电器与PLC控制技术

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电器与,PLC,控制技术,张飞云,一、课程的性质与任务,本课程是一门实用性很强的专业课，其主要内容是以电动机或其他执行电器为控制对象，介绍继电器接触器控制系统、变频器及,PLC,控制系统的工作原理、典型机械的电气控制线路以及以变频器、,PLC,为核心的控制系统的设计方法。,本课程的培养目标是培养学生继电器接触器、变频器及,PLC,工程应用能力，具体要求：,1,、熟悉常用低压电器的结构原理、用途，具有合理选择、使用常用低压电器的能力。,2,、熟练掌握继电器接触器控制线路的基本环节，具有阅读和分析继电器接触器构成的电气控制线路原理图的能力。,3,、了解变频器的工作原理，掌握通用变频器的基本应用方法。,4,、掌握,PLC,的基本原理及编程方法，能根据生产过程和控制要求进行系统设计和编写应用程序。,5,、熟悉典型设备的电气控制系统，具有从事电气设备安装、调试、维修及管理的基本知识。,二、电气控制技术的发展概况,1,、继电接触器控制系统,继电接触器控制系统主要由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，其控制方式是断续的，所以又称为断续控制系统。,2、矩阵式顺序控制器和晶体管逻辑控制系统、计算机控制。,3、PLC控制系统,1968,年美国最大的汽车制造厂家,通用汽车公司,(GM),提出了研制可编程序控制器的基本设想，即,(1),能用于工业现场。,(2),能改变其控制,“,逻辑,”,，而不需要变动组成它的元件和修改内部接线。,(3),出现故障时易于诊断和维修。,1968,年 美国通用汽车公司提出的替代继电器控制系统的新型控制器的十项指标：,1） 编程简单、现场可,修改程序；,2）维护方便、采用插,件式结构；,3）可靠性高于继电器,控制系统；,4）体积小于继电器控,制系统；,5）数据可以直接送入,计算机；,6）成本可与继电器系,统竞争；,7）输入可为市电；,8）输出可为市电，能,直接驱动电磁阀、交,流接触器等；,9）通用性强、易于扩,展；,10）用户存储器大于,4K。,1969年美国数字设备公司根据上述要求，首先研制出了世界上第1台可编程序控制器PDP-14，并在通用汽车公司的自动生产线上试用获得成功。从此以后，这项研究技术迅速发展，从美国、日本、欧洲普及到全世界。,因为这种新型工业控制装置可以通过编程改变控制方案，且专门用于逻辑控制，所以人们称这种新型工业控制装置为可编程序逻辑控制器（,Programmable Logic Controller,，,PLC,）。,国际电工委员会（,IEC,）,PLC,的定义：,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储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。,用,PLC控制外部接线不变，改变用户程序。,用继电器控制,要改变控制电路的实际接线。,KM,Q,FU,KH,M,3 ,SB,1,SB,2,KM,KH,KM,继电器控制接线,PLC控制外部接线,输入设备,PLC,SB,1,SB,2,KH,KM,输出设备,欲改变控制功能：,主电路,相同,例如,目前生产,PLC,的厂家较多。但能配套生产，大、中、小、微型均能生产的不算太多。较有影响的，在中国市场占有较大份额的公司有：,德国西门子公司：它有,SS,系列的产品。有,SS,95U,、,100U,、,115U,、,135U,及,155U,。,135U,、,155U,为大型机，控制点数可达,6000,多点，模拟量可达,300,多路。最近还推出,S7,系列机，有,S7-200,（小型）、,S7-300,（中型）及,S7-400,机（大型）。性能比,SS,大有提高。,日本,OMRON,公司：它有,CPM1A,型机，,P,型机，,H,型机，,CQM1,、,CVM,、,CV,型机，,Ha,型、,F,型机等，大、中、小、微均有，特别在中、小、微方面更具特长，在中国及世界市场，都占有相当的份额。,美国,GE,公司、日本,FANAC,合资的,GE,FANAC,的,90,70,机也是很吸引人的。据介绍。它具有,25,个特点。诸如，用软设定代硬设定，结构化编程，多种编程语言，等等。它有,914,、,781,782,、,771,772,、,731,732,等多种型号。另外，还有中型机,90,30,系列，其型号有,344,、,331,、,323,、,321,多种；还有,90,20,系列小型机，型号为,211,。,美国莫迪康公司,(,施奈德,),的,984,机也是很有名的。其中,E984,785,可安,31,个远程站点，总控制规模可达,63535,点。小的为紧凑型的，如,984-120,，控制点数为,256,点，在最大与最小之间，共,20,多个型号。,美国,AB,（,Alien,Bradley,）公司,创建于,1903,年，在世界各地有,20,多个附属机构，,10,多个生产基地。可编程控制器也是它的重要产品。它的,PLC,5,系列是很有名的，其下有,PLC,5/10,，,PLC,5/11,，,PLC,5/250,多种型号。另外，它也有微型,PLC,，,SLC,500,即为其中一种。有三种配置，,20,、,30,及,40I/O,配置选择，,I/O,点数分别为,12/8,、,18/12,及,24/16,三种。,日本三菱公司,的,PLC,也是较早推到我国来的。其小型机,F1,前期在国内用得很多，后又推出,FX2,机，性能有很大提高。它的中、大型机为,A,系列。,AIS,、,AZC,、,A3A,等。,日本日立公司,也生产,PLC,，其,E,系列为箱体式的。基本箱体有,E-20,、,E-28,、,E,40,、,E,64,。其,I/O,点数分别为,12/8,、,16/12,、,24/16,及,40/24,。另外，还有扩展箱体，规格与主箱体相同其,EM,系列为模块式的，可在,16,160,之间组合。,日本东芝公司,也生产,PLC,，其,EX,小型机及,EX,PLUS,小型机在国内也用得很多。它的编程语言是梯形图，其专用的编程器用梯形图语言编程。另外，还有,EX100,系列模块式,PLC,，点数较多，也是用梯形图语言编程。,日本松下公司,也生产,PLC,。,FPI,系列为小型机，结构也是箱体式的，尺寸紧凑。,FP3,为模块式的，控制规模也较大，工作速度也很快，执行基本指令仅微秒。,日本富士公司,也有,PLC,。其,NB,系列为箱体式的，小型机。,NS,系列为模块式。,美国,IPM,公司,的,IP1612,系列机，由于自带模拟量控制功能，自带通讯口，集成度又非常之高，虽点数不多，仅,16,入，,12,出，但性价比还是高的，很适合于系统不大，但又有模拟量需控制的场合。新出的,lP3416,机，,I/O,点数扩大到,34,入、,12,出，而且还自带一个简易小编程器，性能又有改进。,我国,1974,年研制，,77,年应用。但国内,PLC,厂家规模多不大。最有影响的算是无锡的华光。它也生产多种型号与规格的,PLC,，如,SU,、,SG,等，发展也很快，在价格上很有优势。相信会在世界,PLC,之林中一定有其位置的。,由于,PLC,技术的不断发展，新型的,PLC,还在不断出现。如近几年出现的主要用于过程控制的,PLC,，即,PPC,（,Programable Process Controller,），以及主要用于运动控制的,PLC,，即,PMC,（,Programable Motion Controller,）。,AB,公司、施耐德公司、西门子公司、及,OMRON,公司都有,PPC,产品，可与,DCS,系统媲美。三菱公司则有,PMC,产品，它可控制,32,个轴的运动，可与数控系统抗衡。,4,、变频器,5,、数控技术（,CNC,）,自,20,世纪,70,年代以来，电气控制相继出现了直接数字控制系统（,DDC,）、柔性制造系统（,FMS,）、计算机集成控制系统（,CIMS,）、智能机器人、集散控制系统（,DCS,）、现场总线控制系统等多项高新技术，形成了从产品设计及制造到生产管理的智能化生产的完整体系，将自动化生产技术推进到了更高的水平。,西门子公司的WinCC是Windows Control Conter（视窗控制中心）的简称。它集成了SCADA、组态、脚本（Script）语言和OPC等先进技术，为用户提供了,Windows操作系统环境下使用各种通用软件的功能。WinCC继承了西门子公司的全集成自动化（TIA）产品的技术先进和无缝集成的特点。,WinCC运行于个人计算机环境，可以与多种自动化设备及控制软件集成，具有丰富的设置项目、可视窗口和菜单选项，使用方式灵活，功能齐全。用户在其友好的界面下进行组态、编程和数据管理，可形成所需的操作画面、监视画面、控制画面、报警画面、实时趋势曲线和打印报表等。它为操作作者提供了图文并茂、形象直观的操作环境，不仅缩短了软件设计周期，而且提高了工作效率。,WinCC的另一个特点在于其整体开放性，它可以方便地与各种软件和用户程序组合在一起，建立友好的人机界面，满足实际需要。用户也可将WinCC作为系统扩展的基础，通过开放式接口，开发期自身需要的应用系统。,PLC,的应用领域,支持设备自动化和节能的,PLC,提供必要的保护和支持的,PLC,食品工业中的,PLC,娱乐场合的,PLC,零售业中提高效率的,PLC,在农业和渔业中提高生产力的,PLC,车载或相关设备的,PLC,用于建筑和环境的,PLC,时时活跃在人们身边的,PLC,在,冶金行业,，,PLC,是主流控制器，主要应用于采选矿、烧结、高炉、轩炉、连铸、轧钢。大型,PLC,主要应用于轧机的控制，小型,PLC,主要在加热炉，钢铁轧延设备以及其他电气控制系统。,（,Siemens,、,Schneider,、,Rockwell,）,具体行业应用,电力电力行业,使用的,PLC,产品以,大型,为主，主要应用于,监控系统、设备控制,和,辅助系统,的控制。,（,Siemens,、,Schneider,、,Rockwell,）,汽车行业,的冲压、焊装、总装和涂装（喷漆）环节都需要大量的,PLC,产品，主要应用大中型,PLC,。,（,Siemens,、,Omron,、,Mitsubishi,）,在,市政,行业，,PLC,是主流控制器，主要使用大中型,PLC,，小型,PLC,主要应用于供水系统。,（,Siemens,、,Omron,、,Mitsubishi,）,纺织机械行业,PLC,主要应用于生产流水线及纺织机械本身的设备控制，主要用小型,PLC,。,（,Siemens,、,Mitsubishi,、,Omron,）,包装机械行业,PLC,主要应用于包装机械本身的设备控制，特别是药包行业，,PLC,是主流的控制器，主要用小型,PLC,。,（,Mitsubishi,、,Delta,）,在,电梯行业,，,PLC,主要应用于货梯及低速客梯，主要用小型,PLC,。,（,Mitsubishi,、,Omron,、,Fuji,）,学习资料,1,、胡学林主编,.,可编程控制器教程（基础篇）,.,电子工业出版社,2,、廖常初主编,. S7-200PLC,编程及应用,.,机械工业出版社,3.,廖常初主编,.,西门子人机界面组态（触摸屏）与应用技术,.,机械工业出版社,6.,西门子,S7-200,有关的中英文手册,7.,何衍庆主编,.,常用,PLC,应用手册,.,电子工业出版社,