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2024年6月10日

可編程控制器(PLC)實驗室建設方案

可編程控制器(PLC)實驗室建設方案

PLC實訓室簡介
可編程序控制器（也稱PC或PLC）是以微處理器為基礎，綜合了計算機自動控制和通信等技術的一種新型通用工業(yè)控制裝置，廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造，汽車、輕工、交通運輸、環(huán)保以及文化娛樂等各種行業(yè)。
可編程序控制器（也稱PLC）是以微處理器為基礎，綜合了計算機自動控制和通信等技術的一種新型通用工業(yè)控制裝置，是現(xiàn)代工業(yè)自動化領域中典型的自動控制實訓平臺，如可編程控制器應用技術、變頻器應用技術、觸摸屏應用技術、工業(yè)網絡通訊應用技術等。該實訓裝置充分考慮了目前國內實訓教育裝備系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，充分考慮學生和培訓人員的特點，強調突出學生和培訓人員的動手能力。實訓室支持開放式實驗教學與設計性實驗開發(fā)及網絡控制，特別適合當今教育教學和實驗設計及工程技術培訓。使用于機電類專業(yè)和非機電類專業(yè)的《可編程控制器技術》、《電氣及PLC控制技術》、《PLC及其應用》、《變頻器調速技術》等課程的教學與技能實訓。
PLC實訓室承擔以下實訓項目：
變頻器功能參數(shù)設置與操作；外部端子點動控制；變頻器控制電機正反轉；多段速度選擇變頻調速；變頻器無級調速；基于外部模擬量（電壓/電流）控制方式的變頻調速；瞬時停電起動控制；PLC、變頻調速控制；PLC控制變頻器外部端子的電機正反轉；PLC控制變頻器外部端子的電機運行時間控制；基于PLC數(shù)字量控制方式的多段速；電機控制；步進電機；自動送料裝車系統(tǒng)；水塔水位自動控制；交通燈自控與手控；多種液體混合；自控成型機；自控軋鋼機；郵件分揀機；鐵塔之光；三層電梯控制；加工中心刀庫控制；機械手裝配搬運流水線；自動售貨機模擬實驗；四節(jié)傳送帶；裝配流水線；音樂噴泉；PLC搶答器；閃光燈控制系統(tǒng)模塊。
可編程控制器簡稱--PLC是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術、自動控制技術和通訊技術發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有結構簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中。據(jù)統(tǒng)計，可編程控制器是工業(yè)自動化裝置中應用最多的一種設備。專家認為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎設備之　　PLC、機器人、CAD/CAM將成為工業(yè)生產的三大支柱。　　
PLC是在繼電器控制邏輯基礎上，與3C(Computer,Control,Communication)技術相結合，不斷發(fā)展完善的。目前已從小規(guī)模單機順序控制，發(fā)展到包括過程控制、位置控制等場合的所有控制領域。　　自動化系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是分散安裝在生產現(xiàn)場的各單機設備上，雖然它們大多處在強電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環(huán)境中，但PLC是專門為工業(yè)生產環(huán)境而設計的控制裝置，在設計和制造過程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，故具有較強的適應惡劣工業(yè)環(huán)境的能力、運行穩(wěn)定性和較高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用。　　
高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。　　
長期以來，plc始終處于工業(yè)控制自動化領域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設備提供非�？煽康目刂品桨�，與dcs和工業(yè)pc形成了三足鼎立之勢。同時，plc也承受著來自其它技術產品的沖擊，尤其是工業(yè)pc所帶來的沖擊。　　
目前，全世界plc生產廠家約200家，生產300多種產品。國內plc市場仍以國外產品為主，如siemens、modicon、a-b、omron、三菱、ge的產品。經過多年的發(fā)展，國內plc生產廠家約有三十家，但都沒有形成頗具規(guī)模的生產能力和名牌產品，可以說plc在我國尚未形成制造產業(yè)化。在plc應用方面，我國是很活躍的，應用的行業(yè)也很廣。專家估計，2000年plc的國內市場銷量為15(20萬套（其中進口占90%左右），約25(35億元人民幣，年增長率約為12%。預計到2005年全國plc需求量將達到25萬套左右，約35(45億元人民幣。　　plc市場也反映了全世界制造業(yè)的狀況，2000后大幅度下滑。但是，按照automation research corp的預測，盡管全球經濟下滑，plc市場將會復蘇，估計全球plc市場在2000年為76億美元，到2005年底將回到76億美元，并繼續(xù)略微增長。　　
微型化、網絡化、pc化和開放性是plc未來發(fā)展的主要方向。在基于plc自動化的早期，plc體積大而且價格昂貴。但在最近幾年，微型plc（小于32 i/o）已經出現(xiàn)，價格只有幾百歐元。隨著軟plc（soft plc）控制組態(tài)軟件的進一步完善和發(fā)展，安裝有軟plc組態(tài)軟件和pc-based控制的市場份額將逐步得到增長。　　
當前，過程控制領域最大的發(fā)展趨勢之一就是ethernet技術的擴展，plc也不例外。現(xiàn)在越來越多的plc供應商開始提供ethernet接口。可以相信，plc將繼續(xù)向開放式控制系統(tǒng)方向轉移，尤其是基于工業(yè)pc的控制系統(tǒng)。　　
目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類: 　　
開關量的邏輯控制：這是PLC最基本、最廣泛的應用領域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等；模擬量控制：在工業(yè)生產過程當中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉換及D/A轉換。PLC廠家都生產配套的A/D和D/A轉換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制；運動控制：PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，早期直接用于開關量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合;過程控制:過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。　　
PID調節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用；數(shù)據(jù)處理：現(xiàn)代PLC具有數(shù)學運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或將它們打印制表。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)；通信及聯(lián)網：PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網絡發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網絡系統(tǒng)。新近生產的PLC都具有通信接口，通信非常方便。