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销售工程师工控知识培训,威格勒传感器技术（上海）有限公司AlexHuan销售技巧系列培训,工控技能要求（销售工程师）,一、工控产品品牌、种类,二、工控系统的构成,三、传感器、仪表等现场设备的种类,四、现代工业系统网络类型,五、传感器的选型,六、传感器在工业控制中的地位和作用,工控产品概述,工控产品种类包括以下几方面：,传感器、变送器,可编程控制器（PLC）,分布式I/O,RTU（远程终端装置）,嵌入式设备,工业控制计算机（工控机）,触摸屏,组态软件,工业网络、通讯设备,工业系统（DCS、FCS、PCS、透明工厂等）,现场仪器仪表,工控产品概述,机器能做的事就让机器去做人类应当从事富有创造性的活动,现代的工业控制产品的发展与大规模集成电路的发展密切相连,工控产品是科技水平的见证是软件与硬件的完美结合,传感器、变送器、监视器、分析仪PLC、变频器、软启动器、工控机等硬件通过现场总线，依靠软件的支持连成一体形成网络,工控产品概述,原则1：德国PLC性价比好，适用于大、中型系统,原则2：日本PLC集成度高，适用于小型系统,原则3：美国PLC可靠性高，适用于重要系统,原则4：工控机方面研华比西门子的价格低20左右，但质量不如西门子。,原则5：工控机模块在模拟量方面性价比优于PLC,原则6：工控机板卡适用于高速数据采集系统,原则7：任何工控产品的最终用途是提高生产率，解放人力，使人工作得更轻松,工控产品举例,工厂车间级,工厂管理级,工业以太网,工厂现场级,工控产品举例,PROFIBUS,MPI,S7-300,S7-200,变频器,控制器,传感器,分析仪,工控产品举例（四）,水处理控制系统：工业废水成分复杂，其中悬浮物一般经过预处理（即一级处理），用截留、沉淀和沉砂的方法可以将泥沙、藻类和腐败的有机物除去；胶类杂质采用二级处理的方法处理，溶解杂质需要三级处理方式处理。在确定需要采用何种处理方法前，首先要确定废水的PH值、颜色、气味、溶解氧、比重、悬浮物、溶解物质、硬度等，然后根据水质情况进行全面分析，最终决定采用何种方法或多种方法配合使用。因此，水厂中一般包括滤池、取水、加药、送水等控制站，这些控制站中包括的设备有电动阀、真空泵、计量泵、搅拌机以及PH值、氧气、硬度、比重等测量传感器。此外，还包括各种限位开关、断路器、接触器、热继电器等控制设备。,工控产品举例（五）,市场主要工控产品品牌概述,西门子OMRON施耐德ABBAB松下LGGE综合应用品牌,SICKP+FBANNERBAUMERAUTONICSIFMGE专业传感器品牌,工控产品名词解释,DCS：是分散控制系统（DistributedControlSystem），国内一般习惯成为集散控制系统，它是由过程控制级和过程监控级组成的以通讯网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机（Computer）、通讯（Communication）、显示CRT）、控制（Control）等4C技术，基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。,OPC：用于过程控制领域的OLE（对象连接和嵌入）是硬件、软件供应商间建立的完整规则,Ethernet：工业以太网,RS232：标准串口串行通讯协议,FCS：基于现场总线技术的控制系统（FieldbusControlSystem）,工控产品名词解释,现场设备：指现场级检测及执行设备，如传感器、变送器、开关设备、驱动器、执行机构、指示及显示设备、人机操作接口等。,通信协议：在数据格式、同步方式、传送速度、纠错方式以及控制字符等方面通信双方的约定。,TCP/IP：TransmissionControlProtocol/InternetProtocol传输控制/网际协议,基于PLC的控制系统：指以PLC、远程I/O及PLC网络为基础的分布式控制系统。,控制器：现场总线中的一个主站节点。至少具备总线通信与管理、逻辑执行等功能。,EIB：全集成自动化与楼宇自动化的网关,工控产品名词解释,As-I：As-interface的简写，专为传感器执行级开发的现场总线，保持“即插即用”功能。,ERP：企业资源规划,MES：制造执行系统,电气网络：由工业级屏蔽双绞线（RS485）或专用于防爆危险区的双绞线（符合IEC1158-2）与现场设备组成的网络。,FTP：开放的标准，多客户服务器，集成在所有Web中，主要用于传送文件，基于TCP/IP，客户/服务器结构。,SDK：SoftwareDevelopmentKit，开放的编程接口和软件开发工具包,工控产品简介PLC,工控产品简介PLC,S7-400,工控产品简介PLC,工控产品简介PLC,可编程控制器PLC(ProgrammableLogicController)与CAD、机器人技术一起被誉为当代工业自动化的三大支柱.,可编程控制器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，它采用一种可编程的存储器，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/输出控化子各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关的外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。,工控产品简介PLC,按构成形式分为：整体式、模块式、叠装式按输入/输出的容量分为：小型（256点以下）、中型（2561024点）、大型（1024点以上）按功能强弱分为：低档机：具有逻辑运算、顺序控制、计时、计数等功能，有一定的算术运算、数据处理和传送的功能；中档机：除低档机功能外，还具有较强的模拟量输入输出、算术运算、数据传送功能；高档机：除中档机功能外，还具有带符号运算、矩阵运算功能，具有模拟量调节、强大的联网通讯功能，能进行智能控制、远程控制、大规模控制，可构成分布式控制系统，实现工厂自动化管理,工控产品简介PLC,逻辑控制：取代传统的继电器控制装置，如机床电气控制、各种电机控制；运动控制：使用专用运动控制模块，可对直线运动或圆周运动的位置、速度和加速度进行控制，实现单轴、双轴和多轴位置控制，如金属切削机床、金属成型机械、电梯等；闭环控制：标准控制结构具有P（比例）、PI（比例、积分）、PD（比例、微分）及PID（比例、积分、微分）等控制功能，可对温度、压力、流量等连续变化的模拟量进行控制；数据处理：通过数据采集、分析和处理等操作，将结果与储存在存储器中的参考值进行比较，也可通过通讯传送到智能装置。用于造纸、冶金、食品加工中的一些大型控制系统。,工控产品简介PLC,梯形图：是在传统的电器控制系统电路图的基础上演变而来，在形式上类似于电器控制电路，由触点、线圈和用方框表示的功能块组成。是PLC的主要编程语言，有时也称作电路或程序。顺序控制：将工业控制过程分为若干个工步，每一个工步要求一定的执行机构动作，如果满足一定的条件，生产过程就从一个工步转到下一个工步，从而一步步完成整个生产控制过程。这里需要满足的一定条件可以是时间条件也可以是被控过程的反馈信号，或两者的结合。继电器输出模块驱动较大电流负载，价格低、电压范围宽；但触点元件动作慢、寿命短，不适于频繁通断；对于频繁通断的低功率因数的电感负载，采用无触点开关元件。其中直流输出采用晶体管，交流输出采用双向可控硅。,工控产品简介PLC,继电器控制,20世纪20年代起，人们把各种继电器、定时器、接触器及其触点按照一定的逻辑关系连接在一起组成控制系统，控制各种机械设备，这是传统的继电器控制系统。,缺点：可靠性差、排除故障困难；灵活性差，总体成本较高,在美国的汽车行业，随着生产的发展，车型更新周期要求越来越短，而继电器控制装置需要重新设计、布线，严重阻碍了更新周期。美国通用公司1969年公开招标，要求用新的控制装置代替继电器控制装置，提出10条指标。,工控产品简介PLC,PLC的优点,1、编程方便，现场可修改程序。,2、维修方便，采用模块化结构。,3、可靠性高于继电器控制装置。,4、体积小于继电器控制装置。,5、数据可直接送入管理计算机。,6、成本可与继电器控制装置竞争。,7、输入可以是交流115V。,8、输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀、接触器等。,9、在扩展时，原系统只要有很小变更。,10、用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。,PLC简介基本功能,PLC的基本功能,1、多种控制功能,2、数据采集、存储和处理功能,3、通信联网功能,4、输入/输出接口调理功能,5、人机界面功能,6、编程、调试功能,PLC简介控制功能,1、逻辑控制：能代替继电器进行开关量的控制,2、定时控制：提供若干个电子定时器，用户可自行设定为接通延时、关断延时河定时脉冲等方式。,3、计数控制：用脉冲控制可实现加、减计数模式，可连接码盘进行位置检测。,4、顺序控制：在前道工序完成之后，就转入下一道工序，使PLC做为多部步进控制器使用,PLC简介数据功能,1、基本算术：加、减、乘、除,2、扩展运算：平方根、三角函数、浮点运算,3、比较：大于、小于和等于,4、数据处理：选择、组织、规格化和先入先出,5、模拟数据处理：PID、积分和滤波,PLC简介通信功能,1、远程I/O控制,2、多台PLC间彼此联网、通讯,3、PLC与外部器件实现数据交换,4、计算机与PLC实现分布式通讯控制,西门子公司的PROFIBUS；AB公司的DeviceNet；摩托罗拉公司的LonWorks；Intel公司的CANopen；罗斯蒙特公司的HART；以及CC-Link、Modbus、EthernetTCP/IP、AS-interface、INTERBUS等,通讯协议列举：,PLC简介接口功能,1、具有A/D转换功能,2、具有D/A转换功能,3、具有温度测量接口,4、称重模块,5、步进电机定位模块,6、闭环控制模块,PLC简介人机界面功能,1、操作界面的文字显示,2、单机的CRT显示和键盘操作,3、使用通讯处理器、工业计算机的集中操作和监视系统,4、工业系统运行中的重要信息显示,5、上层管理岗位的监控DCS系统,PLC简介编程功能,1、通过手持编程器编程,2、通过计算机串口编程,3、通过计算机上专用通讯卡编程,4、通过存储卡下载编程,5、可实现在线调试、模拟调试,6、可将调试结果和程序打印出来,工控产品简介网络,7应用层（ApplicationLayer）,6表示层（PresentationLayer）,5会话层（SessionLayer）,4运输层（TransportLayer）,3网络层（NetworkLayer）,2数据链路层（DataLinkLayer）,1物理层（PhysicalLayer）,国际标准化组织（ISO）提供开放系统互连参考模型（OSI），共分七层,接口物理特性,两系统间网络开辟路径协议,两系统间物理连接通讯特性,系统间移动信息,协调系统间信息交换始终,数据格式转换,工控产品简介网络,工业局域网一般有3种网络拓扑关系（网络中各个模块之间的结构关系）：星形网络环形网络总线形网络总线形结构简单、易于扩充、设备安装、修改费用低、可靠性高、灵活性好、可连接多种类型的结点、网络响应速度快，特别适用于工业。,工控产品简介网络,通讯协议：在网络系统中，为确保数据通信双方能够正确而自动地进行通讯，针对通信过程中的问题（数字设备型号、通信线路类型、连接方式、同步方式、通信方式等不同）制定了一整套约定现场总线：连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。基于现场总线的系统是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络的节点，用总线相连，实现信息的相互交换，使得不同网络、不同现场设备之间实现信息共享。,工控产品简介网络,传输介质：同轴电缆、双绞线、光纤、无线媒体MODBUS协议的特点：1、是一种主从网络，允许一个主机和一个或多个从机通讯，以完成编程、数据传送、程序上/下传，及其主机操作。2、采用命令/应当方式，每一种命令报文都对应着一种应答报文，命令报文由主站发出，从站发出应答报文，每个从站都有唯一的地址。3、采用ASCII（美国标准信息交换码）和RTU（远程终端装置）这两种传输模式。RTU的格式是8个数据位、1个停止位，没有奇偶校验位,工控产品简介变频器,变频器实际就是可变速度驱动器（VSD）,EMC：即是“电磁兼容性”，在电磁环境中装置良好的工作能力，且本身不能产生在此工作环境中工作的其他装置所不能接受的电磁干扰。,交流变频调速是集电力电子技术、微电子技术和控制技术于一体的高科技产品。它是将标准的交流电转换为电压和频率都可变化的交流电，来实现对交流感应电机的变速驱动。,工控产品简介变频器,传统直接起动方式：星三角；一次侧串电阻；自耦降压,星三角：起动电流峰值限制在1.82.6ln,过程不可控，输出功率低，不能拖动重载,电动机非直接启动的需要：鼠笼电机直接启动电流倍数为额定电流的47倍，启动周期内影响整个系统负荷的正常供电，导致启动延迟或失败。,一次侧串电阻：起动电流峰值为4.5ln，过程不可控，适用于各种负载，但设备笨重,工控产品简介变频器,交流变频调速器的主要调速对象是交流感应电机，变频调速时，输出电压和输出频率的变化遵循变频变压的原则，也就是VVVF基本原则。电机学理论中关于三相感应电机的转速为：n=,自耦降压：起动电流峰值限制在1.74ln，过程有一定可调性但不可控，不能拖动重负载，设备笨重、繁琐,工控产品简介变频器,输入滤波部分：用于吸收浪涌电压和高频电网噪声,交流直流变换,直流交流变换：变频器将直流电变为频率、电压可变的交流电,制动电阻和制动单元,控制电路部分：包括输入输出端子、通讯接口和操作面板等,变频器构成,工控产品简介变频器,进线电抗器：用于主电源过压保护、降低输出电流谐波干扰及限制线电流等,输出滤波器：限制电动机端电压上升、降低出口接触器回路开断产生的干扰，降低电动机的漏电电流,输出电抗器：标准电机电缆长度大于100米，回路限制电动机侧过电压,特别注意,变频器其它选件,1、谐波污染程度随装置功率的增加而增大,2、电磁干扰程度随装置功率的增加而减小。,传感器的地位作用,传感器的定义：国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。,传感器的地位作用,如果用机器完成这一过程，计算机相当人的大脑，执行机构相当人的肌体，传感器相当于人的五官和皮肤。传感器又是人体感官的延长，有人又称传感器为“电五官”，它作为替代补充人的感觉器官功能，传感器为人类客观定量认识世界起到重要作用。,传感器应用传感器在工业检测和自动控制系统中的应用,传感器的地位作用,在石油、化工、电力、钢铁、机械等工业生产中需要及时检测各种工艺参数的信息，通过电子计算机或控制器对生产过程进行自动化控制，如图1-2所示。传感器是任何一个自动控制系统必不可少的环节。,传感器应用传