辅控网技术培训-PLC

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,辅控网技术培训,-PLC,部分,河北华之杰信息科技股份有限公司,2011,年,3,月,目录,什么是,PLC,、,PLC,的功能,PLC,的构成,PLC,的分类,PLC,的特点,PLC,的通讯实现,PLC,控制的实现,各厂家,PLC,使用情况,常用大型,PLC,比较,PLC,选型简介,什么是,PLC,PLC,是“可编程逻辑控制器”,(Programmable Logic Controller),的简称。,国际电工委员会（,IEC,）对,PLC,的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字量、模拟量的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。,什么是,PLC,总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入,/,输出接口，并且具有较强的驱动能力。,但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。,个人理解即为“组态”,PLC,的功能,逻辑控制；,定时计数控制；,步进（顺序）控制；,PID,控制；,数据控制：,PLC,具有数据处理能力；,通信和联网；,其他：,PLC,还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如定位控制模块、,CRT,模块及高速计数模块等。,PLC,的构成,电源,中央处理单元,(CPU),内存,I/O,模块,底板或机架,其他模块,PLC,的构成,电源,用于为,PLC,各模块的集成电路提供工作电源。,PLC,的构成,中央处理单元,(CPU),CPU,是,PLC,的核心，起神经中枢的作用,(,其功能类似于人的大脑,),，主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，,CPU,单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。每套,PLC,至少有一个,CPU,，它按,PLC,的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和,PLC,内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存储器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。,PLC,的构成,内存,内存主要用于存储程序及数据，是,PLC,不可缺少的组成单元。不同机型的,PLC,其内存大小也不尽相同，除主机单元的已有的内存区外，大部分机型还可根据用户具体需要加以扩展。,PLC,的构成,I/O,模块,PLC,与电气回路的接口，是通过输入输出部分（,I/O,）完成的。,I/O,模块集成了,PLC,的,I/O,电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入,PLC,系统，输出模块相反。,I/O,种类有开关量输入（,DI,），开关量输出（,DO,），模拟量输入（,AI,），模拟量输出（,AO,）等 。,按,I/O,点数确定模块规格及数量，,I/O,模块可多可少，但其最大数受,CPU,所能管理的基本配置的能力。,PLC,的构成,底板或机架,大多数模块式,PLC,使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使,CPU,能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。,PLC,的构成,其他模块,功能模块：计数、定位等功能模块,通讯模块：与上位机或其他,PLC,通讯的以太网模块、,RS485,协议的模块等。,PLC,的分类,小型,PLC,小型,PLC,的,l,O,点数一般在,128,点以下，其特点是体积小、结构紧凑，整个硬件融为一体，除了开关量,I,O,以外，还可以连接模拟量,I,O,以及其他各种特殊功能模块。它能执行包括逻辑运算、计时、计数、算术运算、数据处理和传送、通信联网以及各种指令。,中型,PLC,中型,PLC,采用模块化结构，其,I,O,点数一般在,256,1024,点之间。,I,O,的处理方式除了采用一般,PLC,通用的扫描处理方式外，还能采用直接处理方式，即在扫描用户程序的过程中，直接读输入，刷新输出。它能连接各种特殊功能模块，通信联网功能更强，指令系统更丰富，内存容量更大，扫描速度更快。,大型,PLC,一般,I,O,点数在,1024,点以上的称为大型,PLC,。大型,PLC,的软、硬件功能极强，具有极强的自诊断功能。通信联网功能强，有各种通信联网的模块，可以构成三级通信网，实现工厂生产管理自动化。大型,PLC,还可以采用三,CPU,构成表块式系统，使机器的可靠性更高。,PLC,的特点,高可靠性,所有的,I,O,接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与,PLC,内部电路之间电气上隔离。,各输入端均采用，,RC,滤波器，其滤波时间常数一般为,10,20ms,各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。,采用性能优良的开关电源。,对采用的器件进行严格的筛选。,良好的自诊断功能，一旦电源或其他软、硬件发生异常情况，,CPU,立即采用有效措施，以防止故障扩大。,大型,PLC,还可以采用由双,CPU,构成冗余系统或有三,CPU,构成表决系统，使可靠性更进一步提高。,PLC,的特点,丰富的,I,O,接口模块,PLC,针对不同的工业现场信号，如：交流或直流，开关量或模拟量，电压或电流，脉冲或电位，强电或弱电等。有相应的,I,O,模块与工业现场的器件或设备相匹配，如：按钮，行程开关，接近开关，传感器及变送器，电磁线圈，控制阀等都可以直接连接。另外为了提高操作性能，它还有多种人一机对活的接口模块；为了组成工业局部网络，它还有多种通信联网的接口模块，等等。,PLC,的特点,采用模块化结构,为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型,PLC,以外，绝大多数,PLC,均采用模块化结构。,PLC,的各个部件，包括,CPU,，电源,I,O,等均采用模块化设计。由机架及电缆将各模块连接起求，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。,PLC,的特点,编程简单易学,PLC,的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。,PLC,的特点,安装简单，维修方便,PLC,不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与,PLC,相应的,I,O,端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构，大都支持带电拔插，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行,PLC,的通讯,与远程站的通讯,与上位机以及其他,PLC,的通讯,PLC,的通讯,与远程站的通讯,电力系统常用的,PLC,远程站之间的通讯使用,ControlNet,、,ModBus,、,Profibus,等协议的总线。传输介质根据距离的长短可以选择同轴电缆、,Profibus,电缆、光纤进行传输。,PLC,的通讯,与上位机以及其他,PLC,的通讯,电力系统常用,PLC,均支持常用的数据传输协议，包括：,ModBus,协议、,Profibus,协议、,RS232,、,RS485,等，应用以上协议足以满足与主流上位机以及其他品牌,PLC,进行数据通讯。,其通讯介质包括网线、双绞线、,Profibus,电缆等。,PLC,控制的实现,开关量输出控制,开关量输入显示,模拟量输出控制,模拟量输入显示,PLC,的通讯,开关量输出控制,当我们在画面上点击一个指令按钮的时候，开出点状态由,0,变,1,，上位机将这个数据变化通过上位机与,PLC,通讯接口程序传至,PLC,中，,PLC,判断启动条件（如连锁条件、控制权是否在就地等）如满足启动条件通过开关量输出模块发出开出指令，继电器吸合，设备“启动”信号点形成回路，设备启动,。,PLC,的通讯,开关量输出控制,PLC,的通讯,开关量输入显示,当设备状态发生变化时，传感器与继电器线圈形成回路，继电器触点端常开点闭合，,PLC,开入模块当前通道接通，,PLC,扫描到当前点的状态变化，通过上位机与,PLC,的通讯接口返回到上位机画面。,PLC,的通讯,开关量输入显示,PLC,的通讯,模拟量输出控制,当我们在上位机对变频器等设备进行频率设定时，上位机与,PLC,接口程序将设定的模拟量值传送到,PLC,中，由,PLC,的数模转换器将设定值转换成模拟信号，输出到变频器等设备中。,PLC,的通讯,模拟量输出控制,PLC,的通讯,模拟量输入显示,现场设备中模拟量信号接入,PLC,的模数转换模块中，模块将转换好的传递给,CPU,，通过上位机与,PLC,的通讯接口返回到上位机画面。,PLC,的通讯,模拟量输入显示,各厂家,PLC,使用情况,施耐德,PLC,应用于：大唐唐山热电、大唐云冈热电、大唐王滩、大唐潮州、大唐乌沙山、大唐宁德、大唐红河、大唐运城、大唐陡河、大唐迁安、大唐吕四港、大唐丰润、大唐托克托,【,一二期输煤、燃油、制氢、二期精处理、三四期暖通空调,】,、大唐盘山,【,输煤、脱硫,】,等电厂。,AB PLC,应用于：大唐盘山、大唐托克托、大唐锦州、大唐托电国能、大唐大坝、大唐临汾电厂。,西门子,PLC,应用于：大唐多伦煤化工。,常用大型,PLC,比较,当前大唐国际系统内应用较多的大型,PLC,Siemens,的,S7-400,系列,AB,的,PLC5,、,ControlLogix,系列,Schneider,的,Quantum,系列,常用大型,PLC,比较,几种,PLC,无论是性能还是可靠性都可以满足电厂生产的安全和稳定的需要。只是在与上位机通讯方面略有不同。大唐国际内应用的上位机组态软件大多是,ifix,。尤其是辅控网的建设更加大了,ifix,组态软件在系统内的使用率。,Ifix,与以上三个品牌,PLC,的通讯各有不同,常用大型,PLC,比较,与,Siemens PLC,通讯使用,Siemens,WinCC,组态软件会更好些。如上位机选用,ifix,可选方法包括：,上位机加装,CP-1613,网卡，使用,SI7,驱动进行通讯，这种方案使得上位机成本升高，并且如需增加上位机还需要给,PLC,程序进行下装。,使用第三方的,S7A,驱动通过以太网与,PLC,通讯，这种方式的优点是，驱动容易配置，增加减少上位机无需对,PLC,程序进行操作，并且成本偏高。,常用大型,PLC,比较,与,AB PLC,通讯，当前使用的方式是通过,RS,Linx,作为,OPC Server,，,ifix,使用,OPC,驱动进行通讯，优点是轻松实现,CPU,的双机热备和,PLC,的双网冗余，缺点是由于,OPC,协议本身的问题，上下位机之间通讯速度或多或少会受到影响。,常用大型,PLC,比较,与,Schneider PLC,通讯，其优点是，,Schneider PLC,完全支持,ModBus,TCP,协议，,ifix,使用,MBE,驱动，可以轻松完成对双网冗余的配置，选用热备型号的,PLC,后,PLC,程序中无需做任何配置便可以实现双机热备。并且由于,ModBus,协议是将数据打包发送进行通讯，上下位机之间数据通讯速度可以稍快一些。,PLC,选型简介,根据业主要求选择,PLC,的品牌,根据业主提供的现场,I/O,点数规模以及对稳定性的要求选择,CPU,型号和是否热备,依据现场点数的分布情况确定是否需要设置远程站,根据远程站与主站的距离考虑是否需要使用光纤进行通讯,根据业主要求预留备用通道,是否需要用到其他功能模块（如：,GPS,模块，脉冲模块等）,确定出工程所需要的,PLC,各类型模块和数量,结 束谢谢大家的参与,