自动化仪表及装置可编程控制器

PLC综述可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC,是一种以微处理器为基础、带有指令存储器和输入输出接口、综合了微电子技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术的新一代工业控制装置。

它能够存储和执行指令，进行位置控制、逻辑控制、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，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。

PLC是电子技术、计算机技术与继电器逻辑自动控制系统相结合的产物。

它不仅充分发挥了计算机的优点，以满足各种工业生产过程自动控制的需要，同时又照顾一般电气操作人员的技术水平和习惯，采用梯形图或状态流程图等编辑方式，使PLC的使用始终保持大众化的特点。

PLC可以用于单台机电设备的控制，也可以用于生产流水线的控制。

使用者可根据生产过程和工艺要求编制控制程序。

程序运行后，PLC就根据现场输入信号（按钮、行程开关、接近开关或其他传感信号）按照预先编入的程序对执行机构（如电磁阀、电动机等）的动作进行控制。

一、PLC简介及其特点：1、PLC简介:可编程控制器（Programmable Logic Controller ，简称PLC，下同）是电气自动控制的新技术，目前公开发行适用于技校的教材较少，给广大师生的学习带来诸多不便。

本文介绍PLC的编程设计方案，使电气工程技术人员特别是初学者对PLC技术加深了解和认识；同时帮助学生更好地解决学习PLC技术中最难掌握的编程难题，达到能够牢固掌握、熟练运用、提高应用设计能力和加快推广应用的目的。

程序设计是整个系统设计的关键环节，在PLC程序设计中，可采用梯形图、指令表、SFC（程序流程图）进行编程。

2、可编程控制器的主要功能这是PLC的基本功能，也是最广泛的应用，如机车的电气控制、包装机械的控制、电梯的控制等（1）用于模拟量的控制：PLC通过模拟量I/O模块，实现模数转换，并对模拟量进行控制。

如闭环系统的过程控制、位置控制和速度控制（2）用于工业机器人的控制：PLC作为一种工业控制器，适用于工业机器人。

工业自动化仪表及控制装置设备的分类标准及基础知识！随着生产规模的不断扩大和生产技术的发展，对生产过程自动化水平提出了越来越高的要求。

因此，工业仪表也经历了一个从无到有、由简单到复杂，由单一功能向多功能的发展过程。

从最初的只能在现场测量并显示温度（如玻璃温度计）、压力（如U形管压力计）、流量（如玻璃转子流量计）、液位（如玻璃管液位计）的就地检测仪表和只能进行简单控制的就地调节器，逐步向远传集中显示、远程控制的方向发展。

除检测各种参数的检测元件和检测仪表愈加齐全外，过程控制仪表的发展更是日新月异，经历了由气动单元组合仪表、电动单元组合仪表、电子式综合控制装置到工业计算机控制系统的飞跃。

工业自动化仪表品种繁多，从信息的获得、传递、反映和处理的过程把工业自动化仪表分为五大类；（1）检测仪表；（2）显示仪表；(3)控制仪表；（4）执行器；（5）集中监测与控制装置。

检测仪表生产过程中，介质在设备、管道不同部位的温度、压力、流量、物位以及其他物理量瞬息万变，始终处于变化之中。

检测仪表就是用以检测上述物理量在每个瞬间的量值。

按照所测量工艺参数的不同，检测仪表可分为如下几种：1．温度仪表：常用的温度测量仪表有玻璃温度计、双金属温度计、压力式（温包）温度计、温度开关、热电偶、热电阻，还有辐射高温计及光学高温计、光电比色高温计等辐射式温度计。

2．压力仪表：压力测量仪表用于检测压力、真空和压差。

根据其工作原理可分为：弹性式压力计（按其弹性元件又分为弹簧管压力计、膜片压力计、膜盒压力计、压力开关等）；传感式压力计（如电阻式、电容式、电感式、霍尔式压力计等）；液柱式压力计（如U形管、直管、倾斜管压力计)；还有精度较高通常用于校验标准压力表的活塞式压力计。

3．流量仪表：流量测量仪表品种繁多，目前应用最为广泛的是由节流装置和与其配套的差压流量变送器。

常用的节流装置有孔板、喷嘴和文丘里管。

其他常用的流量仪表还有水表、转子流量计、椭圆齿轮流量计、靶式流量计、电磁流量计、旋涡流量计、阿钮巴流量计、质量流量计等。

1.1 为加强仪器仪表及自动控制设备(以下简称“仪表设备”)管理工作，提高仪表设备管理水平，保障仪表设备安全经济运行，依据国家相关法律、法规及《公司管理制度》，特制定本制度。

1.2 仪表设备管理的主要目标是对仪表设备从规划、设计、创造、选型、购置、安装、使用、维护、修理、改造、更新直至报废的全过程进行科学的管理，使仪表设备处于良好的技术状态。

1.3 本制度所称仪表设备是指在我公司生产、经营过程中所使用的各类检测仪表、自动控制监视仪表、执行器、过程控制计算机系统、分析仪器仪表、可燃(有毒)气体检测报警器及其辅助单元等。

2.1 仪表设备由公用配套负责归口管理。

公用配套应设相应岗位和专职技术人员。

公用配套在主管经理领导下，负责公司仪表设备的管理。

2.2 公用配套仪表设备管理职责：2.2.1 贯彻执行国家有关仪表设备管理工作的方针、政策和法规，贯彻执行公司仪表设备管理制度、规程和规定。

2.2.2 组织制定和修订公司仪表设备管理制度、规程、标准和规定。

2.2.3 检查执行仪表管理制度、规程、标准和规定的情况。

2.2.4 参预新建装置、更新或者技措等重点项目中仪表设备的规划、设计选型等前期管理工作。

2.2.5 负责审批公用配套上报的仪表设备零购、更新计划，汇总到设备采购，负责审批仪表车间上报的仪表设备报废、仪表检修计划。

2.2.6 负责审查或者制定公司仪表设备及其系统的技改技措项目计划。

2.2.7 负责公司仪表设备的日常运行、维护管理工作。

2.2.8 负责审核公司重要仪表设备的检修项目及方案，参预重要仪表项目验收工作。

2.2.9 负责组织仪表设备新产品、新技术的交流及管理经验交流。

2.2.10 参加公司仪表设备的重大事故调查与分析。

及时上报仪表设备事故分析报告，及时上报仪表设备事故分析报告。

2.2.11 组织建立健全公司仪表设备台帐及档案。

3.1 仪表设备的前期管理是全过程管理中规划、设计、选型、购置、安装、竣工、投运阶段的全部管理工作，是综合管理的重要内容，为使寿命周期费用最经济，综合效率最高，必须重视前期管理工作。

自动化仪表控制系统管理制度和维修制度第一条为加强公司自动化仪表设备及控制系统的管理工作，控制和优化工艺条件，保障仪表设备安全经济运行，依据国家有关法规及相关管理规定，制定本制度。

第二条本制度适用于本公司自动化仪表控制系统的管理。

第三条控制系统主要包括集散控制系统(DCS)、紧急停车系统(ESD)、可编程控制器(PLC)等。

第四条控制系统的日常维护。

(一)系统点检制度1、仪表部系统负责人员应加强对系统的日常维护检查，根据系统的配置情况，制定系统点检标准，并设计相应的定点检表格。

2、系统定点检应包括以下主要内容: A、主机设备的运行状态。

B、外围设备(包括打印机等)的投用情况和完好状况。

C、各机柜的风扇(包括内部风扇)运转状况。

D、机房、操作室的温度、湿度。

3、定点检记录要字迹清楚、书写工整，并定期回收，妥善保管。

(二)系统硬件管理1、仪表系统要设立专人负责保养，按规定进行点检和维护。

2、建立系统硬件设备档案，内容应名细到主要插件板，并作好历次设备、卡件变更记录。

3、系统硬件的各种资料要妥善保管，原版资料要归档保存。

4、在线运行设备检修时，要严格执行有关手续，按照规定，做好防范措施。

(三)系统软件管理1、系统软件和应用软件必须有双备份，并妥善保管在金属柜内;控制系统的密码或键锁开关的钥匙要由专人保管，并严格执行规定范围内的操作内容。

软件备份要注明软件名称、修改日期、修改人，并将有关修改设计资料存档。

2、系统软件无特殊情况严禁修改;确需修改时，要严格按照申请、论证手续，主管经理批准后实施。

3、应用软件在正常生产期间不宜修改。

按工艺要求确需重新组态时，要有明确的修改方案，并由生产技术部门、仪表和厂领导负责人共同签字后方可实施并做好安全防范措施。

4、软件各种文本修改后，必须对其他有关资料和备份盘作相应的修改。

5、由通用计算机、工业控制微机组成的控制、数据采集等系统，应执行专机专用，严禁任何人运行与系统无关的软件，以防病毒对系统的侵袭。

第四章过程控制仪表⏹本章提要1.过程控制仪表概述2.DDZ-Ⅲ型调节器3.执行器4.可编程控制器⏹授课内容第一节概述✧过程控制仪表---是实现工业生产过程自动化的重要工具，它被广泛地应用于石油、化工等各工业部门。

在自动控制系统中，过程检测仪表将被控变量转换成电信号或气压信号后，除了送至显示仪表进行指示和记录外，还需送到控制仪表进行自动控制，从而实现生产过程的自动化，使被控变量达到预期的要求。

过程控制仪表包括调节器（也叫控制器）、执行器、操作器，以及可编程调节器等各种新型控制仪表及装置。

过程控制仪表的分类：●按能源形式分类：液动控制仪表、气动控制仪表和电动控制仪表。

●按结构形式分类：基地式控制仪表、单元组合式控制仪表、组件组装式控制仪表、集散控制装置等。

[基地式控制仪表]以指示、记录仪表为主体，附加某些控制机构而组成。

基地式控制仪表特点：—般结构比较简单、价格便宜．它不仅能对某些工艺变量进行指示或记录，而已还具有控制功能，因此它比较适用于单变量的就地控制系统。

目前常使用的XCT系列动圈式控制仪表和TA系列简易式调节器即属此类仪表。

[单元组合式控制仪表]将整套仪表划分成能独立实现一定功能的若干单元，各单元之间采用统一信号进行联系。

使用时可根据控制系统的需要，对各单元进行选择和组合，从而构成多种多样的、复杂程度各异的自动检测和控制系统。

特点：使用灵活，通用性强，同时，使用、维护更作也很方便。

它适用于各种企业的自动控制。

广泛使用的单元组合式控制仪表有电动单元组合仪表(DDZ型)和气动单元组合仪表(QD2型)。

[组件组装式控制仪表]是一种功能分离、结构组件化的成套仪表(或装置)。

它以模拟器件为主，兼用模拟技术和数字技术。

整套仪表(或装置)在结构上由控制柜和操作台组成，控制柜内安装的是具有各种功能的组件板，采用高密度安装，结构紧凑。

这种控制仪表(或装置)特别适用于要求组成各种复杂控制和集中显示操作的大、中型企业的自动控制系统。

世界知名品牌1．可编程控制器（PLC）：日本：欧姆龙OMRON、松下电工NAIS、三菱MITSUBISHI、富士FUJI、美国：AB、GE、Modicon德国：西门子SIEMENS、帕卡pahkar、金钟-默勒MOELLER、韩国LG。

2．低压电器及配电产品：法国：施耐德TE、梅兰日兰MERLINGERIN、方块DSQUARE D、溯高美SOCOMEC、台湾：士林SHIHLIN德国：默勒MOELLER、F&G、西门子SIEMENS、海格HAGER、帕卡pahkar、日本：富士FUJI、三菱MITSUBISHI、ABB美国：AB、LKATS电源转换装置、韩国LG。

3．自控器件与传感元件：日本：欧姆龙OMRON、松下电工NAIS、和泉IDEC、富士FUJI、山武YAMATAKE、三菱MITSUBISHI神视SUNX、理化RKC、法国：施耐德TE、德国：施克电子SICK、倍加福P+F、威茨weiniz、巴鲁夫BALLUFF爱福门IFM、美国：AB、霍尼韦尔HONEYWELL、德国：西门子SIEMENS、金钟-默勒MOELLER、F＆G、德国科维krowei台湾：士林SHIHLIN、松菱CKC、马可MACK。

4．变频调速器（VVVF）：日本：松下电工NAIS、三菱MITSUBISHI、安川YASKAWA、三肯SANKEN、富士FUJI、欧姆龙OMRON松下电器PANASONIC、法国：施耐德TE、德国：西门子SIEMENS，丹麦：丹佛斯DANFOSS、瑞典：ABB英国：CT、美国：AB、韩国：LG、深圳：华为，台湾：台达DELTA。

5．伺服控制系统：日本：松下电器PANASONIC、三菱MITSUBISHI、安川YASKAWA、英国：CT。

德国：威茨weiniz6．开关电源、UPS电源：台湾：明纬电源MW、日本：欧姆龙OMRON、德国：西门子SIEMENS、梅兰日兰MG、山特。

7．触摸屏：日本：欧姆龙OMRON、DIGITAL、松下电工NAIS、台湾：台达DELTA、HITECH、EasyView500。

仪表自动化概述仪表自动化是指利用先进的技术手段和设备，将传感器、执行器、控制器等相关设备连接起来，实现对生产过程中各种参数的监测、控制和调整。

通过自动化技术的应用，可以提高生产效率、降低能耗、提升产品质量，增加企业的竞争力和盈利能力。

一、仪表自动化的基本原理与组成仪表自动化系统基本原理是通过传感器将被测量的物理量转换为电信号，经过信号调理和放大后，送入控制器进行处理与分析，再通过执行器实现对工艺参数的调整，从而实现对生产过程的自动控制。

仪表自动化系统主要由以下几个组成部分构成：1. 传感器：用于测量被控制的物理量，如温度、压力、液位等。

常用的传感器有温度传感器、压力传感器、流量传感器等。

2. 信号转换与调理装置：用于将传感器输出的物理量信号，转换为标准信号，并对其进行放大、滤波、线性化等处理，以提高信号的精度和稳定性。

3. 控制器：负责对信号进行处理、分析与决策，并输出控制指令。

常用的控制器有PID控制器、PLC（可编程逻辑控制器）等。

4. 执行器：根据控制器的指令，对工艺参数进行调整，如阀门的开关、电机的启停等。

二、仪表自动化的应用领域仪表自动化广泛应用于各个行业的生产过程控制中，具有以下几个主要应用领域：1. 工业生产：在化工、石油、电力、冶金等行业中，仪表自动化系统可以实现对生产过程中的温度、压力、流量、液位等参数的精确测量和控制，提高生产效率，降低生产成本。

2. 环境监测：应用仪表自动化技术可以实现对空气质量、水质、噪音等环境参数的实时监测与调控，保护环境、保障人民健康。

3. 建筑自动化：在楼宇、住宅、商业建筑等领域中，仪表自动化系统可以实现对照明、空调、电梯、安防等设备的智能控制，提供更加舒适、安全和节能的环境。

4. 运输与物流：应用仪表自动化技术可以实现对交通流量、货物追踪、仓储管理等的自动监测与控制，提高物流效率，降低运输成本。

三、仪表自动化的发展趋势随着科技的不断进步和应用需求的提升，仪表自动化技术也在不断发展演进。

化工仪表、自动化设备及控制系统的类型分类标准工业自动化仪表种类繁多，结构形式各异，根据不同的原则，可以进行相应的分类，化工仪表、自动化设备及控制系统可以按照能源形式、信号类型和结构形式来分类。

一、按仪表使用的能源分类可分为气动、电动、液动等几类。

气动仪表的发展和应用已有数十年的历史，20世纪40年代起就已广泛应用于工业生产。

它的特点是结构简单、性能稳定、可靠性高、价格便宜，能防火、防爆，且在本质上是安全防爆的，特别适用于石油、化工等有爆炸危险的场所。

但气动仪表一般反应速度慢，反应时间较长；传送距离受到限制，不宜实现远距离大范围的集中显示与控制；与计算机联用比较困难。

电动控制仪表的出现要晚些，但由于其信号传输、放大、变换处理比气动仪表容易得多，又便于实现远距离监视和操作。

还易于与计算机等现代化技术工具联用，因而这类仪表的应用更为广泛。

电动控制仪表的防爆问题，由于采取了安全火花防爆措施，也得到了很好的解决，它同样能应用于易燃易爆的危险场所。

电动仪表以电为能源，信号之间联系比较方便适宜于远距离传送，且方便与计算机联用。

20世纪90年代以来，气动仪表也可以做到防火、防爆，更有利于气动仪表的使用安全。

但电动仪表一般结构较复杂；易受温度、湿度、电磁性等环境影响。

工业上通常使用气动控制仪表和电动控制仪表。

液动仪表是按照仪表自身的能源来进行工作的仪表。

目前使用较少。

二、按信号类型分类可分为模拟式和数字式两大类。

模拟式控制仪表的传输信号通常为连续变化的模拟量。

这类仪表线路较简单，操作方便，价格较低，在中国已经历多次升级换代，在设计、制造、使用上均有较成熟的经验。

长期以来，它广泛地应用于各工业部门。

数字式控制仪表的传输信号通常为断续变化的数字量。

近20年来，随着微电子技术、计算机技术和网络通信技术的迅速发展，数字式控制仪表和新型计算机控制装置相继问世，并越来越多地应用于生产过程自动化中。

这些仪表和装置是以微型计算机为核心，其功能完善，性能优越，它能解决模拟式仪表难以解决的问题，满足现代化生产过程的高质量控制要求。