电气控制与可编程控制器.pptx

电气控制与可编程控制器 22023/7/27一、传统控制继电器存在的优缺点1、结构简单、价格低廉、维修方便, 广泛应用于各类机床和机械设备中。2、能够方便地实现生产过程自动化,实现集中控制和远距离控制。3、在长期磨损和疲劳工作条件下工作,容易损坏。4、触点容易产生电弧,引起严重的后果。5、对上百个继电器的设备, 其控制箱庞大而笨重。6、全负荷运载的情况下, 大的继电器将产生大量的热及噪声, 同时消耗了大量的电能。7、继电器控制系统必须是手工接线、安装, 假如有简单的改动,也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试,从而造成巨大的经济损失。 32023/7/27二、可编程逻辑控制器(PLC)的产生1968年美国通用汽车公司(GM)招标要求:利用计算机的功能和继电器控制系统的简单易明白相结合。面向控制过程、面向问题的“自然语句”进行编程,使得不熟悉计算机的人也能方便地使用。(1)软连接代替硬接线 ;(2)维护方便 ;(3)可靠性高于继电器控制柜 ;(4)体积小于继电器控制柜;(5)成本低于继电器控制柜 ;(6)有数据通讯功能 ;(7)输入115V ;(8)可在恶劣环境下工作 ;(9)扩展时,原系统变更要少;(10)用户程序存储容量可扩展到4Kb 42023/7/27二、可编程逻辑控制器(PLC)的产生核心思想: ·用程序代替硬接线  ·输入/输出电平可与外部装置直截了当相联  ·结构易于扩展 52023/7/27二、可编程逻辑控制器(PLC)的产生1969年美国DEC公司研制出世界上第一台PLC(PDP-14),并在GM公司汽车生产线上应用成功 。PLC的诞生:  ·1969年,美国研制出世界第一台PDP-14  ·1971年,日本研制出第一台DCS-8  ·1973年,德国研制出第一台PLC  ·1974年,中国研制出第一台PLC 62023/7/27输入电路输出电路继电器控制电路生 产 现 场继电器控制系统结构框图输入电路输出电路可编程序控制器生 产 现 场集中型PLC控制系统结构框图 72023/7/27国际电工委员会IEC对PLC下的定义(1987年2月) 可编程序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,它采纳可编程序的存储器,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命令,并通过数字式,模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的设备,都应按易于与工业控制系统联成一个整体,易于扩充功能的原则而设计。 82023/7/27三、可编程逻辑控制器(PLC)的特点、现状和发展1、PLC是面向用户的工业控制计算机,具有许多明显的特点。(一)可靠性高,抗干扰能力强工业生产过程对控制设备的可靠性提出了特别高的要求。 PLC采取了一系列措施,使PLC能在恶劣的环境中可靠地工作,平均故障间隔时间(MTBF)高,故障恢复时间短。 92023/7/27(1)屏蔽(2)滤波(3)隔离(4)电源调整与保护(5)元件筛选(6)模块化结构(7)自诊断功能(8)信息保护和恢复(9)双CPU冗余系统主要措施包括:由于采取了上述一系列措施,PLC的MTBF时间已达几十万小时。 102023/7/27(二) 编程简单,易于掌握 梯形图编程与继电器逻辑电路图类似 直观、清楚、修改方便、易掌握(三) 组合灵活使用方便 采纳标准化模块结构 控制系统接线简单,工作量小,使用、维护方便 112023/7/27(四)功能强,通用性好 具备特别强的信息处理能力、输出控制能力 具有智能 I/O 功能模块:温度、位置高速计数、高速模拟量转换、远程 I/O 、通信等模块 具有逻辑运算、定时、计数、步进等功能 可完成 A/D、D/A 转换、数字运算、数据处理、通信联网、生产过程监控 可开关量、模拟量、单台、生产线、机群控制 可现场、远距离、简单系统、复杂系统控制 122023/7/27(五)开发周期短,成功率高 只要正确、合理选用各种模块组成系统,采纳软件控制(六)体积小、重量轻、功耗低 供编程使用的软继电器(千个) 状态器(千个) 定时器(几百个) 计数器(几百个) 数据寄存器(几千个) 132023/7/27(七)安装简单,维修方便采纳模块结构安装时只需将相应I/O端口相连接即可构成PLC控制系统运行故障指示(灯),可方便用户了解运行情况和故障诊断 142023/7/272、PLC的现状和发展(1)目前80%以上的工业行业,80%以上的设备均可使用