ControlLogix PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專題-講義1

ControlLogixPLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專題

哈爾濱工業(yè)大學(xué)羅克韋爾自動化實(shí)驗(yàn)室2011年8月第3版林景波課程目標(biāo)1.了解自動化領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀3.掌握ControlLogix系統(tǒng)的構(gòu)建與編程2.了解PLC的發(fā)展與應(yīng)用通過本課程的學(xué)習(xí)達(dá)到：國際電工委員會(IEC)對可編程序控制器的定義:…是一種數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì).它采用可編程序的存儲器,用來在內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制,定時,計(jì)數(shù)和算數(shù)運(yùn)算等操作的指令,并通過數(shù)字式,模擬式的輸入和輸出,控制各種.,都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個整體,易于擴(kuò)充功能的原則設(shè)計(jì)。PLC是什么？PLC-ProgrammableLogicControllerPAC-ProgrammableAutomationControllerPC-ProgrammableControllerPLC能做什么？能源、礦業(yè)－－石油、煤礦、電力加工制造業(yè)－－化工、機(jī)械各種生產(chǎn)線－紡織、汽車、釀酒、制藥、電子制造、木材加工印刷業(yè)－－特別是高速印刷行業(yè)交通運(yùn)輸－－民航、交通燈系統(tǒng)水處理－－城市供水、污水處理農(nóng)業(yè)－－農(nóng)產(chǎn)品加工畜牧業(yè)－－自動化農(nóng)場、乳品加工喇III-I聯(lián)合站喇III-I聯(lián)合站喇III-I聯(lián)合站喇140放水轉(zhuǎn)油站喇140放水轉(zhuǎn)油站無游梁長沖程抽油機(jī)單體連軋軋鋼機(jī)單體連軋軋鋼機(jī)單體連軋軋鋼機(jī)熱電廠垃圾焚燒發(fā)電控制系統(tǒng)熱電廠垃圾焚燒發(fā)電控制系統(tǒng)瀝青拌和站生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一汽豐越聯(lián)合廠房能源計(jì)量系統(tǒng)1.PLC發(fā)展及概述、PLC基本組成、工作原理；2.電氣控制與PLC指令概述；3.熟悉控制系統(tǒng)組成，進(jìn)行ControlLogix控制器通信連接及ControlLogixI/O模塊配置；4.ControlLogix控制系統(tǒng)開關(guān)量控制編程；5.ControlLogix模擬量采樣、整定及報(bào)警編程；6.ControlLogix控制系統(tǒng)診斷及應(yīng)急處理程序編程；7.對各個程序進(jìn)行調(diào)試，完成指定功能后保存程序，驗(yàn)收、考核；8.撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告并在規(guī)定時間內(nèi)上交，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師批改后結(jié)合操作考核情況給出設(shè)計(jì)專題成績。課程內(nèi)容及要求中國期刊網(wǎng)搜索“PLC”命中204142005年約有19,400,000項(xiàng)符合PLC的查詢結(jié)果。2009年約有64,600,000項(xiàng)符合PLC的查詢結(jié)果。2011年約有169,000,000項(xiàng)符合PLC的查詢結(jié)果。約有3,280,000項(xiàng)符合可編程控制器的查詢結(jié)果自動控制系統(tǒng)的組成

控制器——系統(tǒng)的大腦

受控對象——溫柔的羔羊

傳感器——系統(tǒng)的耳目

穩(wěn)定性——不可或缺

執(zhí)行器——系統(tǒng)的手腳

魯棒性——健康的系統(tǒng)傳感器控制器執(zhí)行器受控對象反饋控制器可編程控制器（PLC）工業(yè)計(jì)算機(jī)（IPC）單片機(jī)專用控制器1.編程簡單采用梯形圖編程或面向工業(yè)控制的簡單指令形式，只要具有一定的電工和工藝知識的人員都可在短時間內(nèi)學(xué)會；單片機(jī)或PC機(jī)控制系統(tǒng)一般采用匯編語言、C語言、C++、VC、VB進(jìn)行編程。2.控制系統(tǒng)簡單，通用性強(qiáng)種類多、組件／模塊種類全，控制對象不同時，只需改變模塊及進(jìn)行相應(yīng)的的軟件編程即可；單片機(jī)或PC系統(tǒng)可能得重新開發(fā)軟、硬件系統(tǒng)?？刂破魈攸c(diǎn)比較（1）3.抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高PLC是專門為工業(yè)現(xiàn)場設(shè)計(jì)的，采用多層次的抗干擾措施，能在惡劣的環(huán)境下工作；工業(yè)現(xiàn)場的電磁干擾、電源波動、機(jī)械振動、溫度、濕度等的變化會使單片機(jī)或PC機(jī)無法工作。4.體積小、維護(hù)方便模塊具有自診斷功能，出現(xiàn)故障只需更換模塊，維護(hù)方便；維護(hù)困難。5.縮短了設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)調(diào)試的周期。控制器特點(diǎn)比較（2）DCS系統(tǒng)－分散（/集散）控制系統(tǒng)（DISTRIBUTEDCONTROLSYSTEM）DCS分為三大部分，帶I/O板的控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)和人機(jī)界面（HMI）每一塊I/O板都接在I/O總線上，信號在進(jìn)入I/O板以前信號要進(jìn)行整修，如上下限的檢查、溫度補(bǔ)償、濾波；控制器：閉環(huán)運(yùn)算控制器、模擬量數(shù)據(jù)采集器和邏輯運(yùn)算器人機(jī)界面：操作站、工程師工作站、歷史趨勢站和動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器

DCS由回路控制器（PID）發(fā)展而來；PLC由繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展而來。控制器特點(diǎn)比較（3）應(yīng)用類型：1.開關(guān)量邏輯控制－－取代繼電器控制裝置，如機(jī)床電氣控制，電動機(jī)控制等；以及簡單的順序控制，如電梯、貨物傳輸帶等；2.閉環(huán)過程控制－－自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)3.機(jī)械加工的數(shù)字控制4.機(jī)器人控制5.組建多級控制系統(tǒng)PLC應(yīng)用PLC概述PLC的產(chǎn)生與發(fā)展PLC的特點(diǎn)與應(yīng)用PLC的分類PLC系統(tǒng)原理及基本組成PLC控制系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展(1)PLC控制系統(tǒng)的產(chǎn)生:70年代以前的控制系統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)–將繼電器,定時器,接觸器,按一定的邏輯關(guān)系連接起來,組成控制系統(tǒng)例如：實(shí)現(xiàn)電動機(jī)正反轉(zhuǎn)延時，采用延時繼電器。MCSE控制系統(tǒng)演示PLC控制系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展(2)繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單,容易掌握,價(jià)格便宜適用于工作模式固定,工作方式簡單的場合缺點(diǎn):對大系統(tǒng),設(shè)計(jì)連線復(fù)雜,控制柜龐大,故障點(diǎn)多,維修困難,通用性/靈活性差.不支持網(wǎng)絡(luò)通訊PLC控制系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展(3)繼電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法：一般設(shè)計(jì)法（經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法）根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，利用各種典型的線路環(huán)節(jié)，直接進(jìn)行控制線路設(shè)計(jì)。要求設(shè)計(jì)人員熟悉大量的控制線路，具有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，通過反復(fù)的修改、試驗(yàn)設(shè)計(jì)出符合要求的控制線路。邏輯設(shè)計(jì)方法：利用邏輯代數(shù)進(jìn)行電氣控制線路設(shè)計(jì)，適用于較復(fù)雜的生產(chǎn)工藝所要求的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。但是，邏輯設(shè)計(jì)法難度較大，不易掌握。PLC控制系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展(4)用戶對控制系統(tǒng)的要求:現(xiàn)場可修改控制邏輯(編程)維修方便,采用模塊化結(jié)構(gòu),即插件式可靠性高體積小方便系統(tǒng)的升級和擴(kuò)展可以存儲用戶程序具有數(shù)據(jù)通訊功能PLC控制系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展(5)美國于60年代末期研制成功世界上第一臺可編程序控制器-PLC(ProgrammableLogicController).用以替代繼電接觸器控制.其主要功能是執(zhí)行:繼電器邏輯計(jì)時計(jì)數(shù)等PLC控制系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展(6)國際電工委員會(IEC)對可編程序控制器的定義:…是一種數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì).它采用可編程序的存儲器,用來在內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制,定時,計(jì)數(shù)和算數(shù)運(yùn)算等操作的指令,并通過數(shù)字式,模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程,可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備,都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個整體,易于擴(kuò)充功能的原則設(shè)計(jì)目前，全世界有生產(chǎn)PLC的廠家200多家，400多種品牌的PLC。在世界范圍內(nèi)，PLC產(chǎn)品的產(chǎn)量、銷量、用量高居各種工業(yè)控制裝置的榜首，而且市場需求量一直以每年15％的比率上升。PLC控制系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展(7)世界知名的PLC生產(chǎn)廠商：美國－－RockwellAutomation（Allen－Bradely簡稱A-B）、通用電氣GE（也稱光洋、華光）、莫迪康（MODICON）、霍尼韋爾（HONEYWELL）、IPM日本－－歐姆龍（OMRON）、三菱（MITSUBISHI）、松下電工（National）國內(nèi)用量較大的品牌：SIEMENS、A-B、OMRON、MODICON歐洲－－德國西門子（SIEMENS）、德國金鐘（Klockner－Moeller）、法國TEPLC控制系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展(8)凱

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