PLC工業(yè)控制技術(shù)概況

PLC工業(yè)控制技術(shù)概況目前一頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)一、維修電工技術(shù)人員應(yīng)掌握的新技術(shù)“三器”所謂三器通常是指?jìng)鞲衅?、?zhí)行器、控制器1、幾種常用傳感器的簡(jiǎn)單介紹：1）開關(guān)量：電容、電感、光電、激光掃描器、安全光幕光柵傳感器等2）模擬量：溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速、液位、超聲波傳感器等3）機(jī)器視覺傳感器4）無線射頻電子標(biāo)簽傳感器目前二頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)傳送轉(zhuǎn)速、頻率計(jì)數(shù)定位基于射頻的辨識(shí)條碼、二維碼和字符識(shí)別視覺檢測(cè)距離測(cè)量形狀和尺寸檢測(cè)有無判別定位位置檢測(cè)BERO/IQSenseSIMATIC機(jī)器視覺MOBY傳感器應(yīng)用實(shí)例傳感器的應(yīng)用范圍目前三頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)電感式光電式超聲波電容式目前四頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)BERO-接近開關(guān)傳感器SIGUARD-安全光幕光柵和激光掃描器MOBY-無線射頻電子標(biāo)簽MachineVision-機(jī)器視覺目前五頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)裝配線:“零件有無判別”傳送帶:“控制工作流程”裝配線:“交叉運(yùn)輸”裝配線：控制工件運(yùn)送設(shè)備傳送帶:“按不同運(yùn)輸箱體分類”裝配機(jī)械:“傳送帶”光電型應(yīng)用實(shí)例目前六頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)通過一個(gè)金屬針腳來檢測(cè)存在性檢測(cè)選擇零件的末端支撐物的位置和有無檢測(cè)轉(zhuǎn)速和頻率測(cè)量電感式傳感器應(yīng)用目前七頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)定位：在生產(chǎn)過程中控制夾具高度精確檢測(cè)高操作頻率計(jì)數(shù)：在傳送帶上和分揀線上非接觸測(cè)量掃描：門控，電梯系統(tǒng)快速循環(huán)掃描脈沖檢測(cè)：用于控制定位和旋轉(zhuǎn)測(cè)量電感式傳感器應(yīng)用目前八頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)制造業(yè)例如 原料控制

定位/測(cè)量

存在性檢測(cè)包裝機(jī)械例如 細(xì)小的塑料絲檢測(cè)

紙張–非顏色檢測(cè)

滾軸直徑檢測(cè)原料分揀例如 玻璃或PET瓶

飲料瓶檢測(cè)

奶制品超聲波傳感器–應(yīng)用目前九頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)建筑機(jī)械例如 起重機(jī)控制

鋪路機(jī)控制

加注液位檢測(cè)例如 散裝原料

粒狀原料

其他固態(tài)物液位檢測(cè)例如 液體/剩余液體

潤(rùn)滑劑/清潔劑

油漆 超聲波傳感器–應(yīng)用目前十頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)光柵和光幕用于危險(xiǎn)區(qū)手指和手的防護(hù)的光柵用于水平危險(xiǎn)區(qū)防護(hù)的光柵用于較大區(qū)域的接近防護(hù)的光柵用于通道防護(hù)的光柵目前十一頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)光柵和光幕在生產(chǎn)線上的應(yīng)用目前十二頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)無人值守系統(tǒng)的應(yīng)用無軌電車的碰撞防護(hù)多區(qū)域的水平安全區(qū)防護(hù)水平安全區(qū)防護(hù)

激光掃描器在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用目前十三頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)無線射頻電子標(biāo)簽應(yīng)用加工生產(chǎn)在物流與裝配線上識(shí)別讀取貨物信息。讀/寫距離可達(dá)到100mm。經(jīng)濟(jì)性，達(dá)到工業(yè)級(jí)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量。在流程生產(chǎn)和噴涂車間使用的識(shí)別系統(tǒng)。讀/寫距離可達(dá)到150mm。大容量的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)空間。在傳送技術(shù)和運(yùn)輸交通物流中使用的識(shí)別系統(tǒng)。讀/寫距離可達(dá)3m。安裝服務(wù)簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化了操作工作。裝配線生產(chǎn)車間目前十四頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)無線射頻電子標(biāo)簽應(yīng)用倉(cāng)儲(chǔ)物流貨物分配物流與分配中使用的識(shí)別技術(shù)。讀/寫距離可達(dá)到900mm。大容量存儲(chǔ)空間并耐高溫(最高+200°C)實(shí)時(shí)定位實(shí)時(shí)定位，監(jiān)控和物料需求中使用的識(shí)別技術(shù)。識(shí)別距離300m(實(shí)時(shí)定位)和1000m(信號(hào)識(shí)別)

物流與分配中使用的識(shí)別技術(shù)。讀/寫距離可達(dá)到420mm。工業(yè)級(jí)的存儲(chǔ)空間。目前十五頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)視覺檢測(cè)傳感器應(yīng)用實(shí)例字符識(shí)別工件的鑒別和檢測(cè)目前十六頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)輪廓檢測(cè)二維碼讀取目前十七頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)不同顏色對(duì)象的識(shí)別測(cè)量和檢查零件目前十八頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)樣式識(shí)別控制流水線目前十九頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)2、執(zhí)行器

常用的執(zhí)行器有：步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)、直流無刷電機(jī)、變頻器、電磁閥、交流電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、繼電器等多種工業(yè)元器件。交流伺服系統(tǒng)－伺服控制的概念

伺服控制是指對(duì)以下運(yùn)動(dòng)變量進(jìn)行精確的控制：

位置

速度

加速、減速

力矩步進(jìn)電機(jī)、交流伺服電機(jī)、直流無刷電機(jī)、交流電機(jī)、直流電機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用實(shí)例。目前二十頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)交流伺服系統(tǒng)

－伺服控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

提高機(jī)械的響應(yīng)、速度和靈活性

提高生產(chǎn)過程的柔性減小系統(tǒng)建立時(shí)間提高設(shè)備的生產(chǎn)率

提高加工制造精度減少?gòu)U品零速時(shí)的滿額扭矩輸出超低速的平穩(wěn)運(yùn)行

簡(jiǎn)化原有的機(jī)械系統(tǒng)，提高性能目前二十一頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)交流伺服系統(tǒng)－典型的伺服控制系統(tǒng)速度反饋負(fù)載工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制器伺服放大器0to±10VDC

位置環(huán)速度環(huán)編碼器絲杠減速器電機(jī)電源交流伺服系統(tǒng)－典型的伺服控制系統(tǒng)速度反饋負(fù)載工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制器伺服放大器0to±10VDC

位置環(huán)速度環(huán)編碼器絲杠減速器電機(jī)電源目前二十二頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)交流伺服系統(tǒng)－交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例工業(yè)機(jī)器人及數(shù)控機(jī)床

目前二十三頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)一、

分類：三相：鼠籠式和繞線式單相：家用電器分為異步電動(dòng)機(jī)和異步發(fā)電機(jī)。轉(zhuǎn)速相同為同步機(jī)。二、異步電機(jī)與直流電機(jī)相比有什么優(yōu)缺點(diǎn)？?jī)?yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕1/2、成本低1/3、效率高、沒有換向影響、工作穩(wěn)定、維護(hù)簡(jiǎn)單方便。缺點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)、調(diào)速、制動(dòng)性能較差，功率因數(shù)較低。三相異步電動(dòng)機(jī)（交流電機(jī)）三、異步電動(dòng)機(jī)的作用和地位如何？作用：如機(jī)床電動(dòng)機(jī)。占電動(dòng)機(jī)的90%地位：占電網(wǎng)總?cè)萘?0%以上

目前二十四頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)注塑成型機(jī)普通車床三相異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用目前二十五頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)

直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速還比較方便，可以通過調(diào)節(jié)電樞供電電壓，電樞中串聯(lián)

直流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速有三種方法，而且調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方法容易實(shí)現(xiàn)平滑、無級(jí)、寬范圍、低損耗的要求。盡管直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速就其性能而言，可以相當(dāng)滿意，但因其結(jié)構(gòu)夏雜，慣量大，維護(hù)麻煩，不適宜在惡劣環(huán)境中運(yùn)行，不易實(shí)現(xiàn)大容量化、高壓化、高速化，而且價(jià)格昂貴。電阻，激磁回路串聯(lián)電阻來實(shí)現(xiàn)。目前二十六頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)龍門刨床直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用起重機(jī)目前二十七頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)步進(jìn)電機(jī)的定義：步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖轉(zhuǎn)換成角位移的電氣機(jī)械。步進(jìn)電機(jī)的種類

反應(yīng)式（VR）永磁式（PM）混合式（HYBRID）步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)是一類數(shù)字化的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。步進(jìn)電機(jī)目前二十八頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

噴泉噴頭角度控制數(shù)控高壓水射流切割機(jī)三畫面切換控制目前二十九頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)無刷直流電動(dòng)機(jī) －無刷直流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)轉(zhuǎn)子采用鐵磁或稀土永磁材料，低慣量，高效率；具有直流電機(jī)的優(yōu)良特性：調(diào)速性能好，控制簡(jiǎn)單；沒有電刷和機(jī)械換向器帶來的一系列問題：

機(jī)械噪聲、火花、電磁干擾、壽命目前三十頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)無刷直流電動(dòng)機(jī) －無刷直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用

高性能家用電器 變頻空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等計(jì)算機(jī)外設(shè) 存貯設(shè)備主軸驅(qū)動(dòng)輕工機(jī)械、交通用設(shè)備 食品/包裝機(jī)械機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)目前三十一頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)無刷直流電動(dòng)機(jī) －無刷直流電動(dòng)機(jī)應(yīng)用實(shí)例弧形門車載設(shè)備：門控、空調(diào)汽車風(fēng)扇、雨刷理療按摩床目前三十二頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)變頻器分類調(diào)速定位伺服型變頻器高性能變頻器通用型變頻器經(jīng)濟(jì)型變頻器目前三十三頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)電源直接帶動(dòng)電機(jī)變頻器帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)傳送帶應(yīng)用變頻器優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用突然啟動(dòng)停止,

軟啟動(dòng)/軟停止目前三十四頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)氣動(dòng)電磁閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥在工業(yè)上的應(yīng)用目前三十五頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)3、控制器工業(yè)上常用的控制器有：PLC、單片機(jī)、工控機(jī)（工業(yè)PC）等。1、PLC是建立在單片機(jī)之上的產(chǎn)品，單片機(jī)是一種集成電路，兩者不具有可比性。2、單片機(jī)可以構(gòu)成各種各樣的應(yīng)用系統(tǒng)，從微型、小型到中型、大型都可，PLC

是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)特例。3、不同廠家的PLC有相同的工作原理，類似的功能和指標(biāo)，有一定的互換性，質(zhì)量有保證，編程軟件正朝標(biāo)準(zhǔn)化方向邁進(jìn)。這正是PLC獲得廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)。而單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)則是八仙過海，各顯神通，功能千差萬別，質(zhì)量參差不齊，學(xué)習(xí)、使用和維護(hù)都很困難。4、對(duì)單項(xiàng)工程或重復(fù)數(shù)極少的項(xiàng)目，采用PLC方案是明智、快捷的途徑，成功率高，但成本較高。5、對(duì)于量大的配套項(xiàng)目，采用單片機(jī)系統(tǒng)具有成本低、效益高的優(yōu)點(diǎn)，但這要有相當(dāng)?shù)难邪l(fā)力量和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)才能運(yùn)行。最好的方法是單片機(jī)系統(tǒng)嵌入PLC的功能，這樣可大大簡(jiǎn)化單片機(jī)系統(tǒng)的研制時(shí)間，性能得到保障，效益也就保證。PLC和單片機(jī)特點(diǎn)的比較：目前三十六頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)2．PLC有哪些特點(diǎn)？

就其技術(shù)而言，所有的PLC大同小異，特點(diǎn)可概括如下：

1）

系列化

各大PLC生產(chǎn)公司一般都有小型、中型、大型PLC三種系列產(chǎn)品。其分類根據(jù)是I/O點(diǎn)的數(shù)目。

2）多處理器

一般小型機(jī)是單處理器系統(tǒng)；中型機(jī)多為雙處理器系統(tǒng)，包括字處理器位處理器；大型機(jī)則為多處理器系統(tǒng)，有位處理器、字處理器和浮點(diǎn)處理器等。

3）較大的存儲(chǔ)能力

存儲(chǔ)容量從幾千到數(shù)兆字節(jié)，并具有掉電保存能力。

4）很強(qiáng)的I/O接口

I/O接口有交流的、支流的，電壓范圍、電流范圍等都大。

5）

智能外圍接口

這些接口帶獨(dú)立的處理器和存儲(chǔ)器，完成特定的任務(wù)。

6）網(wǎng)絡(luò)化

PLC可連成功能很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

7）

緊湊及高可靠性

一般可保證30000~50000小時(shí)的無故障間隔時(shí)間

8）

通俗化的編程語(yǔ)言和豐富的指令

目前三十七頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)PLC的系統(tǒng)組成框圖

目前三十八頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)

工控機(jī)是專門為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過程控制和機(jī)械制造程序控制而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)。相比于普通微機(jī)，它有下列特點(diǎn)：

A．高可靠性，以適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)十分惡劣和復(fù)雜的工作條件；

B．具有實(shí)時(shí)響應(yīng)處理能力，以滿足工業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)控制要求；

C．豐富的與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)相連的工業(yè)I/O接口；

D．結(jié)構(gòu)搭配合理，易于擴(kuò)展；

E．先進(jìn)的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，便于開發(fā)。

3、工控機(jī)目前三十九頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)二、PLC及外圍設(shè)備

目前著名的PLC生產(chǎn)廠家很多，典型有的日本的三菱（MITSUBISHI），德國(guó)西門子（SIEMENS）公司、日本的松下（NAIS）、歐姆龍（Omron）公司等。1、PLC的種類2、PLC的常見模塊數(shù)字量I/O擴(kuò)展模塊模擬量I/O擴(kuò)展模塊溫度控制擴(kuò)展模塊特殊功能模塊（位置控制模塊）通訊模塊總線模塊目前四十頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)3PLC網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介（1）網(wǎng)絡(luò)功能1）數(shù)據(jù)交換2）省布線3）遠(yuǎn)距離通訊4）集散控制

（2）PLC生產(chǎn)廠家主要網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介1）西門子公司的PLC通信方式主要有：PPIMPIPROFIBUS-DP/FMS/PA以態(tài)網(wǎng)通信自由口通信2）日本松下公司PLC通信方式主要有：PC-LinkPROFIBUS-DPC-Net以態(tài)網(wǎng)目前四十一頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)3）日本歐姆龍公司PLC的通信方式主要有：ControllerLinkHost-LinkDeviceNet4）日本三菱公司PLC的通信方式主要有：CC-LinkN：N-Link以態(tài)網(wǎng)通信目前四十二頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)3、PLC網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

以TVT-3000C組合式群控電梯為例，該系統(tǒng)由兩臺(tái)TVT-2000E組合式多層電梯和兩級(jí)PLC網(wǎng)絡(luò)組成。每臺(tái)電梯由多臺(tái)PLC通過PC—LINK構(gòu)成。兩臺(tái)電梯之間通過C-NET網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示目前四十三頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)?PLC與液晶設(shè)備的連接→將多個(gè)對(duì)位控制器利用PC-link一并管理對(duì)位設(shè)備1對(duì)位設(shè)備2對(duì)位設(shè)備3PC-LINKSCADARS232CEthernet目前四十四頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)CC-Link控制形式示意圖目前四十五頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)PROFIBUS總線控制形式示意圖目前四十六頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)4、PLC與外圍設(shè)備的連接可直接與PLC連接的設(shè)備（各種傳感器、執(zhí)行器等）目前四十七頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)PLC與外圍設(shè)備連接的實(shí)例目前四十八頁(yè)\總數(shù)六十頁(yè)\編于十五點(diǎn)PLC與外圍設(shè)