét trong một khoảng thời gian có thể lặp lại và có thể dự đoán được hay không. Tài sản đó được gọi làkiểm soát xác định, và nó là ranh giới thực sự giữa bộ điều khiển công nghiệp và chip máy tính.
Một lỗi phổ biến trong việc lựa chọn là cho rằng tốc độ xung nhịp cao hơn tự động có nghĩa là bộ điều khiển tốt hơn. Trên máy, một lần quét nhất quán, bạn có thể tin tưởng vào nhiều vấn đề hơn là con số cao nhất mà bạn không thể. Bộ điều khiển thường quét trong 2 mili giây nhưng đôi khi dừng ở tốc độ 20 mili giây thì khả năng điều khiển chuyển động kém hơn so với bộ điều khiển quét trong 5 mili giây mỗi lần. Khi so sánh các mô-đun, bạn đang so sánh tính nhất quán khi tải chứ không chỉ tốc độ tiêu đề.
Mô-đun CPU liên quan như thế nào với phần còn lại của giá đỡ
Mô-đun CPU hiếm khi hoạt động một mình. Trong PLC mô-đun, nó nằm trong một giá đỡ cùng với nguồn cấp điện cho nó, các mô-đun đầu vào và đầu ra kết nối với hiện trường và các mô-đun giao tiếp liên kết nó với mạng. CPU là bộ điều phối: nó phụ thuộc vào nguồn điện, đọc và ghi thông qua các mô-đun I/O và đàm phán ngược dòng thông qua các mô-đun giao tiếp.
Điều rút ra thực tế là bạn không bao giờ chọn CPU một cách cô lập. Mô-đun bạn chọn phải phù hợp với giá đỡ, dòng I/O và thế hệ chương trình cơ sở đã được cài đặt, nếu không các bộ phận sẽ không hoạt động cùng nhau. Hạn chế đó chính là lý do tại sao tồn tại các bước lựa chọn bên dưới.
Thông số kỹ thuật chính quyết định mô-đun CPU PLC
Biết ý nghĩa của từng thông số kỹ thuật không phải là vấn đề ở đây. Vấn đề là biết mỗi người thu hẹp sự lựa chọn của bạn như thế nào. Mọi thông số bên dưới được viết dưới dạng quyết định chứ không phải định nghĩa. Bảng ở cuối phần này là bảng tham khảo nhanh; các ghi chú giải thích cách sử dụng nó.
Thời gian quét và hiệu suất xử lý
Sử dụng thời gian quét để khớp bộ điều khiển với nhu cầu của máy. Logic tuần tự đơn giản cho phép quét chậm hơn. Chuyển động-tốc độ cao, khóa liên động nhanh hoặc một chương trình lớn có hàng nghìn bậc thang cần bộ xử lý nhanh hơn để vòng lặp luôn ngắn. Trên hầu hết các bảng dữ liệu, thời gian này được liệt kê dưới dạng thời gian thực hiện trên mỗi lệnh (ví dụ: thao tác rất nhiều nano giây trên mỗi bit). Nếu ứng dụng của bạn có yêu cầu khó về thời gian, thông số kỹ thuật này trước tiên sẽ loại bỏ các mô-đun yếu hơn.
Bộ nhớ chương trình và dữ liệu
Bộ nhớ quyết định mức độ lớn của chương trình mà mô-đun có thể chứa. Chạy hết và chương trình sẽ không tải xuống. Theo nguyên tắc chung, hãy ước tính kích thước khối dữ liệu và chương trình của bạn, sau đó chọn một mô-đun có khoảng trống rõ ràng phía trên nó vì các dự án sẽ phát triển trong quá trình vận hành và trong suốt vòng đời của máy. Các trang bị bổ sung bổ sung logic cho bảng điều khiển cũ là nơi các đội thường gặp khó khăn ở đây.
Số lượng I/O được hỗ trợ
Số lượng I/O là cổng cứng đầu tiên được lựa chọn. Mỗi mô-đun CPU đều có giới hạn về số lượng điểm cục bộ và điểm mở rộng mà nó có thể xử lý. Cộng các điểm kỹ thuật số và analog của bạn, bao gồm biên độ để mở rộng trong tương lai và loại bỏ bất kỳ mô-đun nào không thể đạt được tổng số. Không có cách giải quyết nào: nếu số điểm vượt quá giới hạn của mô-đun thì đó là mô-đun sai.
Giao thức và cổng truyền thông
Xác nhận mạng của bạn trước khi bạn xác nhận CPU. Nếu nhà máy chạyPROFINET, bạn cần CPU có cổng PROFINET; nếu nó chạyEtherNet/IPhoặcModbus, mô-đun phải nói giao thức đó một cách tự nhiên hoặc thông qua một mô-đun giao tiếp bổ sung. Các giao thức-tích hợp rất khác nhau giữa các thương hiệu và thậm chí giữa các dòng sản phẩm trong cùng một thương hiệu, vì vậy thông số kỹ thuật này thường quyết định chính xác kiểu máy chứ không chỉ dòng sản phẩm.
Đánh giá dự phòng và an toàn
Chỉ trả tiền cho những thứ này khi ứng dụng yêu cầu chúng. Điều khiển máy tiêu chuẩn không cần CPU dự phòng hoặc được xếp hạng an toàn-. Kiểm soát quy trình không thể chấp nhận thời gian ngừng hoạt động hoặc dây chuyền có chức năng an toàn phải đáp ứng xếp hạng cụ thể. Chọn một mô-đun dự phòng cho một công việc không cần thiết là một cách phổ biến để chi tiêu quá mức.
|
thông số kỹ thuật |
Điều gì nó quyết định |
Xác nhận ở đâu |
|
Thời gian quét |
Liệu vòng lặp có theo kịp máy không |
Thời gian thực hiện lệnh trên biểu dữ liệu |
|
Bộ nhớ chương trình/dữ liệu |
Chương trình của bạn có phù hợp hay không, có chỗ để phát triển hay không |
Kích thước bộ nhớ trong bảng thông số kỹ thuật |
|
Số lượng I/O |
Trần cứng về các điểm bạn có thể kiểm soát |
I/O cục bộ + mở rộng tối đa trong thông số kỹ thuật |
|
Cổng/giao thức Comm |
Liệu nó có phù hợp với mạng hiện tại của bạn không |
Các cổng tích hợp được liệt kê trong bảng phân tích số thứ tự |
|
Dự phòng/an toàn |
Liệu nó có phù hợp với-tính khả dụng cao hay nghĩa vụ an toàn hay không |
Dòng sản phẩm và xếp hạng trong mục danh mục |
Bạn không chắc chắn về cách thông số kỹ thuật ánh xạ tới một số bộ phận cụ thể? Gửi yêu cầu của bạn và nhóm của chúng tôi sẽ đáp ứng nó.Yêu cầu báo giá.
Thương hiệu theo thương hiệu: Cách mỗi nhà cung cấp đặt tên cho "CPU / Bộ xử lý" của mình
Phần tương tự có các tên khác nhau tùy thuộc vào thương hiệu, đó là một nửa lý do khiến "CPU và bộ xử lý" gây ra nhiều nhầm lẫn ngay từ đầu. Đây là cách bốn nhà cung cấp phổ biến nhất gắn nhãn cho nó, cùng với một-ghi chú một dòng về việc chọn hàng trong mỗi nhóm. Số thứ tự được hiển thị dưới dạng mẫu định dạng để bạn có thể học cách đọc chúng; luôn xác minh hậu tố chính xác đối với danh mục trực tiếp.
Siemens (CPU SIMATIC S7-1200 / S7-1500)
Siemens gọi nó là "CPU". Số đơn hàng bắt đầu bằng 6ES7 (ví dụ: phần dòng 6ES7 51x cho CPU S7-1500). S7{11}}1200 phù hợp với khả năng điều khiển máy nhỏ gọn; S7-1500 đáp ứng các ứng dụng nặng về giao tiếp lớn hơn, nhanh hơn hoặc nhiều hơn. Duyệt trong khoMô-đun PLC của Siemens.
Allen-Bradley / Rockwell (Bộ xử lý ControlLogix / CompactLogix)
Allen-Bradley sử dụng "bộ xử lý" và "bộ điều khiển", nhưng theo ngôn ngữ của thương hiệu này thì đó cũng chính là bộ phận mà mọi người khác gọi là CPU. ControlLogix (dòng 1756, ví dụ 1756-L8x) nhắm mục tiêu đến các hệ thống lớn; CompactLogix (dòng 5069 hoặc 1769) nhắm đến các máy cỡ vừa và nhỏ. Xem sẵnAllen-Mô-đun PLC Bradley.
Omron (Bộ CPU CJ2 / NX)
Omron gọi nó là "Đơn vị CPU". Dòng CJ2 (ví dụ CJ2M-CPU3x) là nền tảng mô-đun đã được thiết lập, trong khi dòng NX (ví dụ NX102-xxxx) là bộ điều khiển tự động hóa máy mới hơn. Kiểm traĐơn vị CPU Omron.
Mitsubishi (CPU dòng FX / Q)
Mitsubishi nói "CPU." FX5U (ví dụ FX5U-32M) là bộ điều khiển tất cả-trong-một nhỏ gọn; dòng Q và iQ-R (ví dụ Q03UDVCPU) là dạng mô-đun dành cho các bản dựng lớn hơn. XemMô-đun PLC Mitsubishi.
|
Thương hiệu |
Họ gọi nó là gì |
Hàng loạt điển hình |
Nơi để tìm |
|
Siemens |
CPU |
S7-1200, S7-1500 |
|
|
Allen-Bradley |
Bộ xử lý/Bộ điều khiển |
Kiểm soátLogix, CompactLogix |
|
|
Omron |
Đơn vị CPU |
CJ2, NX |
|
|
Mitsubishi |
CPU |
FX5U, Q / iQ-R |
Cách chọn mô-đun CPU PLC phù hợp (Danh sách kiểm tra quyết định)
Khi bạn biết mỗi nhà cung cấp gọi bộ phận đó là gì, bản thân việc lựa chọn là một tập hợp các quyết định được sắp xếp. Làm việc thông qua chúng theo trình tự này và bạn sẽ đạt được một số phần duy nhất.
- Xác nhận nền tảng.Trong hầu hết các trường hợp, hãy giữ nguyên nhãn hiệu và dòng sản phẩm đã được lắp đặt. Việc phù hợp với nền tảng hiện có giúp tiết kiệm thời gian đi lại, lập trình lại và vận hành thử.
- Tính toán I/O.Tổng số điểm kỹ thuật số và tương tự của bạn, thêm lề và đặt điểm đó ở mức tối thiểu của bạn.
- Ước tính bộ nhớ.Kích thước chương trình và dữ liệu của bạn, sau đó yêu cầu khoảng trống rõ ràng phía trên nó.
- Xác nhận liên lạc.Liệt kê các giao thức và cổng mà máy cần và yêu cầu chúng trên bo mạch hoặc thông qua mô-đun comm phù hợp.
- Quyết định về sự dư thừa hoặc an toàn.Chỉ thêm những thứ này nếu ứng dụng thực sự yêu cầu tính sẵn sàng cao hoặc chức năng an toàn được xếp hạng.
- Khóa số thứ tự và phần mềm.Xác nhận số bộ phận chính xác và kiểm tra xem bản sửa đổi chương trình cơ sở có phù hợp với dự án của bạn không.
Một lời khuyên thiết thực: việc chuyển đổi thương hiệu giữa-hầu như luôn tốn nhiều giờ kỹ thuật hơn so với việc giữ nguyên, ngay cả khi mô-đun mới trông rẻ hơn trên giấy tờ. Không chắc chắn phần nào phù hợp?Gửi cho chúng tôi yêu cầu của bạnvà chúng tôi sẽ xác nhận trận đấu.
Nguyên bản, tân trang hay lỗi thời? Tìm nguồn CPU PLC một cách an toàn
Chọn đúng số bộ phận chỉ là một nửa công việc. Nửa còn lại là mua một thiết bị mà bạn có thể tin tưởng, đặc biệt là khi mẫu mã đã cũ hoặc đã ngừng sản xuất.
Nguyên bản, mới và tân trang và cách phân biệt chúng
Hàng mới ban đầu là-mới xuất xưởng và chưa qua xử lý. Các thiết bị tân trang được kiểm tra và khôi phục, đồng thời có thể là lựa chọn hợp lý cho các dòng sản phẩm cũ khi nguồn hàng mới đã cạn kiệt. Rủi ro là mua một sản phẩm được dán nhãn lại hoặc chưa được xác minh được bán như sản phẩm gốc. Trước khi cam kết, hãy kiểm tra nhãn và biểu tượng của nhà sản xuất, mã lô hoặc ngày tháng cũng như bao bì và niêm phong chống tĩnh điện-. Sai lầm phổ biến và tốn kém là chỉ mua theo giá mà bỏ qua nguồn gốc và chế độ bảo hành, đó là lý do khiến các bộ phận giả mạo và không-thông số kỹ thuật lọt vào.
Tìm một sự thay thế tương thích cho một mô hình đã ngừng sản xuất
Khi CPU chính xác của bạn bị ngừng hoạt động, bạn thường có hai con đường: chuyển lên phiên bản kế nhiệm trong cùng dòng hoặc di chuyển sang nền tảng mới hơn. Dù bằng cách nào, hãy theo dõi chặt chẽ hai điều, khả năng tương thích của chương trình cơ sở và liệu chương trình hiện tại của bạn có chuyển đổi hay không, vì mô-đun tương thích về mặt vật lý vẫn có thể từ chối chạy một dự án cũ nếu không có bước chuyển đổi. Nếu bạn đang nhìn chằm chằm vào mộtCPU PLC lỗi thờikhông có-sự trùng khớp, chúng tôi có thể giúp xác định một thiết bị thay thế hoạt động.
Những gì cần xác nhận trước khi bạn đặt hàng
Chạy kiểm tra nhanh này trước khi mua hàng:
- Thời gian tồn kho và giao hàng:Bộ phận chính xác có thực sự có sẵn không và khi nào nó sẽ được giao hàng?
- Sửa đổi phần sụn:Nó có phù hợp với những gì dự án của bạn mong đợi không?
- Tình trạng và nguồn gốc:Mới, nguyên bản hay đã qua tân trang, có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng?
- Bảo hành:Phạm vi bảo hiểm đi kèm với thiết bị là gì?
Sẵn sàng để xác nhận một phần?Kiểm tra hàng tồn kho hoặc yêu cầu báo giá.
Câu hỏi thường gặp
"CPU" của PLC có giống với "bộ xử lý" của nó không?
Thời gian quét PLC là gì và tại sao nó lại quan trọng?
Làm cách nào để đọc số đơn đặt hàng CPU của Siemens hoặc Allen{0}}Bradley?
Tôi có thể thay thế CPU PLC lỗi thời bằng CPU mới hơn không?
Một CPU PLC có thể xử lý bao nhiêu điểm I/O?
Tôi có cần khớp các phiên bản phần sụn khi thay thế CPU không?
Phần kết luận
Trong PLC, CPU và bộ xử lý là cùng một mô-đun dưới các tên thương hiệu khác nhau và việc chọn đúng mô-đun phụ thuộc vào hiệu suất quét, bộ nhớ, số lượng I/O và giao tiếp với máy của bạn, sau đó xác nhận chính xác số bộ phận, chương trình cơ sở và nguồn gốc trước khi bạn mua. Nếu bạn đã sẵn sàng di chuyển, hãy cho chúng tôi biết bạn cần gì và chúng tôi sẽ tìm thấy sự phù hợp.Yêu cầu báo giáhoặcduyệt các mô-đun CPU PLC trong kho.
