ControlLogix PLC控制系统设计专题-讲义1

ControlLogixPLC控制系统设计专题

哈尔滨工业大学罗克韦尔自动化实验室2011年8月第3版林景波课程目标1.了解自动化领域的发展现状3.掌握ControlLogix系统的构建与编程2.了解PLC的发展与应用通过本课程的学习达到：国际电工委员会(IEC)对可编程序控制器的定义:…是一种数字运算的电子系统,专为在工业环境下应用而设计.它采用可编程序的存储器,用来在内部存储执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数和算数运算等操作的指令,并通过数字式,模拟式的输入和输出,控制各种.,都应按易于与工业控制系统连成一个整体,易于扩充功能的原则设计。PLC是什么？PLC-ProgrammableLogicControllerPAC-ProgrammableAutomationControllerPC-ProgrammableControllerPLC能做什么？能源、矿业－－石油、煤矿、电力加工制造业－－化工、机械各种生产线－纺织、汽车、酿酒、制药、电子制造、木材加工印刷业－－特别是高速印刷行业交通运输－－民航、交通灯系统水处理－－城市供水、污水处理农业－－农产品加工畜牧业－－自动化农场、乳品加工喇III-I联合站喇III-I联合站喇III-I联合站喇140放水转油站喇140放水转油站无游梁长冲程抽油机单体连轧轧钢机单体连轧轧钢机单体连轧轧钢机热电厂垃圾焚烧发电控制系统热电厂垃圾焚烧发电控制系统沥青拌和站生产数据采集系统一汽丰越联合厂房能源计量系统1.PLC发展及概述、PLC基本组成、工作原理；2.电气控制与PLC指令概述；3.熟悉控制系统组成，进行ControlLogix控制器通信连接及ControlLogixI/O模块配置；4.ControlLogix控制系统开关量控制编程；5.ControlLogix模拟量采样、整定及报警编程；6.ControlLogix控制系统诊断及应急处理程序编程；7.对各个程序进行调试，完成指定功能后保存程序，验收、考核；8.撰写设计报告并在规定时间内上交，实验指导教师批改后结合操作考核情况给出设计专题成绩。课程内容及要求中国期刊网搜索“PLC”命中204142005年约有19,400,000项符合PLC的查询结果。2009年约有64,600,000项符合PLC的查询结果。2011年约有169,000,000项符合PLC的查询结果。约有3,280,000项符合可编程控制器的查询结果自动控制系统的组成

控制器——系统的大脑

受控对象——温柔的羔羊

传感器——系统的耳目

稳定性——不可或缺

执行器——系统的手脚

鲁棒性——健康的系统传感器控制器执行器受控对象反馈控制器可编程控制器（PLC）工业计算机（IPC）单片机专用控制器1.编程简单采用梯形图编程或面向工业控制的简单指令形式，只要具有一定的电工和工艺知识的人员都可在短时间内学会；单片机或PC机控制系统一般采用汇编语言、C语言、C++、VC、VB进行编程。2.控制系统简单，通用性强种类多、组件／模块种类全，控制对象不同时，只需改变模块及进行相应的的软件编程即可；单片机或PC系统可能得重新开发软、硬件系统。控制器特点比较（1）3.抗干扰能力强、可靠性高PLC是专门为工业现场设计的，采用多层次的抗干扰措施，能在恶劣的环境下工作；工业现场的电磁干扰、电源波动、机械振动、温度、湿度等的变化会使单片机或PC机无法工作。4.体积小、维护方便模块具有自诊断功能，出现故障只需更换模块，维护方便；维护困难。5.缩短了设计、施工、投产调试的周期。控制器特点比较（2）DCS系统－分散（/集散）控制系统（DISTRIBUTEDCONTROLSYSTEM）DCS分为三大部分，带I/O板的控制器、通讯网络和人机界面（HMI）每一块I/O板都接在I/O总线上，信号在进入I/O板以前信号要进行整修，如上下限的检查、温度补偿、滤波；控制器：闭环运算控制器、模拟量数据采集器和逻辑运算器人机界面：操作站、工程师工作站、历史趋势站和动态数据服务器

DCS由回路控制器（PID）发展而来；PLC由继电器控制系统发展而来。控制器特点比较（3）应用类型：1.开关量逻辑控制－－取代继电器控制装置，如机床电气控制，电动机控制等；以及简单的顺序控制，如电梯、货物传输带等；2.闭环过程控制－－自动调节系统3.机械加工的数字控制4.机器人控制5.组建多级控制系统PLC应用PLC概述PLC的产生与发展PLC的特点与应用PLC的分类PLC系统原理及基本组成PLC控制系统的产生和发展(1)PLC控制系统的产生:70年代以前的控制系统继电器控制系统–将继电器,定时器,接触器,按一定的逻辑关系连接起来,组成控制系统例如：实现电动机正反转延时，采用延时继电器。MCSE控制系统演示PLC控制系统的产生和发展(2)继电器控制系统的优缺点:优点:结构简单,容易掌握,价格便宜适用于工作模式固定,工作方式简单的场合缺点:对大系统,设计连线复杂,控制柜庞大,故障点多,维修困难,通用性/灵活性差.不支持网络通讯PLC控制系统的产生和发展(3)继电控制系统的设计方法：一般设计法（经验设计法）根据生产工艺要求，利用各种典型的线路环节，直接进行控制线路设计。要求设计人员熟悉大量的控制线路，具有丰富的设计经验，通过反复的修改、试验设计出符合要求的控制线路。逻辑设计方法：利用逻辑代数进行电气控制线路设计，适用于较复杂的生产工艺所要求的控制系统设计。但是，逻辑设计法难度较大，不易掌握。PLC控制系统的产生和发展(4)用户对控制系统的要求:现场可修改控制逻辑(编程)维修方便,采用模块化结构,即插件式可靠性高体积小方便系统的升级和扩展可以存储用户程序具有数据通讯功能PLC控制系统的产生和发展(5)美国于60年代末期研制成功世界上第一台可编程序控制器-PLC(ProgrammableLogicController).用以替代继电接触器控制.其主要功能是执行:继电器逻辑计时计数等PLC控制系统的产生和发展(6)国际电工委员会(IEC)对可编程序控制器的定义:…是一种数字运算的电子系统,专为在工业环境下应用而设计.它采用可编程序的存储器,用来在内部存储执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数和算数运算等操作的指令,并通过数字式,模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程,可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统连成一个整体,易于扩充功能的原则设计目前，全世界有生产PLC的厂家200多家，400多种品牌的PLC。在世界范围内，PLC产品的产量、销量、用量高居各种工业控制装置的榜首，而且市场需求量一直以每年15％的比率上升。PLC控制系统的产生和发展(7)世界知名的PLC生产厂商：美国－－RockwellAutomation（Allen－Bradely简称A-B）、通用电气GE（也称光洋、华光）、莫迪康（MODICON）、霍尼韦尔（HONEYWELL）、IPM日本－－欧姆龙（OMRON）、三菱（MITSUBISHI）、松下电工（National）国内用量较大的品牌：SIEMENS、A-B、OMRON、MODICON欧洲－－德国西门子（SIEMENS）、德国金钟（Klockner－Moeller）、法国TEPLC控制系统的产生和发展(8)凯

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