plc技术发展现状?
二、PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展
长期以来,PLC始终处于工业控制自动化领域的主战场,为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案,与DCS和工业PC形成了三足鼎立之势。同时,PLC也承受着来自其它技术产品的冲击,尤其是工业PC所带来的冲击。
目前,全世界PLC生产厂家约200家,生产300多种产品。国内PLC市场仍以国外产品为主,如Siemens、Modicon、A-B、OMRON、三菱、GE的产品。经过多年的发展,国内PLC生产厂家约有三十家,但都没有形成颇具规模的生产能力和名牌产品,可以说PLC在我国尚未形成制造产业化。在PLC应用方面,我国是很活跃的,应用的行业也很广。专家估计,2000年PLC的国内市场销量为15(20万套(其中进口占90%左右),约25(35亿元人民币,年增长率约为12%。预计到2005年*PLC需求量将达到25万套左右,约35(45亿元人民币。
PLC市场也反映了全世界制造业的状况,2000后大幅度下滑。但是,按照 Research Corp的预测,尽管全球经济下滑,PLC市场将会复苏,估计全球PLC市场在2000年为76亿美元,到2005年底将回到76亿美元,并继续略微增长。
微型化、网络化、PC化和开放性是PLC未来发展的主要方向。在基于PLC自动化的早期,PLC体积大而且价格昂贵。但在最近几年,微型PLC(小于32 I/O)已经出现,价格只有几百欧元。随着软PLC(Soft PLC)控制组态软件的进一步完善和发展,安装有软PLC组态软件和PC-based控制的市场份额将逐步得到增长。
当前,过程控制领域*的发展趋势之一就是Ethernet技术的扩展,PLC也不例外。现在越来越多的PLC供应商开始提供Ethernet接口。可以相信,PLC将继续向开放式控制系统方向转移,尤其是基于工业PC的控制系统。PLC的发展历程和现状?
一、PLC的来源
1、在制造工业(以改变几何形状和机械性能为特征)和过程工业(以物理变化和化学变化将原料转化成产品为特征)中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电气控制装置的要求,第二年,美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,使得电气控制功能实现的程序化,这就是*代可编程序控制器,英文名字叫 (PC)。
2、随着电子技术和计算机技术的发生,PC的功能越来越强大,其概念和内涵也不断扩展。
3、上世纪80年代,个人计算机发展起来,也简称为PC,为了方便,也为了反映或可编程控制器的功能特点,美国A-B公司将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器 Logic (PLC),并将“PLC”作为其产品的注册商标。现在,仍常常将PLC简称PC。
4、上世纪80年代至90年代中期,是PLC发展最快的时期,年增长率一直保持为30~40%。在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,PLC逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统.
5、近年,工业计算机技术(IPC)和现场总线技术(FCS)发展迅速,挤占了一部分PLC市场,PLC增长速度出现渐缓的趋势,但其在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位,在可预见的将来,是无法取代的。
6、目前,世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品,主要应用在汽车(23%)、粮食加工(16.4%)、化学/制药(14.6%)、金属/矿山(11.5%)、纸浆/造纸(11.3%)等行业。
二、典型的PLC产品
1、国外
施耐德公司, Quantum、Premium、Momentum等;
罗克韦尔(A-B公司),SLC、、Control Logix等;
西门子公司, SIMATIC S7-400/300/200系列;
GE公司
日本欧姆龙、三菱、富士、松下等。
2、国内
PLC生产厂约30家,但没有形成颇具规模的生产能力和名牌产品,还有一部分是以仿制、来件组装或“贴牌”方式生产.
三、PLC在我国的应用
虽然我国在PLC生产方面非常弱,但在PLC应用方面,我国是很活跃的,近年来每年约新投入10万台套PLC产品,年销售额30亿人民币,应用的行业也很广。
在我国,一般按I/O点数将PLC分为以下级别(但不绝对,国外分类有些区别):
微型:�32 I/O
小型: 256 I/O
中型:1024 I/O
大型:4096 I/O
巨型:8192 I/O
在我国应用的PLC系统中,I/O 64点以下PLC销售额占整个PLC的47%,64点~256点的占31%,合计占整个PLC销售额的78%。
在我国应用的PLC,几乎涵盖了世界所有的品牌,呈现八国联军的态势,但从行业上分,有各自的势力范围。大中型集控系统采用欧美PLC居多,小型控制系统、机床、设备单体自动化及OEM产品采用日本的PLC居多。欧美PLC在网络和软件方面具有优势,而日本PLC在灵活性和价位方面占优势。
我国的PLC供应渠道,主要有制造商、分销商(代理商)、系统集成商、OEM用户、最终用户。其中,大部分PLC是通过分销商和系统集成商达到最终用户的。
四、PLC发展的重点
1、人机界面更加友好
PLC制造商纷纷通过收购或联合软件企业、或发展软件产业,大大提高了其软件水平,多数PLC品牌拥有与之相应的开发平台和组态软件,软件和硬件的结合,提高了系统的性能,同时,为用户的开发和维护降低了成本,使更易形成人机友好的控制系统,目前,PLC+网络+IPC+CRT的模式被广泛应用。
2、网络通讯能力大大加强
PLC厂家在原来CPU模板上提供物理层RS232/422/485接口的基础上,逐渐增加了各种通讯接口,而且提供完整的通讯网络。由于近来数据通讯技术发展很快,用户对开放性要求很强烈,现场总线技术及以太网技术也同步发展。如罗克韦尔A-B公司主推的三层网络结构体系,即EtherNet、、DeviceNet,西门子公司在Profibus-DP及Profibus-FMS网络等。
3、开放性和互操作性大大发展
PLC在发展过程中,各PLC制造商为了垄断和扩大各自市场,处于群雄割据的局面,各自发展自己的标准,兼容性很差,这给用户使用带来不便,并增加了维护成本。开放是发展的趋势,这已被各厂商所认识,形成了长时期妥协与竞争的过程,并且这一过程还在继续。开放的进程,可以从以下方面反映:
1)IEC形成了现场总线标准,这一标准包含8种标准,虽然有人说,多种标准就是没有标准,但必竟是一个经过困难的争论与妥协的成果。标准推出后,各厂商纷纷将自己的产品适应这些标准,或者开发与之相应的新产品。
2)IEC制订了基于Windows的编程语言标准IEC61131-3,它规定了指令表(IL)、梯形图(LD)、顺序功能图(SFC)、功能块图(FBD)、结构化文本(ST)五种编程语言。这是以数字技术为基础的可编程序逻辑控制装置在高层次上走向开放性的标准化文件。虽然PLC开发上各工具仍不兼容,但基于这些标准的开发系统,使用户在应用过程中,可以较方便地适不同品牌的产品。
3)OPC基金会推出了OPC(OLE for Process Control)标准,这进一步增强了软硬件的互操作性,通过OPC一致性测试的产品,可以实现方便的和无缝隙数据交换。目前,多数PLC软件产品和相当一部分仪表、执行机构及其它设备具有了OPC功能。OPC与现场总线技术的结合,是未来控制系统向FCS技术发展的趋势。
4、PLC的功能进一步增强,应用范围越来越广泛。PLC的网络能力、模拟量处理能力、运算速度、内存、复杂运算能力均大大增强,不再局限于逻辑控制的应用,而越来越应用于过程控制方面,有人统计,除石化过程等个别领域,PLC均有成功能应用,PLC在相当多的应用取代了昂贵的DCS,从而使原来PLC(顺序控制)+DCS(过程控制)的模式变成PLC+IPC模式。
5、工业以太网的发展对PLC有重要影响。以太网应用非常广泛,与工业网络相比,其成本非常低,为此,人们致力于将以太网引进控制领域。目前的挑战在于1)硬件上如合适应工业恶劣环境;2)通讯机制如何提高其可靠。以太网能否顺利进入工控领域,还存在争论。但以太网在工控系统的应用却日益增多,适应这一过程,各PLC厂商纷纷推出适应以太网的产品或中间产品。国产plc品牌和厂家
一、品牌情况:
台湾品牌:台达、永宏、盟立、士林、丰炜、智国、台安
大陆品牌:上海正航,深圳合信、厦门海为、南大傲拓、德维深、和利时、KDN、淅大中控、淅大中自、爱默生、兰州全志、科威、科赛恩、南京冠德、智达、海杰、易达中山智达 江苏信捷, 洛阳易达等
二、厂家现状:
------1.很多厂家苟延残喘。原谅我用这个词,但确实如此。
楼上说的对,艾默生解体了。
实际上不仅是艾默生,德维森也完蛋了,原来是上市公司的一个项目,后来裁掉了,不过听说里面的技术人员都出来,成立了新公司。
KDN被人机(eview)收购了,但eview主要做触摸屏,收购后KDN就没什么消息了。
浙大中自的PLC项目也下马了,不赚钱。
和利时靠DCS系统起家,PLC项目一直在赔钱,而且主要是中大型的,用在自己承接的工程中。主要还是骗取*补贴的。
智国PLC说是台湾品牌,其实是几个台湾人跑到大陆(上海)自己搞出来的,其实按功能来说只能算智能继电器。可靠性一般,用的人也很少。
南大奥拓有些技术人员是从下马的浙大中自项目中跑过来的,主要做大中型PLC,但能用大中型PLC的项目,除了*制定国产化率的项目,一般都用进口的PLC。
------2、也有可喜的消息,上海正航、深圳合信、无锡信捷,据说年销售额都过千万了。不过PLC销售过亿的只有台达一家。而且台达是什么产品都有,配套能力强,在PLC产品出来之前早就是国际*的自动化设备供应商了。
总体来说,除了台达,其余品牌的市场占有率都在1%以下,确切的说所有国产品牌(包括除台达以外的所有大陆、台湾厂家)的和加起来也不到3%
支持国产吧!你可以骂国产汽车质量不好,但没有国产汽车,进口品牌的汽车还是价格高高在上。你可以骂山寨手机问题多,但没有山寨手机,诺基亚摩托罗拉的价格不会跌破千元。PLC也同样如此。
数据来自于工控网的2008年PLC市场调查报告。消息来自于“小道”。
其余完全原创,没有任何复制粘贴。兄弟,没有功劳也有苦劳啊!求分啊!乘客电梯plc控制技术的现状
渐渐取代继电器控制方式。
鉴于PLC的可靠性高、抗干扰能力强等特点,PLC电梯控制已经渐渐取代了电梯的继电器控制方式。
可编程逻辑控制器是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器,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的指令,通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。PLC的发展史、及其介绍等(越详细越好)
PLC发展史:
一、PLC的产生
1.继-接控制回顾
由学生回答继电器(接触器)的结构、原理、画出三相异步电机启-停的主电路图、控制电路图
由学生归纳出继-接控制的不足,从而引出“PLC的产生”
2.PLC的产生
68年美国通用汽车公司(GM)招标要求:
(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4K
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接相联
·结构易于扩展
这是PLC的雏形。
69年美国DEC公司研制出世界上*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*台PDP-14
·1971年,日本研制出*台DCS-8
·1973年,德国研制出*台PLC
·1974年,*研制出*台PLC
二、PLC的特点、现状与发展
(一)特点
(1)体积小 (2)可靠性高 (3)柔性好,可在线更改程序 (4)对环境条件无要求 (5)价格低廉……具备招标要求的所有功能
(二)现状
80%以上的行业,80%以上的设备均可使用PLC
(三)发展
发展史:
*代:1969年~1972年,代表产品有
·美国DEC公司的PDP-14/L
·日本立石电机公司的SCY-022
·日本北辰电机公司的HOSC-20
第二代:1973年~1975年,代表产品有
·美国GE公司的LOGISTROT
·德国SIEMENS公司的SIMATIC S3、S4系列
·日本富士电机公司的SC系列
第三代:1976~1983年,代表产品有
·美国GOULD公司的M84、484、584、684、884
·德国SIEMENS公司的SIMATIC S5系列
·日本三菱公司的MELPLAC-50、550
第四代:1983年~现在,代表产品有
·美国GOULD公司的A5900
·德国西门子公司的S7系列
发展方向:
·产品规模向两极分化
·处理模拟量
·追求高可靠性
·通讯接口和智能模块
·系统操作站配高分辨率的监视器
·追求软、硬件标准化
三、PLC的分类
·按结构分:
·整体型
·组合型
·按I/O点数及内存容量分:
·超小型:小于64点,256Byet~1KB
·小 型:65~128点,1~3。
6KB
·中 型:129~512点,3。
6~13KB
·大 型:513~896点,大于13KB
·超大型:大于896点,大于13KB
四、网络型PLC与DCS的关系
DCS起源于模拟量
PLC起源于开关量
二者相互渗透、取长补短,功能上日趋接近,使数字世界、模拟世界更加模糊
决定DCS与PLC应用面大小的是其性能/价格比
1、PLC即可编程控制器( logic ,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。
在1987年国际电工委员会( mittee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:
PLC英文全称 Logic ,中文全称为可编程逻辑控制器,定义是:一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.PLC是可编程逻辑电路,也是一种和硬件结合很紧密的语言,在半导体方面有很重要的应用,可以说有半导体的地方就有PLC
“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。”
PLC的特点
2.1可靠性高,抗干扰能力强
高可靠性是电气控制设备的关键性能。
PLC由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。
例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。
一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。
从PLC的机外电路来说,使用PLC构成控制系统,和同等规模的继电接触器系统相比,电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一,故障也就大大降低。
此外,PLC带有硬件故障自我检测功能,出现故障时可及时发出警报信息。
在应用软件中,应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序,使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。
这样,整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
2.2配套齐全,功能完善,适用性强
PLC发展到今天,已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。
可以用于各种规模的工业控制场合。
除了逻辑处理功能以外,现代PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。
近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。
加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
2.3易学易用,深受工程技术人员欢迎
PLC作为通用工业控制计算机,是面向工矿企业的工控设备。
它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。
梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。
为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
2.4系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造
PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时维护也变得容易起来。
更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。
这很适合多品种、小批量的生产场合。
2.5体积小,重量轻,能耗低
以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗仅数瓦。
由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。
3。
PLC基础知识
1.1 PLC的发展历程 在工业生产过程中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。
传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
4. PLC的应用领域
目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况大致可归纳为如下几类。
4.1开关量的逻辑控制
这是PLC最基本、最广泛的应用领域,它取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。
如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
4.2模拟量控制
在工业生产过程当中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。
为了使可编程控制器处理模拟量,必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。
PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块,使可编程控制器用于模拟量控制。
4.3运动控制
PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。
从控制机构配置来说,早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构,现在一般使用专用的运动控制模块。
如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。
世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
4.4过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。
作为工业控制计算机,PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。
PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。
大中型PLC都有PID模块,目前许多小型PLC也具有此功能模块。
PID处理一般是运行专用的PID子程序。
过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
4.5数据处理
现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。
这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表。
数据处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统;也可用于过程控制系统,如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
4.6通信及联网
PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。
随着计算机控制的发展,工厂自动化网络发展得很快,各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能,纷纷推出各自的网络系统。
新近生产的PLC都具有通信接口,通信非常方便。
5. PLC的国内外状况
在工业生产过程中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。
传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电气控制装置的要求,第二年,美国数字设备公司(DEC)研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,首次采用程序化的手段应用于电气控制,这就是*代可编程序控制器,称 ,是世界上公认的*台PLC.
限于当时的元器件条件及计算机发展水平,早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成,可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。
20世纪70年代初出现了微处理器。
人们很快将其引入可编程控制器,使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能,完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。
为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用,可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言,并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。
此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。
个人计算机(简称PC)发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控制器的功能特点,可编程序控制器定名为 Logic (PLC)。
20世纪70年代中末期,可编程控制器进入实用化发展阶段,计算机技术已全面引入可编程控制器中,使其功能发生了飞跃。
更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。
20世纪80年代初,可编程控制器在先进工业*中已获得广泛应用。
这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。
这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的*日益增多,产量日益上升。
这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。
上世纪80年代至90年代中期,是PLC发展最快的时期,年增长率一直保持为30~40%。
在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,PLC逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
20世纪末期,可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。
从控制规模上来说,这个时期发展了大型机和超小型机;从控制能力上来说,诞生了各种各样的特殊功能单元,用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合;从产品的配套能力来说,生产了各种人机界面单元、通信单元,使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。
目前,可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。
我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。
最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。
接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。
目前,我国自己已可以生产中小型可编程控制器。
上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。
此外,无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。
可以预期,随着我国现代化进程的深入,PLC在我国将有更广阔的应用天地。
6. PLC未来展望
21世纪,PLC会有更大的发展。
从技术上看,计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上,会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现;从产品规模上看,会进一步向超小型及超大型方向发展;从产品的配套性上看,产品的品种会更丰富、规格更齐全,完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求;从市场上看,各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破,会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面,会出现国际通用的编程语言;从网络的发展情况来看,可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。
目前的计算机集散控制系统DCS( Control System)中已有大量的可编程控制器应用。
伴随着计算机网络的发展,可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分,将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。
1.2 PLC的构成
从结构上分,PLC分为固定式和组合式(模块式)两种。
固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。
模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置。
1.3 CPU的构成
CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,每套PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。
进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。
内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。
在使用者看来,不必要详细分析CPU的内部电路,但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。
CPU的控制器控制CPU工作,由它读取指令、解释指令及执行指令。
但工作节奏由震荡信号控制。
运算器用于进行数字或逻辑运算,在控制器指挥下工作。
寄存器参与运算,并存储运算的中间结果,它也是在控制器指挥下工作。
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数,它们决定着PLC的工作速度,IO数量及软件容量等,因此限制着控制规模。
1.4 I/O模块
PLC与电气回路的接口,是通过输入输出部分(I/O)完成的。
I/O模块集成了PLC的I/O电路,其输入暂存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。
输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统,输出模块相反。
I/O分为开关量输入(DI),开关量输出(DO),模拟量输入(AI),模拟量输出(AO)等模块。
常用的I/O分类如下:
开关量:按电压水平分,有220VAC、110VAC、24VDC,按隔离方式分,有继电器隔离和晶体管隔离。
模拟量:按信号类型分,有电流型(4-20mA,0-20mA)、电压型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外,还有特殊IO模块,如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
按I/O点数确定模块规格及数量,I/O模块可多可少,但其*数受CPU所能管理的基本配置的能力,即受*的底板或机架槽数限制。
1.5 电源模块
PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。
同时,有的还为输入电路提供24V的工作电源。
电源输入类型有:交流电源(220VAC或110VAC),直流电源(常用的为24VDC)。
1.6 底板或机架
大多数模块式PLC使用底板或机架,其作用是:电气上,实现各模块间的联系,使CPU能访问底板上的所有模块,机械上,实现各模块间的连接,使各模块构成一个整体。
1.7 PLC系统的其它设备
1.7.1
编程设备:编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件,用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况,但它不直接参与现场控制运行。
我程器PLC一般有手持型编程器,目前一般由计算机(运行编程软件)充当编程器。
也就是我们系统的上位机。
1.7.2 人机界面:最简单的人机界面是指示灯和按钮,目前液晶屏(或触摸屏)式的一体式操作员终端应用越来越广泛,由计算机(运行组态软件)充当人机界面非常普及。
1.8 PLC的通信联网
依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。
因此,网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著,甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。
PLC具有通信联网的功能,它使PLC与PLC
之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。
多数PLC具有RS-232接口,还有一些内置有支持各自通信协议的接口。
PLC的通信现在主要采用通过多点接口(MPI)的数据通讯、PROFIBUS
或工业以太网进行联网。
2 PLC控制系统的设计基本原则
2.1 *限度的满足被控对象的控制要求。
2.2 在满足控制要求的前提下,力求使控制系统简单、经济、使用和维护方便。
2.3 保证控制系统安全可靠。
2.4 考虑到生产的发展和工艺的改进在选择PLC容量时应适当留有余量。
3 PLC软件系统及常用编程语言
3.1 PLC软件系统由系统程序和用户程序两部分组成。
系统程序包括监控程序、编译程序、诊断程序等,主要用于管理全机、将程序语言翻译成机器语言,诊断机器故障。
系统软件由PLC厂家提供并已固化在EPROM中,不能直接存取和干预。
用户程序是用户根据现场控制要求,用PLC的程序语言编制的应用程序(也就是逻辑控制)用来实现各种控制。
STEP7是用于SIMATIC可编程逻辑控制器组态和编程的标准软件包,也就是用户程序,我们就是使用STEP7来进行硬件组态和逻辑程序编制,以及逻辑程序执行结果的在线监视。
3.2 PLC提供的编程语言
3.2.1 标准语言梯形图语言也是我们最常用的一种语言,它有以下特点
3.2.1.1 它是一种图形语言,沿用传统控制图中的继电器触点、线圈、串联等术语和一些图形符号构成,左右的竖线称为左右母线。
3.2.1.2 梯形图中接点(触点)只有常开和常闭,接点可以是PLC输入点接的开关也可以是PLC内部继电器的接点或内部寄存器、计数器等的状态。
3.2.1.3 梯形图中的接点可以任意串、并联,但线圈只能并联不能串联。
3.2.1.4 内部继电器、计数器、寄存器等均不能直接控制外部负载,只能做中间结果供CPU内部使用。
3.2.1.5 PLC是按循环扫描事件,沿梯形图先后顺序执行,在同一扫描周期中的结果留在输出状态暂存器中所以输出点的值在用户程序中可以当做条件使用。
3.2.2 语句表语言,类似于汇编语言。
3.2.3 逻辑功能图语言,沿用半导体逻辑框图来表达,一般一个运算框表示一个功能左边画输入、右边画输出。
4 STEP7程序的使用
4.1 创建一个项目结构,项目就象一个文件夹,所有数据都以分层的结构存在于其中,任何时候你都可以使用。
在创建一个项目之后,所有其他任务都在这个项目下执行。
4.2 组态一个站,组态一个站就是指定你要使用的可编程控制器,例如S7300、S7400等。
4.3 组态硬件,组态硬件就是在组态表中指定你的控制方案所要使用的模板以及在用户程序中以什么样的地址来访问这些模板,地址一般不用修改由程序自动生成。
模板的特性也可以用参数进行赋值。
4.4 组态网络和通讯连接,通讯的基础是预先组态网络,也就是要创建一个满足你的控制方案的子网,设置网络特性、设置网络连接特性以及任何联网的站所需要的连接。
网络地址也是程序自动生成如果没有更改经验一定不要修改。
4.5 定义符号,可以在符号表中定义局部或共享符号,在你的用户程序中用这些更具描述性的符号名替代绝对地址。
符号的命名一般用字母编写不超过8个字节,*不要使用很长的汉字进行描述,否则对程序的执行有很大的影响。
4.6 创建程序,用梯形图编程语言创建一个与模板相连结或与模板无关的程序并存储。
创建程序是我们控制工程的重要工作之一,一般可以采用线形编程(基于一个块内,OB1)、分布编程(编写功能块FB,OB1组织调用)、结构化编程(编写通用块)。
我们最常采用的是结构化编程和分布编程配合使用,很少采用线形编程。
4.7 下载程序到可编程控制器,完成所有的组态、参数赋值和编程任务之后,可以下载整个用户程序到可编程控制器。
在下载程序时可编程控制器必须在允许下载的工作模式下(STOP或RUN-P),
RUN-P模式表示,这个程序将一次下载一个块,如果重写一个旧的CPU程序就可能出现冲突,所以一般在下载前将CPU切换到STOP模式。
5 WINCC程序的使用
5.1 简介,WINCC是在生产和过程自动化中解决可视化和控制任务的工业技术中性系统。
具有控制自动化过程的强大功能,是基于个人计算机的操作监视系统,它很容易结合标准的和用户的程序建立人机界面精确的满足生产实际要求。
WINCC有两个版本RC版(具有组态和开发环境)、RT版(只有运行环境),我们一般使用的是RC版。
5.2 WINCC简单使用步骤
5.2.1 变量管理,首先确定通讯方式安装驱动程序,然后定义内部变量和外部变量,外部变量是受你买的WINCC软件授权限制的*授权64K字节,内部变量没有限制。
5.2.2 画面生成,进入图形编辑器,图形编辑器是一种用于创建过程画面的面向矢量的作图程序。
也可以使用包含在对象和样式库中的众多的图形对象来创建复杂的过程画面。
可以通过动作编程将动态添加到单个图形对象上。
5.2.3 报警记录设置,报警记录提供了显示和操作选项来获取和归档结果。
可以任意地选择消息块、消息级别、消息类型、消息显示以及报表。
为了在运行中显示消息,可以使用包含在图形编辑器中的对象库中的报警控件。
5.2.4 变量记录,变量记录是用来从运行过程中采集数据并准备将它们显示和归档。
5.2.5 报表组态,报表组态是通过报表编辑器来实现的。
是为消息、操作、归档内容和当前或已归档的数据定时器或事件控制文档的集成的报表系统,可以自由选择用户报表的形式。
5.2.6 全局脚本的应用,全局脚本就是C语言函数和动作的通称,根据不同的类型脚本被用于给对象组态动作并通过系统内部C语言编译器来处理。
全局脚本动作用于过程执行的运行中。
一个触发可以开始这些动作的执行。
5.2.7 用户管理器设置,用户管理器用于分配和控制用户的单个组态和运行系统编辑器的访问权限。
每建立一个用户,就设置了WINCC功能的访问权利并独立的分配给此用户。
至多可分配999个不同的授权。
5.2.8 交叉表索引,交叉索引用于为对象寻找和显示所有使用处,例如变量、画面和函数等。
使用“链接”功能可以改变变量名称而不会导致组态不一致。学plc以后的就业方向及行业有哪些?
就业方向主要有:
1、企业的设备维护和维修人员;
2、从事工控设备销售的人员;
3、从事设备开发,编程的电气工程师。
就业的行业主要有:
1、电厂(包括各个公司,工厂的配电室);
2、软件开发(特别是单片机或eda等);
3、plc(大体是工控方向,搭建操作平台等);
4、各个矿山,或金属冶炼场所(进行自动化设备的维护,操作等);
5、去学校当老师;
6、做销售工作(专门卖自己专业相关的东西);
7、公务员,每个专业都可以的;
8、各种什么研究所;
9、产品设计,就是硬件电路设计了;
10、自动化专业就业方向很广的,仔细观察生活就知道很多自动化设备的。
plc智能工程师在我国的发展前景
1
、*还是制造业大国,是世界的生产加工中心,有大量的制造业,就必须用各种生产设备,大部分生产设备都和plc有关,需要大量的精通
plc
控制的从业人员。
2
、产业结构已发生调整,逐渐有劳动力密集型转化为技术密集型,大量的新设备被采用,这些设备很多都和
plc
控制相关,需大量的高技术人才。
我国plc智能工程师人才紧缺的现状
目前,我国工业制造业正在进行自动化生产转型,对各类自动化生产设备的需求不断上涨。2012年*plc市场规模及增长变化趋势增速下滑原因分析受oem行业低迷影响,小型plc下滑非常明显,大型厂商甚至出现30%以上的下滑。今年
plc的销售量虽与去年持平,但是由于价格的下跌致使销售额明显下降,plc的单品价格现在只有去年的1/4-1/3。根据相关数据显示,初步估计目前在我国本土销售的plc总量为30~40亿元人民币(不含随进口主设备配套的plc),年增长率为15~20%。
进入2013年之后,随着自动化产业热潮不断升温,plc市场被相关市场研究机构看好。随着“十二五”提升装备自动化的提出,业内预计plc市场将处于持续增长状态,到2013年预计市场规模将达到90亿元。在未来五年内,*plc市场的综合年增长率预计将达到14.1%。plc*市场预期以12.4%的年复合增长率(cagr)增长,市场份额2006年接近7.5亿美元;2011年达到13亿美元;根据相关权威机构预计,2015年这一市场将超过16亿美元。
与此同时,plc人才紧缺,众多企业迫切需要懂plc应用的人才。数据显示,*仅有17万plc从业人员,这显然与企业需求相差甚远。从招聘市场来看,“智能工程师”是需求量*的一个岗位,即便是刚入行只要能进行plc编程,就能轻松找到工作;如果有一两年工作经验,并且有实际项目经验,找一个高薪工作也就变得很容易。因此,很多应届生为了找工作而去培训,已经在工厂上班的,比如电工,为了适应趋势以及获得更好的职业发展,也会选择培训。
在我国,智能控制工程起步较晚,但是发展迅速。可编程控制器、单片机等已渗透到我们生活各个领域中,并改变着我们的生活,智能控制实现的产品随处可见,如数码产品、安防监控、仪器、仪表、家电、机电一体化、汽车单元控制、及工业控制等很多方面。可以预言,智能控制产业将是我国二十一世纪*希望的朝阳产业。与此同时,智能工程师人才已经成为市场紧缺人才。为了满足市场需求,