可编程控制器绪论.ppt

1、工业电气与控制技术,授课教师： 湖北汽车工业学院电气工程系,绪 论,1 电气控制技术的发展 2 本课程的性质、内容和任务 3 本课程的目录,1 电气控制技术的发展,电气控制技术是随着科学技术的不断发展及生产工艺不断提高提出新的要求而得到飞速发展的。,在控制方法上，主要是从直接手动控制到远程自动控制； 在控制功能上，是从简单的控制设备到复杂的控制系统； 在控制方式上，从笨重到轻巧； 在控制原理上，从有触点的继电接触式控制系统到以计算机为核心的“软”控制系统。,1 电气控制技术的发展,随着新的电器元件的不断出现和计算机技术的发展，电气控制技术也在持续发展。现代电气控制技术正是综合了计算机、自动控制

2、、电子技术和精密测量等许多先进科学成果而得到的飞速发展。现在，PLC、CAD/CAM、Robot已成为当代工业自动化技术的三大技术支柱。,20世纪70年代以前，电气自动控制的任务基本上都由继电接触式控制系统完成。该系统主要由继电器、接触器和按钮组成，它取代了原来的手动控制方式。由于这种控制系统具有结构简单、价格低、抗干扰能力强等优点，所以当时使用十分广泛，至今仍在许多简单的机械设备中应用。,但这种控制系统的缺点也是非常明显的，它采用固定的强接触方式来完成各种控制逻辑，思想系统的各种功能，所以灵活性差，几乎不具有通用性；另外，由于机械式的触点动作，工作频率低，易损坏，因此可靠性低，使用寿命短。,

3、1 电气控制技术的发展,本世纪50年代以来，随着现代工业生产水平的不断提高，传统的电器控制系统由继电器、接触器固定接线按某单一设备，某种加工工艺的需要而设计制造出来的所谓“硬接线”系统的缺点越来越明显，不能或很难适应生产工艺发展的需要。,更使人担忧的是随着工艺进步而愈来愈复杂庞大的电器控制系统中众多的触点使系统运行的可靠性迅速下降，设备故障率、故障停机时间剧增，乃至最终成为生产能力的障碍。,1 电气控制技术的发展,随着电子技术、大规模集成电路、微电子技术、计算机技术的发展和应用，在1969年出现了世界上第一台软件手段来实现各种控制功能的革命性控制装置可编程序逻辑控制器。它把计算机的功能完备、通

4、用性和灵活性好等优点和继电接触式控制系统的操作方便、简单可靠、价格低廉等优点结合起来，是一种适应于工业环境的通用控制器。,30多年过去了，现在的可编程序控制器和最初的控制系统相比，增加了算数运算、数据处理、数据通信、连续控制、过程控制等功能，还可以完成工业生产中几乎所以的大型而复杂的控制任务。可编程序控制器作为工业自动化的技术支柱之一，在工控领域已占有十分重要的主导地位。,1 电气控制技术的发展,最近20多年来，机电一体化、机电光仪一体化等交叉学科的发展，在机械制造、电器控制、自动控制领域内相继出现了。直接数字（DDC）控制系统、柔性制造系统（FMS）、集散控制系统（DCS）、智能机器人、智能

5、制造系统等高新技术，这些高新技术把自动控制和自动制造技术推动到了更高的水平。,1 电气控制技术的发展,说到自动控制技术的最新发展，就必须提到现场总线控制系统（Fieldbus Control System，FCS）。 FCS是在计算机网络技术，通信技术和微电子技术飞速发展的基础上，与自动控制技术相结合的产物。它是继集散控制系统（DCS）之后的新一代控制系统，也是现代工业自动化的研究开发热点之一。,FCS是用于现场设备、仪表之间，以及现场与控制系统之间一种全数字、双向串行、多节点的通信系统。 它把现场控制执行器件和现场仪表连接成网络系统，按公开、规范的通信协议，在现场与上位机或网络之间实现数据传

6、输和信息交换。FCS适应了工业自动控制系统向分散化、智能化和网络化发展的方向。,2 本课程的性质、内容和任务,本课程是一门应用性很强的专业课。电气控制技术在生产过程、科研和国防及其它各个领域的应用十分广泛。 本课程的主要内容是以电动机或其它执行器为控制对象，介绍和讲解继电接触式控制系统和PLC控制系统的工作原理、设计方法和实际应用。,其中PLC的飞速发展和其强大的功能正使它成为实现工业自动化的主要手段之一，所以本课程的重点是PLC，但这并不是意味着继电接触式控制系统的不重要。因为，首先：继电接触式控制在小型电气系统中还普遍使用，而且它是组成电气控制系统的基础。,其次，尽管PLC在很大范围里取代

7、了继电器，但它主要取代的是程序控制部分，而电气控制系统的信号采集、发布和驱动输出部分仍然要由电气元器件（电器）以及电路来完成。所以接触式控制系统的学习是非常必要的。,2 本课程的性质、内容和任务,电气控制技术是电类专业学生所必须掌握的最基础的实际应用课程， 本课程的目标： 要让学生掌握一门非常使用的工业控制技术，以及培养和提高学生的实际应用和动手能力。,2 本课程的性质、内容和任务,具体要求是： 熟悉常用控制电器的工作原理和用途，达到理解正确选用和使用的目的； 熟悉掌握电气控制线路的基本环节，并具备阅读和分析电气控制线路的能力，能设计简单的电气控制线路，掌握电气控制线路的程序设计方法；,熟悉P

8、LC的基本情况，深刻体会PLC的工作方式和工作原理； 熟悉掌握PLC的基本指令系统和典型控制环节的编程，掌握PLC应用程序的设计方法。,3 本课程的目录,上篇 工厂电气 工厂电力系统的基础知识 工厂供配电系统概述 工厂供配电设计的基本概念 工厂电力负荷及其计算 短路电流及其计算 工厂电力线路 电气安全与电能节约,3 本课程的目录,中篇 电器控制 2、常用低压电器 2.1常用低压电器的分类 2.2电器的基本结构 2.3电器各部分的基本要求和工作情况 2.4常用电器知识,3、电器控制与电器控制线路 3.1电器控制的基本概念 3.2电器控制线路及其基本规律 3.3电器控制线路的分析与设计方法,3 本

9、课程的目录,下篇 可编程序控制器应用技术 4、概述 41 PLC的由来 42 PLC的国内外状况 43 PLC的分类 44 PLC的特点与应用领域 45 PLC的发展趋势,5、PLC的组成与工作方式 51 PLC的组成 52 PLC程序的表达方式 53 PLC的工作方式,3 本课程的目录,6、型PLC 61 型PLC概述 62 系列型PLC的系统构成与特性 63 系列型PLC的编程元件及其编号 64 PLC的编程指令 65 编程器及其应用,7、PLC应用的设计方法 7.1 PLC的选型与硬件配置 7.2 电控系统的基本概念，基本控制环节的编程,7.3 PC应用程序的设计方法 主要内容：介绍经验设计法、逻辑设计法、利用状