电气控制系统的设计
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电气控制系统设计的一般原则
由于电气控制系统是整个生产机械的一部分,所以在设计前要收集相关资料,进行必要的调查研究。
应遵循的基本原则是:
1)最大限度地满足生产需求,实现生产机械和加工工艺对电气控制系统的要求。
2)在满足控制要求前提下,电气控制电路应力求安全、可靠、经济、实用、使用维护方便,不要盲目追求自动化和高指标。
尽量选用标准的、常用的或经过实际考验的电路和环节。
3) 妥善处理机械与电气关系。
很多生产机械是采用机电结合控制方式来实现控制要求的,要从工艺要求、制造成本、结构复杂性、使用维护方便等方面,协调处理好二者关系。
4) 正确、合理地选用电气元件,确保控制系统安全可靠地工作。
5)为适应生产的发展和工艺的改进,在选择控制设备时,设备能力留有适当余量。
6)谨慎积极地采用新技术、新工艺。
7) 设计中贯彻最新的国家标准。
电路图中的图形符号及文字符号一律按国家标准绘制。
8) 在满足以上条件下,尽量做到造型美观、操作容易、维护方便。
电气自动化控制系统及设计电气自动化控制系统是指运用电气技术和自动化技术,对生产、工艺过程或设备进行自动控制的系统。
它包括了传感器、执行器、控制器和通信网络等组成部分,通过测量、控制和调节不同的物理量,实现对工业生产过程的自动控制。
在电气自动化控制系统的设计过程中,首先要明确所要控制的对象和目标。
然后对系统的输入输出进行建模,确定需要测量和控制的物理量以及其相互关系。
接下来,根据系统的要求和性能指标,选择合适的传感器、执行器和控制器,并进行接线和安装。
同时,需要设计控制器的参数和逻辑,以及选择合适的控制算法和策略。
在系统的实施和调试过程中,需要进行系统的参数调整和故障排除,确保系统能够正常运行并达到设计效果。
在电气自动化控制系统的设计中,有一些常用的技术和方法。
首先是传感器技术,通过测量和感知物理量的变化,将其转换为可以被控制系统识别和处理的信号。
传感器的选择需要考虑到被测量物理量的特性、精度要求、环境条件和成本等因素。
其次是执行器技术,通过控制执行器的运动和力量,实现对被控对象的控制。
执行器的选择需要考虑到输出力量、运动速度、精度要求和可靠性等因素。
再次是控制器技术,控制器是实现控制算法和逻辑的关键部分。
控制器的选择需要考虑到控制算法的复杂度、控制要求和性能指标等因素。
最后是通信技术,将传感器、执行器和控制器连接起来,实现数据的传输和共享。
通信技术的选择需要考虑到通信速度、通信距离和可靠性等因素。
电气自动化控制系统的设计是一个复杂的过程,需要综合考虑不同的因素和约束条件。
在设计过程中,需要进行系统的建模、参数选择和参数调整,并进行系统的测试和验证。
同时,还需要考虑到系统的可靠性、安全性和可维护性等因素,以及与其他设备和系统的集成和协同工作。
通过合理的设计和实施,可以提高生产过程的自动化程度,提高生产效率和质量,并降低生产成本和能耗。
总之,电气自动化控制系统的设计是一个综合性的工程,需要综合运用电气技术、自动化技术和通信技术等知识,合理选择和配置系统的各个组成部分,并进行系统的参数调整和系统级测试,确保系统能够正常运行并满足设计要求。
电气控制系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解并掌握电气控制系统的基本组成、工作原理及分类。
2. 学会分析电气控制线路图,并能进行简单的控制线路设计。
3. 掌握常见电气控制设备的使用方法和维护技巧。
技能目标:1. 能够运用所学知识,对实际电气控制系统进行故障排查和分析。
2. 培养动手实践能力,完成简单的电气控制线路搭建和调试。
3. 提高团队协作和沟通能力,通过小组合作完成课程设计任务。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电气控制技术的兴趣,激发学习热情。
2. 增强学生的安全意识,养成良好的操作习惯。
3. 培养学生的创新意识和实践精神,提高解决问题的能力。
课程性质:本课程为实践性较强的专业课,以理论教学为基础,注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点:学生为高中年级,具备一定的物理和数学基础,对电气控制系统有一定了解,但实践操作经验不足。
教学要求:结合课程性质、学生特点,明确以下教学要求:1. 理论联系实际,注重实践操作,提高学生的动手能力。
2. 采用案例教学,激发学生兴趣,提高学生的参与度。
3. 强化团队合作,培养学生沟通协作能力。
4. 注重过程评价,关注学生个体差异,提高教学质量。
二、教学内容1. 电气控制系统的基本概念与分类- 介绍电气控制系统的定义、组成及分类。
- 教材章节:第一章第一节2. 电气控制系统的基本元件- 分析接触器、继电器、按钮、开关等控制元件的作用及原理。
- 教材章节:第一章第二节3. 电气控制线路图的绘制与分析- 学习电气控制线路图的绘制方法,掌握分析技巧。
- 教材章节:第二章第一节4. 常见电气控制电路的设计与搭建- 介绍启停控制、正反转控制、多地控制等电路的设计方法。
- 教材章节:第二章第二节5. 电气控制设备的选用与维护- 讲解常用电气控制设备的选择标准,了解维护保养方法。
- 教材章节:第三章第一节6. 电气控制系统的故障分析与排查- 学习故障分析方法,提高故障排查能力。
电气自动化控制系统及设计一、引言电气自动化控制系统是现代工业生产过程中的关键技术之一,它能够实现对工业生产过程的自动化控制和监测。
本文将详细介绍电气自动化控制系统的概念、设计原则、组成部分以及相关技术。
二、概念电气自动化控制系统是指利用电气设备和自动化技术对工业生产过程进行控制和监测的系统。
它通过传感器、执行器、控制器等设备,实现对生产过程中各种参数的测量、控制和调节,以提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量。
三、设计原则1. 可靠性:电气自动化控制系统的设计应具有高可靠性,能够保证生产过程的稳定运行,防止故障和事故的发生。
2. 灵活性:系统设计应具备一定的灵活性,能够适应不同的生产需求和工艺变化,方便进行调整和优化。
3. 安全性:系统设计应符合相关的安全标准和法规要求,确保生产过程中的人员和设备安全。
4. 高效性:系统设计应具备高效的控制和监测能力,能够实现快速响应和精确控制,提高生产效率和产品质量。
四、组成部分1. 传感器:用于将生产过程中的物理量转换为电信号,如温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
2. 执行器:根据控制信号执行相应的操作,如电动阀门、电机驱动装置等。
3. 控制器:负责接收传感器信号,进行数据处理和逻辑判断,生成相应的控制信号,如PLC(可编程逻辑控制器)、DCS(分布式控制系统)等。
4. 人机界面:用于人机交互,显示生产过程的状态信息,接收操作指令,如触摸屏、计算机监控系统等。
5. 通信网络:用于实现控制系统内各个组件之间的数据传输和通信,如以太网、现场总线等。
五、相关技术1. 自动控制技术:包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等,用于实现对生产过程的自动控制和调节。
2. 传感技术:包括温度传感、压力传感、流量传感等,用于实时监测生产过程中的各种参数。
3. 通信技术:包括以太网、现场总线、无线通信等,用于实现控制系统内各个组件之间的数据传输和通信。
4. 数据处理技术:包括数据采集、数据存储、数据分析等,用于对生产过程中的数据进行处理和分析,提取有价值的信息。
电气控制系统自动化设计引言概述:电气控制系统自动化设计是现代工业中不可或者缺的重要环节。
随着科技的进步和工业生产的不断发展,传统的手动控制已经无法满足生产效率和质量的要求。
因此,电气控制系统自动化设计的应用越来越广泛。
本文将从五个方面详细阐述电气控制系统自动化设计的内容。
一、系统需求分析1.1 确定系统的功能需求:根据生产过程和产品要求,明确电气控制系统需要实现的功能,如自动开关、调节、监测等。
1.2 确定系统的性能需求:根据生产效率和质量要求,确定电气控制系统的性能指标,如响应速度、精度、可靠性等。
1.3 确定系统的安全需求:考虑到工人和设备的安全,确定电气控制系统的安全保护措施,如过载保护、短路保护等。
二、系统设计2.1 选择合适的控制器:根据系统需求和性能要求,选择适合的控制器,如PLC(可编程逻辑控制器)、DCS(分散控制系统)等。
2.2 设计系统的硬件结构:确定电气控制系统的硬件组成,如传感器、执行器、控制器等的选择和布局。
2.3 编写控制程序:根据系统的功能需求,编写相应的控制程序,实现自动化控制功能。
三、系统集成和调试3.1 进行硬件连接:按照设计要求,将传感器、执行器和控制器等硬件设备进行正确的连接。
3.2 进行软件配置:将编写好的控制程序下载到控制器中,并进行相应的配置和参数设置。
3.3 进行系统调试:通过对系统的功能、性能和安全进行测试和调试,确保电气控制系统的正常运行。
四、系统运行和维护4.1 系统运行监控:对电气控制系统进行实时监控,及时发现和处理系统故障和异常。
4.2 系统数据分析:通过对系统运行数据的采集和分析,优化系统的性能和效率。
4.3 系统维护保养:定期对电气控制系统进行维护保养,如清洁、紧固、更换易损件等,确保系统的稳定运行。
五、系统优化和改进5.1 进行系统优化:通过对系统的功能和性能进行评估和分析,找出系统的瓶颈和不足之处,进行相应的优化改进。
5.2 引入新技术和方法:随着科技的不断进步,不断引入新的控制技术和方法,提升电气控制系统的自动化水平。
智能化建筑的电气控制系统设计随着科技的飞速发展,智能化建筑已成为现代建筑领域的重要发展方向。
电气控制系统作为智能化建筑的核心组成部分,对于实现建筑的高效、舒适、安全和节能运行具有至关重要的作用。
本文将深入探讨智能化建筑电气控制系统的设计,包括其需求分析、系统架构、功能模块以及关键技术等方面。
一、智能化建筑电气控制系统的需求分析智能化建筑的电气控制系统设计首先需要充分了解建筑的使用功能、用户需求以及未来的发展规划。
例如,对于商业办公楼,需要满足高效的照明和空调控制,以提供舒适的办公环境,同时实现能源的优化管理;对于医院,电气控制系统需要确保医疗设备的稳定供电和特殊区域的环境控制;对于住宅建筑,则更注重智能家居设备的集成和个性化的能源管理。
此外,还需要考虑建筑的规模、结构和布局,以及与其他建筑系统(如安防系统、消防系统等)的协同工作。
通过详细的需求分析,可以为电气控制系统的设计提供明确的目标和方向。
二、智能化建筑电气控制系统的架构1、传感器与执行器层这是系统的最底层,由各种传感器(如温度传感器、光照传感器、电流传感器等)和执行器(如灯光控制器、空调控制器、电动窗帘等)组成。
传感器负责采集环境和设备的相关数据,执行器则根据控制指令执行相应的操作。
2、网络通信层用于将传感器采集到的数据传输到控制中心,并将控制中心的指令发送到执行器。
常见的通信技术包括有线通信(如以太网、RS485 等)和无线通信(如 WiFi、Zigbee 等)。
3、控制中心层控制中心是电气控制系统的核心,负责对采集到的数据进行分析处理,制定控制策略,并下发控制指令。
控制中心通常由服务器、数据库和控制软件组成。
4、应用管理层这一层主要面向用户,提供直观的操作界面和管理功能,使用户能够方便地监控和管理电气系统的运行。
三、智能化建筑电气控制系统的功能模块1、照明控制通过智能传感器感知室内外光照强度和人员活动情况,实现自动调光和分区控制,在保证照明质量的前提下最大限度地节约能源。
电气控制系统设计的要求和步骤要完成好电气控制系统的设计任务,除掌握必要的电气设计基础知识外,还必须经过反复实践,深入生产现场,将不断积累的经验应用到设计中来。
课程设计正是为这一目的而安排的实践性教学环节,它是一项初步的工程训练。
通过课程设计的工作,了解一般电气控制系统的设计要求、设计内容和设计方法。
本章主要讨论课程设计应达到的目的、要求、内容、深度及工作量.并通过实例介绍,进一步说明课程设计的设计步骤.电气设计包含原理设计和工艺设计两个方面,不能忽视任何一面,对于应用型人才更应重视工艺设计。
电气控制系统课程设计属于练习性质,不强调设计结果直接用于生产。
设计的目的、要求、任务及方法一、设计目的电气设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践,了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。
通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识,达到灵活应用的目的。
电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求,因此,设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程,在此过程中培养从事设计工作的整体观念。
电气设计应强调能力培养为主,在独立完成设计任务的同时,还要注意其他几方面能力的培养与提高,如独立工作能力与创造力;综合运用专业及基础知识的能力,解决实际工程技术问题的能力;查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力;工程绘图的能力;书写技术报告和编制技术资料的能力。
二、设计要求为保证顺利完成设计任务还应做到以下几点:(1)在接受设计任务后,应根据设计要求和应完成的设计内容,拟定设计任务书和工作进度计划,确定各阶段应完成的工作量,妥善安排时间。
(2)在方案确定过程中应主动提出问题,以取得指导教师的帮助,同时要广泛讨论意见,依据充分。
在具体设计过程中要多思考,尤其是主要参数,要经过计算论证.(3)所有电气图纸的绘制必须符合国家有关规定的标准,包括线条、图型符号、项目代号、回路标号、技术要求、标题栏、元件明细表以及图纸的折叠和装订.(4)说明书要求文字通顺、简练,字迹端正、整洁.(5)应在规定的时间内完成所有的设计任务。
电气工程中的自动化控制系统硬件与软件设计自动化控制系统在电气工程中扮演着重要角色,它能够实现对电气设备和系统的自动控制,提高工作效率和安全性。
而这个系统的设计,则需要考虑到硬件和软件两个方面的要求和实现。
本文将对电气工程中的自动化控制系统硬件与软件设计进行探讨。
一、硬件设计在自动化控制系统的硬件设计中,需要考虑到如下几个方面的内容。
1. 传感器和执行器选择与设计传感器和执行器是自动化控制系统的核心组成部分,起到了感知和执行的作用。
在硬件设计中,需要根据系统的需求选择合适的传感器和执行器,并进行设计和布置。
例如,在某个监测系统中,可以选择温度传感器、压力传感器等来实现对环境参数的感知,同时选择电机、阀门等执行器来实现对设备的控制。
2. 控制器选择与配置控制器是自动化控制系统的“大脑”,负责对传感器获得的信息进行处理和决策,并向执行器发送控制信号。
在硬件设计中,需要选择合适的控制器,并进行配置和编程。
例如,可以选择PLC(可编程逻辑控制器)作为控制器,并通过编程来实现对系统的控制。
3. 电路设计与连接在自动化控制系统的硬件设计中,电路设计和连接是一个重要环节。
需要设计和布置合适的电路来实现传感器和执行器的连接,以及控制信号的传递。
在设计电路时,需要注意电路的稳定性、可靠性和安全性。
二、软件设计在自动化控制系统的软件设计中,需要考虑到如下几个方面的内容。
1. 系统架构设计系统架构设计是软件设计的基础,需要根据系统的功能需求和硬件设计结果来进行设计。
在系统架构设计中,可以使用层次结构、模块化等方法来对系统进行划分和组织,保证系统的可扩展性和灵活性。
2. 程序编写根据系统架构设计的结果,需要进行程序的编写。
程序编写需要根据具体的控制任务和功能来进行,要考虑到实时性、可靠性等方面的要求。
常见的编程语言如C、C++、Java等可以被用于自动化控制系统的软件开发。
3. 界面设计自动化控制系统的界面设计非常重要,它直接影响着操作人员与系统的交互体验。
电气及控制系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握电气及控制系统的基本原理和组成,理解各部分功能及其相互关系。
2. 使学生了解常见电气设备的工作原理,如电机、传感器、执行器等。
3. 让学生掌握基本的控制算法,如PID控制,并了解其在实际系统中的应用。
技能目标:1. 培养学生运用电气及控制理论知识分析实际问题的能力。
2. 提高学生设计简单的电气及控制系统的能力,包括电路图绘制、参数计算等。
3. 培养学生运用相关软件(如CAD、MATLAB等)进行电气及控制系统仿真和调试的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电气及控制系统的学习兴趣,培养其探究精神和创新意识。
2. 培养学生具备良好的团队合作意识,学会与他人共同解决问题。
3. 增强学生对我国电气及控制技术发展的了解,提高民族自豪感和使命感。
课程性质:本课程为理论与实践相结合的课程,旨在培养学生的实际操作能力和创新能力。
学生特点:学生已具备一定的电气及控制基础知识,具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求:注重理论与实践相结合,强化实际操作训练,提高学生的综合运用能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 电气及控制系统基本原理:包括电路基础、电机原理、传感器与执行器等,参考教材第二章内容。
2. 常见电气设备及其控制:分析各类电机、传感器和执行器的控制方法,结合教材第三章实例进行讲解。
3. 控制算法及应用:介绍PID控制算法及其在电气控制系统中的应用,结合教材第四章进行教学。
4. 电气及控制系统设计:讲解电气控制系统设计流程、电路图绘制和参数计算,参考教材第五章内容。
5. 仿真与调试:教授学生使用CAD、MATLAB等软件进行电气及控制系统仿真和调试,结合教材第六章实例进行操作演示。
教学大纲安排:第一周:电气及控制系统基本原理第二周:常见电气设备及其控制第三周:控制算法及应用第四周:电气及控制系统设计第五周:仿真与调试教学内容进度:第一周:完成第二章内容学习第二周:完成第三章内容学习第三周:完成第四章内容学习第四周:完成第五章内容学习,并进行课堂实践第五周:完成第六章内容学习,进行仿真与调试操作练习教学内容注重科学性和系统性,结合教材章节和实际案例,使学生能够逐步掌握电气及控制系统的相关知识。
第1章 绪论 1.1选题的目的和意义 由于现代加工技术的日益提高,对加工机床特别是工作母机的要求也越来越高,由此人们也将注意力集中到机床上来,数控技术是计算机技术、信息技术、现代控制技术等发展的产物,他的出现极大的推动了制造业的进步。机床的控制系统的优劣与机床的加工精度息息相关,特别是PLC广泛应用于控制领域后,已经显现出它的优越性。可编程控制器PLC已广泛应用于各行各业的自动控制。在机械加工领域,机床的控制上更显示出其优点。由于镗床的运动很多、控制逻辑复杂、相互连锁繁多,采用传统的继电器控制时,需要的继电器多、接线复杂,因此故障多维修困难,费工费时,不仅加大了维修成本,而且影响设备的功效。采用PLC控制可使接线大为简化,不但安装十分方便而且工作可靠、降低了故障率、减小了维修量、提高了功效。
1.2 关于课题的一些介绍和讨论
1.2.1 设计目标、研究内容和拟定解决的关键问题 完成对T6113机床的整个控制系统的设计改造,控制核心是PLC,并使其加工精度进一步提高,加工范围扩大,控制更可靠。
研究内容: (1) T6113的电气系统(PLC)硬件电路设计和在机床上的布局。 (2) PLC程序的编制。 解决的关键问题:PLC对机床各个工作部分的可靠控制 电气电路的安全问题的解决
1.2.2题目的可行性分析 虽然目前数控机床以其良好的加工性能得到了人们的肯定,但是其昂贵的价格是一般用户望尘莫及的,所以改造现有的机床以达到使用要求是比较现实的,也是必须的。经过实践证明这样的改造是可以满足大多数情况下的精度和其他加工要求,并且在实践中已取得的相当好的效益。
1.2.3本项目的创新之处 利用PLC作为控制核心,替代传统机床的继电器控制,使得机床的控制更加灵活可靠,减少了很多中间的机械故障的可能。利用PLC的可编程功能使得变换和改进控制系统成为可能。
1.2.4设计产品的用途和应用领域 镗床是一种主要用镗床刀在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔。特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔,如各种箱体,汽车发电机缸体等零件的孔。一般镗刀的旋转为主运动,镗刀或工件的移动为进给运动。在镗床上除镗孔外,还可以进行铣削、钻孔、扩孔、铰孔、锪平面等工件。因此镗床的工作范围较广。它可以应用于机械加工的各个领域,但因其价格比一般机床贵好多,所以在比较大的加工车间才可见到。
1.3 电气控制技术的发展 电气控制技术是随着科学技术的不断发展、生产工艺不断提出新的要求而迅速发展的,从最早的手动控制到自动控制,从简单的控制设备到复杂的控制系统,从有触点的硬接线控制系统到以计算机为中心的存储系统。现代电气控制技术综合应用了计算机、自动控制、电子技术、精密测量等许多先进的科学技术成果。作为生产机械的电机拖动,已由最早的采用成组拖动方式,发展到今天无论是自动化功能还是生产安全性方面都相当完善的电气自动化系统。 继电接触式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。由于这种系统具有结构简单、价格低廉、维护容易、抗干扰能力强等优点,至今仍是机床和其他许多机械设备广泛采用的基本电气控制形式,也是学习先进电气控制的基础。这种控制系统的缺点是采用固定的接线方式,灵活性差,工作频率低,触点易损坏,可靠性差。 从20世纪30年代开始,生产企业为了提高生产率,采用机械化流水作业的生产方式,对不同类型的产品分别组成生产线。随着产品类型的更新换代,生产线承担的加工对象也随之改变,这就需要改变控制程序,使生产线的机械设备按新的工艺过程运行,而继电接触器控制系统采取固定接线方式,很难适应这个要求。大型生产线的控制系统使用的继电器的数量很多,这种有触点的电器工作频率很低,在频繁动作的情况下寿命较短,从而造成系统故障,使生产线的运行可靠性降低。为了解决这个问题,20世纪60年代初期利用电子技术研制出矩阵式顺序控制器和晶体管逻辑控制系统来代替继电接触式控制系统。对复杂的自动控制系统则采用计算机控制,由于这些控制装置本身存在不足,因此均未能获得广泛应用。1968年美国最大的汽车制造商通用汽车(GM)公司,为适应汽车型号不断更新,提出把计算机的完备功能以及灵活性、通用性好等优点和继电接触器控制系统的简单易懂、操作方便、价格低等优点结合起来,做成一种能适应工作环境的通用控制装置,并把编程方法输入方法简化。美国数字设备公司(DEC)于1969年率先研制出第一台可编程控制器(简称PLC),并在通用汽车公司的自动装配线上试用获得成功。从此以后,许多国家的著名厂商竟相研制,各自成为系列,而且品种更新很快,功能不断增强,从最初的逻辑控制为主发展到能进行模拟量控制,具有数字运算、数据处理和通信联网等多种功能。PLC另一个突出的优点是可靠性很高,平均无故障运行可达10万小时以上,可以大大减少设备维修费用和停产造成的经济损失。当前PLC已经成为电气自动化控制系统中应用最广泛的核心控制装置。 电气控制技术的发展始终是伴随着社会生产规模的扩大,生产水平的提高而前进的。电气控制技术的进步反过来又促进了社会生产力的进一步提高。同时,电气控制技术又是与微电子技术、电力电子技术、检测传感技术、机械制造技术等紧密联系在一起的。21世纪电气控制技术必将给人类带来更加繁荣的明天。
1.4 PLC的发展史、优势及特点
1.4.1 发展史 可编程控制器PLC诞生之前,工业电气控制主要使用低压电器构成的继电接触器电路,它是以接线逻辑实现控制功能的。这样的控制设备一经生产出来,功能就固定了,若要改变就必须改变控制器内部的硬件接线,使用起来不灵活,也很麻烦。1968年,美国最大的汽车制造商——通用汽车公司(GM)为了适应生产工艺不断更新的需要,要寻找一种比继电器更可靠,功能更齐全,响应速度更快的新型工业控制器,并从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件,立即引起了开发热潮。 1969年,美国数字设备公司(DEC)研制出了第一台可编程控制器PDP——14,在美国通用汽车公司的生产线上适用成功,并取得了满意的效果,可编程控制器由此诞生。 可编程控制器自问世以来,发展极为迅速。1971年,日本开始生产可编程控制器,1973年,欧洲开始生产可编程控制器,到现在,世界各国的一些著名的电器工厂几乎都在生产可编程控制器。可编程控制器已作为一个独立的工业设备被列入生产中,成为当代电控装置的主导。 早期的可编程控制器主要由分立元件和中小规模集成电路组成,它采用了一些计算机技术,但简化了计算机的内部电路,对工业现场环境适应性较好,指令系统简单,一般只具有逻辑计算的功能。随着微电子技术和集成电路的发展,特别是微处理器和微计算机的迅速发展,在20世纪70年代中期,美、日、德等国的一些厂家在可编程控制器中开始更多地引入微机技术,微处理器及其他大规模集成电路芯片成为其核心部件,使可编程控制器具有了自诊断功能,可靠性有了大幅提高,性能价格比产生了新的突破。到20世纪80年代,可编程控制器都采用了微处理器(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)或是单片机作为其核心,处理速度大大提高,不仅增加了多种特殊功能,体积还进一步缩小。20世纪90年代末,PLC几乎完全计算机化,其速度更快,各种智能模块不断被开发出来,使其不断地扩展着它在各类工业控制中的作用。 现在,PLC不仅能进行逻辑控制,在模拟量闭环控制、数字量的智能控制、数据采集、监控、通信联网及集散控制系统等各方面都得到了广泛应用。如今,大、中型,甚至小型PLC都配有A/D、D/A转换及算术运算功能,有的还具有PID功能。这些功能使PLC在模拟量闭环控制、运动控制、速度控制等方面具有了硬件基础;许多PLC具有输出和接收高速脉冲的功能,配合相应的传感器及伺服设备,PLC可实现数字量的智能控制;PLC配合可编程终端设备,可实时显示采集到的现场数据及分析结果,为系统分析、研究工作提供依据,利用PLC的自检信号还可以实现系统监控;PLC具有较强有利的通信功能,可以与计算机或其他智能装置进行通讯及联网,从而能方便地实现集散控制。功能完备的PLC不仅能满足控制要求,还能满足现代化大生产管理的需要。 近年来,可编程控制器的发展更为迅速。展望未来,可编程控制器在规模和功能上将向两大方向发展:一是大型可编程控制器向高速、大容量和高性能方向发展;二是发展简易经济的超小型可编程控制器,以适应单机控制及小型自动化设备的需要。另外,不断增强PLC工业过程控制的功能(模拟量控制能力),研制采用工业标准总线,使同一工业控制系统中能连接不同的控制设备,增强可编程控制器的联网通信功能,便于分散系统与集中控制的实现,大力开发智能I/O模块、增强可编程控制器的功能等也具有重要意义。
1.4.2PLC的优势和特点 1.可靠性高,抗干扰能力强。 高可靠性往往是用户选择控制装置的首要条件。在继电器接触器控制系统中,由于器件的老化、脱焊、触点的抖动以及触点电弧等现象大大降低了系统的可靠性。而在PLC系统中,大量的开关动作是由无触点的半导体电路来完成的,加上PLC充分考虑了工业生产环境电磁、粉尘、温度等各种干扰,在硬件和软件上采取了一系列抗干扰措施,PLC有极高的可靠性。根据有关资料统计,目前个生产厂家生产的PLC,其平均无故障时间都大大超过了IEC规定的10万小时,有的甚至达到了几十万小时。 2.适应性强,应用灵活 由于PLC产品均成系列化生产,品种齐全,多数采用模块式的硬件结构,组合和扩展方便,用户可根据自己的需要灵活选用,以满足系统大小不同及功能繁简各异的控制要求。更重要的是,PLC系统相对继电器接触器控制系统,接线很少。 3.编程方便,容易使用