矿井提升机系统速度监测装置的设计【图纸丢失，只有论文】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 中  国  矿  业  大  学  本科生毕业设计  姓     名： 方万坡        学   号 ：  21056358  学     院：          应用技术学院            专     业：       电气工程及其自动化        设计题目：   矿井提升机系统速度监测装置设计    专     题：                                    指导教师：     陈松立     职  称：     教授      2009 年 6 月      徐州  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 中国矿业大学毕业设计任务书  学院  应用技术学院  专业年级  电气 05 1 学生姓名  方万坡   任务下达日期： 2009 年 3 月 15 日  毕业设计日期： 2009 年 3 月 15 日至 2009 年 6 月 10 日  毕业设计题目：矿井提升机系统速度监测装置设计  毕业设计专题题目：  毕业设计主要内容和要求：  内容：  1 了解提升机电控系统  2 了解测速装置的原理与方法  3 采用 主体设计测速装置的硬件、软件结构  要求：  1 选择作为主控设备的 2 外围电路设计  3 行程和速度处理软件设计  院长签字：                    指导教师签字：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书  指导教师评语 （基础理论及基本技能的掌握； 独立解决实际问题的能力； 研究内容的 理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点； 工作态度 及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题； 是否同意答辩等）：  成  绩：                         指导教师签字：  年       月       日  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书  评阅教师评语 （ 选题的意义； 基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题； 是否同意答辩等 ）：  成  绩：                         评阅教师签字：  年       月       日  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 中国矿业 大学毕业设计评阅教师评阅书  评阅教师评语 （ 选题的意义； 基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题； 是否同意答辩等 ）：  成  绩：                         评阅教师签字：  年       月       日  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩  答      辩      情      况  提   出   问   题  回    答    问   题  正    确  基本  正确  有一般性错误  有原则性错误  没有  回答  答辩委员会评语及建议成绩：  答辩委员会主任签字：              年     月     日  学院领导小组综合评定成绩：  学院领导小组负责人：                年     月     日  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘   要  矿井提升机常被人们称为矿山的咽喉，是矿山最重要的关键设备，是地下矿井与外界的唯一通道，肩负着矿石、物料、人员等的重要运输责任。对提升机来说，运行的安全性与可靠性是至关重要的。 传统矿井提升机调速性能 差，在启停车、制动、逻辑控制 、速度监测 等方面存在诸多安全问题，随着计算机和 术的不断发展，采用先进的控制技术改造传统矿山行业的传统控制系统，从而使矿井提升机的控制性能得到极大的改善，其自动化水平、安全 性 、可靠性都达到了新的高度，并采用现代化的管理和监视手段保障提升机的安全运行。  本文 基于 西门子 够对矿井提升机的运行速度实时监测，指示罐笼在井筒中的位置，速度的显示通过 上位机中进行显示。   本文 首先介绍了 矿井提升机控制系统 的发展与现状，阐述了研究该 系统的重要性和必要性。依据煤矿综合自动化系统的背景，结合煤矿 提升机控制系统的发展 趋势，分析了 矿井提升机的运行特性和提升机速度监测的工作原理 ，确定了 提升机运行速度的核心算法以及 实现 速度实时监测 的方法。设计了 测速系统 的硬件电路；根据 测速 程序的 核心算法 ，设计了各功能模块 的 程序 流程图 。根据矿井 提升机运行 的实际情况，分析了 矿井提升机运行速度的各种保护，制订了相应的软硬件保护措施。  关键词 ： 可编程控制器 ；  矿井提升机 ；  通信  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he is by is is is so on To is is is so on to LC s s to s 7to s s in LC on in  s s on s s of s of s as as s to to s 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of up 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目     录  1 绪论  . 1 . 1 . 1 . 3 2 矿井提升机电控系 统概述  . 3 . 3 井提升系统的分类  . 4 井提升系统构成  . 5 . 5 3 矿井提升机速度监测系统设计  . 6 . 6 量式光电编码器  . 8 对值式光电编码器  . 8 . 10 编程控制器结构组成  . 11 编程控制器的工作原理  . 16 7. 19 速计数器原理及应用  . 21 . 24 编程控制器硬件设计  . 24 度监测系统程序设计  . 25 4 上位机监测系统设计  . 26 . 26 行通信接口标准  . 27 计算机的连接与通信  . 29 . 39 结论  . 40 参考文献  . 41 附录 A 序  . 43 附录 B 上位机 . 49 翻译部分  . 52 英文原文  . 52 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 中文译文  . 63 致谢  . 74 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪论  题背景  近年来，随着社会经济的发展，煤炭的价格开始持续上涨，煤矿开采量呈现上升的趋势。而与此同时，矿井事故的发生率也越来越高，矿井安全生产越来越受到人们的重视。安全生产是任何煤矿企业都应强调的重中之重的问题，因为在矿井这一特殊生产环境中，若是发生事故，往往都是伴随着人员伤亡和巨大经济损失的惨重事故 。  矿井提升系统素有“矿井咽喉”之称，其中矿井提升机更是煤矿四种大型生产设备之一。矿井提升机是煤矿生产的重要设备，是 联系井下与地面的主要运输 工具，担负着提升煤炭、矿石和矸石 、升降人员、下放材料、工具和设备等重要任务。矿井提升机能否安全可靠的运行，直接影响到煤矿生产人员的生命安全和煤矿的生产能力。国家煤矿安全监察局在 2001 年 9 月 28日发布，自 2001 年 11 月 1 日起施行了煤矿安全规程，对矿井提升机的各项性能参数做出了明确的要求，以确保其安全运行。  矿井提升机是矿井生产的重要设备 ，对提升机运行时的各个重要参数必须实时的监控，以保证提升机安全可靠的运行，其中对提升机运行速度的监控更是重中之重。 目前，在工业自动化领域，利用光 电转换原理构成的非接触式光电编码器 ， 以其高精度、高分辨 率、 高可靠性 、 体 积小、 使用方便，在自动测量和自动控制中得到了广泛的应用。  内外的发展现状  国外研制矿井提升机监控系统始于 20 世纪 60 年代，在提升机状态监控方面水平较高 。特别是对闸控 和速度监控等一些重要保护环节，设计更加合理，有些环节设置双重保护，如过速保护，过卷保护等。这些 监控 保护措施，对提升机的运行安全都是可靠的保证。 下面简单介绍一下瑞典、德国和法国的提升机 速度监控系统。  瑞典的提升机 速度 保护功能齐全，系统可靠，能实现全自动开车。以单罐笼带平衡 锤提升机为例，这种提升机配备有显示、监控、安全保护等电路。如 : (1)制动系统故障保护 :当制动闸发生故障，闸衬磨损、闸盘 变形、低油位以及制动油泵、冷却风扇电动机过负荷等故障出现时均产生紧急停车 ; (2)全程的过速保护电路 :包括加速区和全速区的过速保护，自动减速区的过速保护，爬行速度区的过速保护，当提升机在井筒中任何位置，速度超过额定速度的 15%时，过速继电器动作，产生紧急停车。在爬行段当速度大于 2m/行继电器动作 ; 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 (3)钢丝 绳保护电路 :包括对钢丝 绳速度、打滑等的监控 ; (4)自动起动、运转电路 :包 括起动信号、自动起动控制、自动减速以及上 /下运行控制、停车电路等部分 ; (5)提升机监控器 :监视提升机在井筒中各个部位的运行状态，从 而 发出各种相应的指令，控制提升机安全可靠地运行 。  德国西门子公司全数字式提升机拥有世界上先进的数字 驱动系统。它有如下特点 :第一，紧急制动时的恒减速功能，第二，提升钢丝绳张力的动态监视 功能，第三 ，提升系统及设备的动态显示和故障自诊断功能。主要由监控站，控制处理站，编程器和通讯总线四部分组成。控制处理站可实现本系统的逻辑过程控制功能和模拟量的检测，运算和调节功能。监控站的主要作用是 通过与控制处理站的总线联络通讯，将控制处理站采集到的控制系统设备的状态信息输入到监控站中，通过已编制好的显示程序，以图形、表格形式动态地显示在显示器上，同时还可以通过操作键 对 对在程序中设定的操作量进行手动修改，以便进行设备的调整和试验。监控站的显示功能齐全，如 : (l)主要数据显示 :显示提升机的主要运行参数 ; (2)概貌显示 :显示提升机的状态，实际控制方式，主要模拟信号，报警指示，故障及停车等数据 ; (3) 示 :显示提升机控制系统，保护系统，变流器以及手动紧急停车按钮工作状态的数据 ; (4)提升机保护 功能试验显示 :此显示供进行提升机保护功能试验时使用，在该项显示上进行保护选择，并显示试验结果。显示功能包括接地故障监控，过速，减速段过速，过卷及制动五种 ；  (5)绳张力显示等 14种显示功能，使用户一目了然。  法国的提升机对于 安全保护的设置更加完善，设计的安全保护有 60 多种，按照对提升机的保护作用，分为二个系统 。  系统 一 ，包括液压站故障，制动控制电路的故障以及速度控制系统的故障等。当这些故障出现时，均对提升机施加机械的 (制动闸 )或者电气的 (晶闸管逆变制动 )制动力矩，控制提升机紧急停车 ; 系统二，包括提升机监控 器，电枢整流器系统的电气故障等，这类故障出现时对提升机施加制动力矩，使之紧急停车 ; 系统 三 ，包括 盘形 闸控系统，调零系统，电源的接地保护以及电机，变压器超温保护等，这类故障出现时，提升机不需要紧急停车 而 只是切除基准速度信号，让提升机自动减速停车。另外在安全回路中，这些故障均设有旁路开关，当这些故障出现时，可以闭合旁路开关，将提升容器提升到井口，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 再做处理。  我国也有一些大型矿井引进了国外的提升系统，但由于 国外公司都有技术保密制度，其核心技术 (如程序等 )无法掌握，在使用、维修和零部件的供应上都受到限制。 而对于 大多 数的中小煤矿来说，其系统高昂的价格也使难以承受的。   国产的矿井提升机经过广大技术人员的努力，电气传动系统也已经有了很 大的发展，但在技术水平上还落后于国外同 类产品的水平。电控系统主要以 令操作及故障监控仍采用传统的继电器控制线路，每台提升机需要数百个甚至上千个触点的继电器，系统可靠性差，故障率高，且 不易维修，数目众多的控制线要和各种动力电缆通过狭小的井筒空间并行下井，安全性差，电磁干扰大。  为了弥补这个薄弱环节，保证提升机的安全运行，自九十年代以来，国内开展了提升系统安全监控的研究工作 ，全国近十余厂家先后研制了提升机综合后备保护装置， “  矿井提升机微机后备保护装置”， “  “  微机控制绞车后备保护装置”，“ 一批提升机监控装置应运 而 生 。  题主要内容  本论文在深入研究矿井提升机速度监测系统的基础上，采用光电编码器和上位机监控技术，实现了对提升罐笼实时位置、运行速度、提升方向等重要参数的监控，提高了系统的控制精度，保证煤矿生产的安全性与可靠性。  本论文的主要内容包括：  对矿井提升机监控 系统的基本功能、速度检测装置的工作原理、可编程控制器的工作原理作简单的分析。  (1) 选择合适的光电编码器，完成对提升机行程、速度等参数的采集，要求光电编码器能够实时的、准确的、高精度的完成物理量与电信号的转化。  (2) 基于可编程控制器，编写相应的程序，对光电编码器送来的提升机运行信号处理。  (3) 基于 写上位机监控程序，对提升速度、行程以及运行方向等参数的实时监控。  2 矿井提升机电控系统概述  井提升系统简介  矿井提升系统的主要组成部分是 :提升容器，提升钢绳，提升机，天轮和买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 井架以及装卸附属装置等。常用的 提升容器是罐笼和箕 斗，如下图 2矿车在井底车场或中间中段车场被推入下方罐笼的同时，空矿车正在井口车场被推入另一罐笼。两条钢绳 2的一端分别与井口和井底罐笼相连，另一端分别绕过天轮 3 引至提升机房，固定并以相反的方向缠绕在提升机 1的卷筒上。提升机运行时，这两个罐笼就沿着井筒做上下运动，以完成提升重矿车和下放空矿车的任务 。  井提升系统的分类  矿井提升设备的主要组成部分是 :提升容器、提升钢丝绳、提升机及拖动控制系统、井架、天轮及装卸载设备等 。  由于提升容器及提升机的结 构和原理不同，矿井提升设备可构成不同的提升系统，常见的提升系统有 : (1)主井箕斗提升系统 ; (2)副井罐笼提升系统 ; (3)多绳摩擦 (主、副井 )提升系统 ; (4)斜井串车提升系统 ; (5)斜井箕斗提升系统。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 井提升系统构成  以多绳摩擦式提升机为例，直流传动多绳摩擦式矿井提升系统主要由工作机构、制动系统、机械传动系统、润滑系统、观测和操作系统、拖动控制和自 动保护系统，外加辅助部分等构成 。  主要是指主轴装置和主轴承等，主轴装置由主轴、卷筒、滚动轴承、支轮、制动轮、调绳离合器等组 成。  液压制动系统装置包括制动器和液压传动装置，是提升机不可缺少的重要组成部分之一，是提升机最关键也是最后一道安全保障装置，制动装置的可靠性直接关系到提升机的安全运行。提升机制动器的功能就是刹住提升机卷筒，使提升机停止运行。  机械传动系统，机械传动系统包括减速器和联轴器。减速器的作用是减速和传递动力，联轴器是用来联接提升机的旋转部分，并传递动力。  润滑系统是在提升运行过程中，不间断地向轴承及啮合齿面压送润滑油，以保证轴承和齿轮的正常工作。润滑系统必须与自动保护系 统和电动机联锁，即润滑系统失灵时，主电动机断电，确保机器的正常工作。  观测和操纵系统包括斜面操纵台，深度指示器以及测速发电机。深度指示器的作用是显示提升容器的运行位置，容器接近井口卸载位置和井底停车场时，发出减速信号。  拖动控制和自动保护系统包括主拖动电动机、微拖动电动机、电气控制系统和自动保护系统。矿井提升机自动保护系统的作用是 :在司机不参与的情况下，发生故障时能自动将主电动机断开并同时进行安全制动从 现对系统的保护。  井提升机系统结构分析  多 绳摩擦式提升机的工作原理是把钢丝绳搭放在主导轮上，两端各悬挂一个提升容器 (也可一端悬挂平衡锤 )，当电动机带动主导轮转动时，借助于安装在主导轮上的衬垫与钢丝绳之间的摩擦力带动钢丝绳，完成提升和下放的任务。目前，多绳摩擦式提升机己经成为提升机发展的方向，它的主要组成部分有 ：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 (1)工作机构。包括主轴装置及主轴承，主轴装置由主轴、卷筒、滚动轴承、支轮、制动轮、调绳离合器等组成。主要作用有 :缠绕或搭放钢丝绳 ;承受各种正常载荷以及在各种紧急制动情况下所造成的非正常载荷等。  (2)制动系统。液压制动系统装置包括制动器和 液压传动装置，是提升机不可缺少的重要组成部分之一，是提升机最关键也是最后一道安全保障装置 。 主要作用有 :在减速停车或紧急制动情况下，能使提升机安全制动，迅速停车。 因此，制动装置的可靠性直接关系到提升机的安全运行 。  (3)机械传动装置。包括减速器、离合器和连轴器。减速器的作用是减速和传递动力，联轴器是用来联接提升机的旋转部分，并传递动力。  (4)润滑系统。包括润滑油泵站和管路。主要作用有 :在提升机工作时连续地向主轴承、减速器轴承和啮合齿面押送润滑油，以保证轴承和齿轮良好地工作。  (5)检测及操纵系统。包括操纵台 、深度指示器、传动装置和测速发电装置。主要作用有 :操纵提升机完成提升、下放等动作 ;显示提升机运行情况及设备工作情况。  (6)拖动控制和自动保护系统。包括主电动机、电气控制系统、自动保护系统和信号系统。主要作用有 :提供提升机提升、下放时所需的动力 ;控制提升机系统各个动作指令的准确实现 ;故障发生时自动将主电动机断电同时进行安全制动实现多系统的保护 。  (7)辅助部分。包括机座、机架、护罩和导向轮装置。  3 矿井提升机速度监测系统设计  电编码器概述  光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量 转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅码盘 和光电检测装置组成 ， 光电码盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个方形或圆形孔，发光元件和光敏元件分置在光电码盘两侧，二者组成的光电检测装置。光电编码器结构示意图  由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时， 光电码盘 与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 3电编码器结构示意图  此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相 差 90 的两路脉冲信号 装置， 两套光电装置产生的脉冲的相位有一定的差别，这也就产生了方向信号，如 A 装置产生脉冲相位超前于 B 相时是正转的话，反转时， B 装置产生的脉冲相位就会超前于 电编码器判断旋转方向的工作原理如图  图 电编码器判断旋转方向工作原理图  根据光电编码刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种 ：  (1)增量式编码器  (2)绝对式编码器  (3)混合式绝对值编码器  目前，工业控制中的定位设备中，光电编码器相对于接近开关、光电开光，有以下特殊功 能及优点 : (1)信息化 :除了定位，控制室还可知道其具体位置 ;还可换算运动速度，对于变频器，步进电机等的应用尤为重要 。  (2)柔性化 :定位可以在控制室柔性调整。  (3)现场安装的方便安全 :一个光电编码器，可以测量从几个林到几百米的距离、 只要解决一个光电编码器的安全安装问题，可以避免诸多买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 接近开关、光电开关在现场机械安装麻烦，容易被撞坏和环境恶劣等问题 ;由于是旋转码盘，无机械损耗，只要安装位置准确，其使用寿命往往很长。  (4)经济化 :对于多个控制位置，只需一个光电编码器的成本，降低了安装、维护、损耗成 本，使用寿命增长，其经济化逐渐突显出来。  量式光电编码器  增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲 A、  相；A、 B 两组脉冲相位差 90 ，从而可方便地判断出旋转方向，而 Z 相为每转一个脉冲，用于基准点定位。它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。  增量型编码器每转一圈可产生一系列的脉冲，脉冲的数量表示角位移的测量。 按其输出方式的不同，可分为 长线输出、开集输出、电压输出和推拉互补 输出四种方式。按 其机械结构的不同 ， 可分为 中空轴和带轴编码器， 根据各自不同的特点 可应用于各种不同的场合。  编码器内有一圆盘 编码盘，通常为一光学玻璃。编码盘最外圈的码道上 均匀分布 有相当数量的透光与不透光的扇形区，这是用来产生计数脉冲的增量码道。  例如，一个每转 5000 脉冲的增量型编码器，其码 盘的增量码道上共有5000 个透光和不透光的扇形区这个编码盘被安装在编码器的旋转轴上 ， 光源 )发射出平行且定向的光束照射在编码盘 上， 光敏元件接收被调制的光线并将其转化为两个相位相差 90 的正弦波，还有一些数字电子元件放大这些信号并将 其整形成正交波的脉冲序列，由电缆传动输出 。  增量式旋转编码器的测量精度取决于它所能分辨的最小角度，这与码盘圆周上的狭缝条纹数 分辨角度为 : =360 /n 分辨率 =1/n 例如，条纹数为 1024，则分辨角度 =360 /1024= 对值式光电编码器  绝 对值 式 光电 编码器是按照角度直接进行编码的传 感器，可直接将测角用 数字编码表不出来，且每一个角度位置均有 对 应的编码。这种编码信号是在计算机或数字控制装置 中 进行的。这种编码器需要复杂的光电元件，比增量式编码器成本要高。码盘的分辨率与 码 道 数 ，码道 越多，分辨率越高，其分辨角 为 : 60  绝对值式 编码器为每一个位置提供一具体数值 (代码值 )，与增量式编码买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 器相比，绝对值式 编码器只要安装好、供给工作电压并初始化后即可正常 工作，且掉电后不丢失数值 ;而增量型编码器掉电后必须先调零才能继续使用 。  编码盘与增量式编码器 类似，其 上 刻有透光和不透光的图形，这个编码盘被安装在编码器的旋转轴上 ， 光源发射出的光经光学系统形成一束平行光投射在编码盘上，并与码盘另一面成径向排列的光敏元件相 耦合，码盘上的码道数就是该 码盘的数码位数，对应 一码道有一个光敏元件，当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光与否转换输出相应的电平信号 （ 0或 1)。  绝对值型编码器可分为单转编码器 (多转编码器 (（ 1)单转编码器  单转编码器根据测量步数将机械上一圈 (0分成一定的数值，编码器旋转一圈以后重新记数，最大测量范围为 4096。  （ 2)多转编码器  多转编码器不仅检测角度位置，还记忆圈数，为实现这些功能，需将更多的刻度盘用轴承联结在编码器的旋转轴上其测 量范围计算公式如下 : 测量范围 =4096中 : *为步数 ; (3)格雷码  目前，光电编码器最常使用的代码是格雷码 。 格雷码的特点是 :当 一个 数变化为下一个数时，在编码盘上只有一位发生变化 (从亮变暗 )，即 每增加一位数仅变化一格。在二进制中，二进制码的各个位整体可表示一确定的数值，而格雷码不行，它不对应一确定的数值，而是通过 制器将其转化为二进制 /雷码充分利用各个数位，记数范围 0n 。  例如 : 42 =16，计数 范围为 0122 =4096，计数 范围为 0 测量范围可由计数范围得出，例如两个测量范围值 360和 1000，如果计数范围为 76435，其测量范围为 360； 如果从 12数，其测量范围为1000。  格雷码的测量范围必须是以 2 为底的整数次幂作为基准  在本系统设计中，光电编码器主要用于行程及速度的检测，使用增量式光电编码器就可以满足要求。 选用 电编码器与拽引机同轴旋转，拽引机直径 电编码器旋转一周产生 1024 个脉冲，一个脉冲对应罐笼运行买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  编程控制器概述  可编程控制器简称 它经历了可编程序矩阵控制器 编程序顺序控制器 编程序逻辑控制器 可编程序控制器 与个人计算机（ 区别， 人们常把可编程控制器称为可编程逻辑控制器 它是以微处理器为基础，在传统的继电器控制技术基础上，综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术和通信网络技术而发展起来的新型控制器，是用作数字控制的专用计算机。由用户编写的程序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入 /输出（ I/O）来控制各种生产过程。在现代工业发展中， 术、 术和机器人技术并称为现代工业自动化的三大支柱。  1987年国际电工委员会（ 布的  “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。 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。 ”  世界上公认的第一台  1969 年美国数字设备公司（ 制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的 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 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  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、 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国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 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国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。  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 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 列、杭州机床电器厂生产的 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 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 以预期，随着我国现代化进程的深入， 我国将有更广阔的应用天地。  入模块、输出模块和编程器组成。  (1)可靠性高，控制功能强，适用于恶劣的工业环境 ；  (2)模块化结构，扩展能力强，与外部设备连接方便 ；  (3)体积小、重量轻、功耗低，性价比高 ；  (4)维护方便，功能更改灵活，编程方便易学。  编程控制器结构组成  目前， 产厂家很多，产品结构也各不相同，但其基本组成部分大致如图 3 由图 3以看出， 用了典型的计算机结构，主要由主机、 I/机由中央处理器（ 存储器、 I/O 接口、 I/信接口、外围设备接口和电源等部分组成。  下 面介绍 要组成部件及其主要作用。  1. 核心部件，也是 心。 统一指挥和协调下进行的。 微处理器和控制器组成，可以买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 实现逻辑运算和数学运算，协调控制系统内部各部分的工作。它的运行时按照系统程序所赋予的任务进行的。 用的 通用微处理器、单片机和位片式微处理器。通用微处理器按其所处理的数据位数可分为 4位、 8 位、16位和 32位等。 位和 16位微处理器。 控制器的作用是控制整个微处理器的各个部件有条不紊的进行工作，其基本功能就是从内存中读取指令和执行指令。控制器接口电路时微处理器与主机内部其他单元进行联系的部件， 主要有数据缓冲、单元选择、信号匹配、中断管理等功能。微处理器通过它来实现与各个单元之间的可靠的信息交换和最佳的时序配合。  图 3控制器的主要功能有以下几点：  1采集由现场输入 装置 送来的状态或数据，通过输入接口存入输入影映像寄存器或数据寄存器中，用扫描方式接收输入设备的状态信号，并存入相应的数据区（输入映像寄存器）。  2按用户程序存储器中存放的先后次序逐条读取指令，完成各种数据的运算、传递和存储等功能，进行编译解释后，按指令 规定的任务完成各种运算和操作。  3将各种运算结果送到输出端。  4监测和诊断电源 部电路工作状态，以及用户程序编程过程中出现的语法错误。  买文档就送