PLC1-历史发展解析

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,可编程序把握器原理与应用,福州大学机械工程及自动化学院,吴亦锋,第一章 可编程序把握器概述,挨次把握系统概述,第一节 PLC的定义与进展趋势,其次节 PLC的特点和应用,第三节 PLC与其他工业把握系统的比较,挨次把握系统概述,可编程序把握器是依据工业生产过程挨次规律把握的需要而逐步进展起来的，因此，有必要了解一下挨次把握系统的根本状况,一、挨次把握系统的组成,自动把握系统按被控变量的时间特性可分为连续量把握系统和断续量把握系统,连续量把握系统以反响把握为主,定值把握系统,随动系统,断续量把握系统以挨次把握为主,时间挨次把握系统,规律挨次把握系统,条件挨次把握系统,1.时间挨次把握系统,时间挨次把握系统是固定时间程序的把握系统。它以执行时间为依据，每个设备的运行或停顿与时间有关。例如,多级输送带输送系统,交通信号灯把握系统,时间挨次把握系统的特点是各设备运行时间是事先确定的，一旦挨次执行，将按预定的时间执行操作命令,2.规律挨次把握系统,规律挨次把握系统依据规律的先后挨次执行操作命令，它与执行的时间无严格关系,液体混合装置,在规律挨次把握系统中，执行操作命令的规律挨次关系不变,3.条件挨次把握系统,条件挨次把握系统是以执行操作命令的条件是否满足为依据,条件满足时，相应的操作被执行,不满足时，将执行另外的操作,例如电梯把握系统,电梯依据条件运行，可以向上也可以向下运行，所停的楼层也可依据乘客的所需而定,4.挨次把握系统的一般组成,把握器,接收输入信号，按确定的把握算法运算后，输出把握信号给执行机构,输入接口 实现输入信号的电平转换,输出接口 实现输出信号的功率转换,检测装置 检测被控对象的状态信息,显示报警装置,显示系统的状态和报警信息，便于了解设备运行状态以及对设备的操作、调试和故障处理等,挨次把握系统组成框图,显示报警装置,输入接口,控制器,输出接口,执行机构,被控对象,检测,装置,输入,信号,反馈,信号,二、挨次把握系统的实现,挨次把握系统在工业把握领域中应用很多，实现挨次把握系统的方案有多种,继电器规律把握系统,晶体管无触点规律把握系统,可编程把握器把握系统,计算机把握系统,1.继电器规律把握系统,承受继电器的常开常闭触点、延时通断触点和时间继电器、接触器等执行装置完成所需挨次规律功能,电动机起停把握,电动机正反转把握,受继电器触点牢靠性影响和使用寿命的限制，这类把握系统使用故障较多，使用寿命不长，而且更改不便利，维护困难,2.晶体管无触点规律把握系统,晶体管组成的无触点挨次规律把握系统因削减了触点的可动部件，牢靠性提高，使用寿命长,由于承受硬件组成规律关系，更改也不便利,3.可编程把握器规律把握系统,可编程序把握器承受软件完成挨次规律功能，用指令实施操作和把握，因此挨次规律功能的更改特殊便利,可编程序把握器还承受了各种软硬件抗干扰措施，使其具有高牢靠性，因而在工业生产中得到了广泛的应用,4.计算机把握系统,由计算机组成的把握系统具有信息处理力气强的特点，能对整个系统实施有效的治理，必要时可把信息传送到上一级决策处理机或下送现场把握器,第一节 PLC的定义与进展趋势,在可编程序把握器诞生之前，继电器把握系统已广泛应用于工业生产,继电器把握系统通常可以看成是由检测电路、把握电路、执行部件和工业现场四个局部组成,继电器把握系统,触点多,牢靠性差,把握不准时,接线固定，不能适应生产工艺变更的要求,检测电路,继电器,控制电路,执行部件,生 产 现 场,美国通用汽车公司GM于1968年提出研制新型工业把握器的10条设想,编程简洁，可现场修改程序,维护便利，最好是插件式,牢靠性高于继电器把握装置,体积小于继电器把握装置,数据可送到治理计算机,本钱上可与继电器把握竞争,输入信号可以是沟通电压AC110220V,输出电流可达2A,可直接驱动电磁阀,在系统扩展时，原系统变更较小,用户程序存储器的容量能扩展,其次年，美国数字设备公司(DEC)领先研制出了满足GM10条要求的可编程序把握器，引起工业界的瞩目,当时，人们将这种可编程序把握器称为PLC(Programmable Logical Controller)，即可编程序规律把握器,一、可编程序把握器的命名与定义,随着大规模集成电路技术的进展，1975年后，可编程序把握器增加了很多功能，不仅可进展规律把握，而且还可对模拟量进展把握,美国电气制造协会NEMA将它正式命名为PC(Programmable Controller),为避开与个人计算机名称相混淆，人们习惯上仍将可编程序把握器称为PLC,国际电工委员会(IEC)对PLC下的定义,可编程序把握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，它承受可编程序的存储器，用来在其内部存储执行规律运算、挨次把握、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，把握各种类型的机械或生产过程。可编程序把握器及其有关的设备，都应按易于与工业把握系统联成一个整体、易于扩大功能的原则设计,工业环境：电场、磁场干扰，温度、振动等,可编程序：修改程序便利，可适应工艺变更的需要,PLC把握系统,由于PLC把握系统与继电器把握系统相比具有无法比较的优点，因此，在今后的把握系统中，传统的继电器把握系统被PLC把握系统所替代是大势所趋,检测电路,可编程序,控制器,执行部件,生 产 现 场,二、PLC的进展趋势,小型化,网络化,近年来，加强PLC的联网力气成为PLC的进展趋势。PLC和计算机等可以构成多级分布式网络把握系统，实现工厂自动化FA,网络化的分布式系统使现场设备层的执行、车间把握层的监控、工厂治理层的信息调度连成一个整体，进而制造出更高的经济效益,HUB,中央控制室,光纤适配器,CS1D,Controller Link 光纤冗余环网,Device Net,CS1,CS1,CS1S,工厂自动化控制网络系统,管理层,控制层,设备层,Ethernet 100M光纤以太环网,模拟屏,NT,Profibus,兼容性,随着工业自动化技术的进展，今后将更加留意PLC与其他智能把握系统的兼容性，如PLC与工业把握计算机、集散把握系统、嵌入式计算机系统、现场总线等的渗透与结合，不断拓宽PLC的应用范围,SYSMAC BUS,PC Link,Ethernet,Host Link,CompoBus/S,Controller,Link,Information,Network,Controller,Network,Components,Network,SNT,ME-NET,OMRON 专有的,开放的,SLK,CompoBus/D,DeviceNet,Profibus,标准化,各公司生产的PLC自成体系，不同公司的产品无法通用，相互间不能通信联网，造成用户在使用上的不便利。因此，制定PLC的国际标准是今后进展的趋势,其次节 PLC的特点和应用,通用性强，使用便利,PLC产品系列化、模块化，用户可便利地配置出满足不同把握规模的系统,一、PLC的主要特点,可编程序把握器的主要特点有哪些？,功能强，适应面广,PLC具有规律运算、定时、计数、挨次把握，模拟量输入/输出等功能，既可把握开关量，也可把握模拟量,可进展单机把握、生产线把握、生产过程把握以及联网把握,抗干扰力气强，牢靠性高,硬件上,承受光耦隔离,设置多种滤波电路,内部承受电磁屏蔽,承受开关稳压电源,软件上,故障自诊断功能,软件狗(Watching Dog)技术,可便利地构成双机冗余热备系统,制造商为提高PLC的牢靠性承受了那些措施？,OMRON,的,CS1D,双机冗余系统,Duplication of CPU,PS and CLK unit,编程语言简洁易学,PLC承受梯形图语言，与继电器线路相像,安装调试简洁，修理便利,PLC内部不需接线，安装工作量小,I/O配有LED指示灯，调试修理便利,模块更换便利,体积小、重量轻，易于实现机电一体化,PLC体积小，适应环境力气强，因此很简洁安装在机械设备内部，是机电一体化设备中较为抱负的把握装置,二、PLC的应用范围,开关量的规律把握,PLC把握开关量的力气很强，所把握的输入/输出点数从几十点到几千点,所把握的规律可以是：组合的、时序的、延时的、计数的，都可以把握,PLC的应用范围主要有哪些？,运动把握,通过PLC的运动把握模块可把握伺服电机、步进电机的转动，实现对机械运动的准确把握,回路控制模块 CS1W-LCU001,模块,CPU,电源,闭环过程把握,PLC可对连续过程回路进展把握，实现很高的把握精度,数据处理,PLC能进展算术运算、数据传送、数据转换、数据比较、数据显示等。中大型PLC还具有浮点运算、开方、函数运算等功能,通信网络把握,PLC与PLC之间,PLC与可编程终端,PLC与计算机之间,PLC与其他智能设备,PLC2-2,PLC2-3,PLC2-4,工程师站,Modem,光环快速以太网100M,天津咸阳路污水处理厂自控系统,操作站OS,操作站OS,PLC3,PLC1-1,Modem,PLC1-3,PLC1-2,PLC2-5,Modem,Controller Link(2M),RS2,公共电话网,Controller Link(2M),PLC2-1,5.7寸触摸屏,10.4寸触摸屏,多屏幕显示器,多屏投影服务器,Web服务器,初沉泵房2013,第三分控站,回流泵房1065,初沉泵房2012,初沉泵房2011,回流泵房1064,回流泵房1063,回流泵房1062,回流泵房1061,RS2,PLC4,CS1,雨水泵房,第四分控站,出水泵房,RS2,PLC1,第一分控站,进水泵房,沉砂池,计量槽,第一分变电站,加药间,浓缩池,浓缩泵房,储气罐,燃烧器,PLC2,RS2,第二分控站,鼓风机房,加氯间,中央控制室,PLC-M,密云路泵站,PLC-X,咸阳路泵站,污泥消化系统,污泥干化系统,电站自动化系统,RS2,第三节 PLC与其他工业把握系统的比较,组成的器件不同,继电器系统中使用的是硬件继电器,PLC内部是“软继电器”，实质上是IC触发器,触点的数量不同,硬件继电器触点少，一般仅4个触点,软继电器的触点在编程中可无限使用,一、PLC把握系统与继电器把握系统的比较,把握方法不同,硬件继电器靠触点的接线规律实现把握功能,PLC是通过软件编程来实现把握功能，修改便利,工作方式不同,继电器把握系统中，继电器触点间存在“竞争”,PLC承受循环扫描工作方式，把握更加牢靠,PLC把握系统与继电器把握系统的比较,与继电器把握系统比较，PLC把握系统有什么优点？,二、PLC把握系统与工业计算机 把握系统的比较,工业计算机总线标准化程度高、品种兼容性强、软件资源丰富、有实时操作系统支持，在要求快速、实时性高、模型简洁的工业把握中占有优势,但工业计算机尚不能适应恶劣的工作环境，此外还要求操作人员具有确定的计算机学问，因此不如PLC那样简洁维护,PLC把握系统与工业计算机把握系统的比较,随着PLC更多地承受计算机技术，同时工业计算机向提高牢靠性的方向进展，两者间相互渗透，差异越来越小。他们将连续共存，在一个把握系统中，使PLC集中在功能把握上，工业计算机集中在信息处理上，各显神通,预习其次章 思考题,PLC主要由哪几个局部组成？各局部的主要作用是什么？,PLC的CPU模块在PLC中起什么作用？,PLC常用哪几种存储器？它们各有什么特点？分别用来存储什么信息？,PLC有哪几种开关量输入形式？输入单元为何需要设置光电隔离电路？,PLC有哪几种开关量输出形式？各适用于什么负载？,模拟量I/O模块做什么用？它们的精度用什么参数表示？,PLC内部有软件计数器，为什么有时还要用高速计数模块？,PLC的运动把握模块有哪些功能？,PLC的编程器有哪几