工业控制技术的发展

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工业控制系统的技术发展和趋势

工业控制系统的技术发展和趋势

工业控制系统的技术发展和趋势工业控制系统是一个为工业生产自动化服务的重要技术领域,它的发展历程始于上世纪50年代,并在不断地演化和创新中得到不断地提升和完善。

随着科技和物联网技术的发展,工业控制系统也在不断地进化,变得更加智能化和灵活化。

本文将从技术发展和趋势方面谈谈工业控制系统的发展历程和未来趋势。

一、工业控制系统的发展历程1. 传统PLC控制传统的工控系统由工控计算机和PLC组成,工控计算机主要负责人机界面,数据采集、联机控制和数据处理等任务,而PLC负责现场控制操作。

PLC控制作为现代工业控制领域最早的编程化控制系统之一,具有建设周期短、维护方便、可靠性高等优势,成为了现代工业控制领域最主流的应用之一。

但是,PLC控制在大型或复杂的工业控制系统中,灵活性不足,很难实现分布式计算和复杂算法实现。

2. DCS随后,随着工业控制领域的不断发展和智能化趋势,DCS(分布式控制系统)等控制策略应运而生。

DCS控制针对大型复杂工业系统,其主要优点在于强大的控制能力、多点测量、多点操作,其相对于PLC控制而言为一种灵活高效的分布式控制方法,而且DCS可以方便的实现大规模的集群控制,是工业控制系统的发展之一。

3. PC控制现代工业控制系统中,随着工控技术的不断进步和计算机性能的不断提高,基于PC控制的技术应运而生。

它基于通用计算机平台,摆脱了传统的特殊硬件和编程方式,使得整个系统的开发成本大大降低,同时也提高了整个系统的可定制性和可升级性。

4. 大数据大数据技术的发展给现代工业控制系统带来了重要影响。

在控制系统中,消息传递和大数据分析应用价值非常高,可以利用大数据技术来分析工业控制中的各种问题,包括控制精度、稳定性、系统故障等,有效提高工业生产的效率和质量。

二、工业控制系统的未来趋势1. 智能化化、网络化、集成化现代工业控制要实现智能化,那么工业控制系统就需要更加智能。

随着制造业的深入开展,自动化成为未来产业中一项不可或缺的技术,未来工业控制系统将向网络化、智能化、集成化的方向发展,将很多机器和设备的信息通过物联网或其他技术进行互联,以实现更加丰富、精准、可靠的处理和控制,以达到更好的结果。

控制系统的未来发展趋势:探讨控制系统的未来发展趋势和应用前景

控制系统的未来发展趋势:探讨控制系统的未来发展趋势和应用前景

控制系统的未来发展趋势:探讨控制系统的未来发展趋势和应用前景引言控制系统是现代工业中至关重要的一部分,它帮助我们管理和控制各种设备和过程。

随着科技的不断进步,控制系统也在以惊人的速度发展,实现更高效、智能化的控制与管理。

本文将探讨控制系统的未来发展趋势,并展望其未来的应用前景。

1. 自动化技术的进一步发展自动化技术在控制系统中扮演着重要角色,它使得系统可以实现自主运作和智能化控制。

未来,随着机器学习、人工智能和大数据分析等技术的不断发展,控制系统的自动化将进一步提升。

1.1 机器学习的应用机器学习技术可以使得控制系统从过去的静态控制转变为动态控制。

通过对海量数据进行分析和学习,机器学习可以提供更加精确的预测和决策能力,进而实现更加智能化的控制系统。

1.2 人工智能的影响人工智能技术的快速发展也将对控制系统产生深远影响。

通过使用深度学习和神经网络等技术,人工智能可以模拟人类的思维过程,实现更加高级和复杂的决策和控制功能。

2. 多领域融合的趋势控制系统作为一个广泛应用于各个领域的技术,未来的发展将更加注重多领域融合。

不同领域的知识和技术相互结合,将为控制系统带来更多的创新和应用。

2.1 工业控制系统的进化工业控制系统的发展已经成为工业领域的重要趋势。

随着工业4.0的普及,各个工业过程将更加智能化和自动化。

通过将传感器、机器人和数据分析等技术应用于控制系统中,工业控制系统将实现更高效、精确和可靠的控制。

2.2 建筑控制系统的创新建筑控制系统也将受益于多领域融合的趋势。

通过将建筑设计、能源管理和环境控制等领域的知识结合,建筑控制系统将实现更加智能和节能的控制。

例如,通过智能化的照明系统和空调系统,建筑可以自动适应人员的需求,提高能源利用效率。

2.3 交通控制系统的发展随着城市化的进程,交通管控成为一个重要的挑战。

控制系统在交通领域的应用也将不断发展。

通过将交通流量分析、信号控制和优化算法等技术融合,交通控制系统可以实现更加高效和安全的交通管理。

工业控制系统的概念和发展历程

工业控制系统的概念和发展历程

工业控制系统的概念和发展历程随着现代工业的不断发展,工业控制系统也日益成熟,成为促进现代工业生产的基石之一。

工业控制系统是通过对工业生产过程的监测、测量和调节,实现生产线的运作稳定和自动化的一种技术体系。

在这篇文章中,我们将探讨工业控制系统的概念和发展历程。

一、工业控制系统的概念工业控制系统是一种通过对生产线的监测、测量和调节,实现生产线功能稳定和自动化的一种技术体系。

其中,“监测”是指通过各种传感器等技术手段,对生产过程中的关键参数进行监测、采集和记录,以实现对生产过程的全面了解;“测量”是指对监测数据进行处理,比如数据存储、分析、过滤等,在此基础上得到判断的量;而“调节”则是利用控制器等设备对监测和测量数据进行处理,以实现对生产过程的控制和调节。

工业控制系统的基本因素是传感器、控制器和执行器。

传感器负责监测各项参数的变化,如温度、压力、湿度等;而控制器则是对传感器监测的数据进行处理和判断,以实现对生产过程的调节和控制,最终以执行机构的形式改变生产过程中的各种因素,以达到预定目标。

二、工业控制系统的历史发展工业控制系统的发展可以追溯到19世纪末期。

当时发明了一种叫做“沙尔顿水银控制器”的装置,它通过调节蒸汽压力控制溶液的温度和浓度,实现工业生产过程的稳定。

这一技术的出现标志着现代工业控制系统的起点。

20世纪初,随着电气技术的进步和应用,电气控制系统开始普及。

电气控制系统利用串、并联电路和继电器等元器件,实现对电气信号的监测和控制,为现代工业控制系统的发展奠定了基础。

20世纪60年代至70年代期间,数字技术应用的兴起进一步推动了工业控制系统的发展。

自动控制系统中的传感器和执行器也随之改变,焦点从机械式的改变为电子式的,即触发器和逻辑门,这使得控制器变成一台可以以电子数字信号为输入和输出的计算机系统。

一些特定行业,如航空航天和核能,需要高度抗干扰和安全性的控制系统。

进入21世纪后,工业控制系统的发展进入了数字化、网络化和智能化的时代。

工业自动化与控制技术

工业自动化与控制技术

工业自动化与控制技术I. 介绍工业自动化与控制技术是指利用计算机、电子、机电一体化技术、控制理论、传感器、执行器等技术手段,对工业生产流程进行自动化控制的技术体系。

随着科技的发展,工业自动化技术越来越成为现代工业发展的必需品,成为引领工业变革的重要力量。

II. 工业自动化技术的发展随着工业技术的不断进步和市场的不断扩大,工业自动化技术越来越成熟。

20世纪50年代,人们开始尝试使用计算机计算数据,自动控制设备的出现,人们可以用这些设备来控制机器,每个设备都可以自动完成特定的任务,极大地提高了生产效率、降低了故障率。

这些设备逐渐发展成为工业自动化的标志。

20世纪70年代,信息时代开始兴起,半导体技术引领了计算机产业的发展,嵌入式系统工业控制技术取代了传统的电子控制技术。

20世纪80年代,工业自动化技术得到了广泛的应用,并成为了推动国内经济发展的重要力量。

21世纪以来,随着人们对技术的不断探索,工业自动化技术得到了极大的发展,已广泛应用于钢铁、化工、汽车制造、电力系统、公共交通系统等行业。

III. 工业自动化技术的应用1. 自动化生产随着自动化技术的发展,自动化机器人成为了工业自动化的重要形式。

在不同行业,人们使用不同类型的机器人来完成不同的生产任务,并大大提高了工业生产效率和生产质量。

例如,汽车制造企业广泛采用机器人装配线来生产不同的零部件,并实现零部件的快速组装,大量减少了人力成本。

2. 质量检验随着质量问题的不断出现,人们越来越需要高效、准确的质量检验方法。

在工业自动化技术的帮助下,人们研发出了多种高效的质量检测系统。

例如,利用机器视觉技术,可以轻松地检测产品的尺寸、外观等参数。

基于自动化技术的质量检测系统,大大提高了工业品质,降低了工业生产成本。

3. 工业控制工业自动化技术的又一重要应用领域是工业控制。

通过工业自动化技术的手段,人们可以轻松实现生产流程的智能化控制。

例如,在石化行业,利用工业自动化技术,可以实现对化工流程的实时控制,保障产品质量和生产效率。

工业自动化控制的现状和发展趋势

工业自动化控制的现状和发展趋势

工业自动化控制的现状和发展趋势随着科技的飞速发展,工业自动化控制的应用越来越广泛,成为企业提高生产效率、产品质量、降低生产成本和风险的重要手段之一。

目前,工业自动化控制面临着无数挑战和机遇,其现状和发展趋势如下。

一、现状1.智能化程度不断提高随着人工智能、物联网等新技术的出现,机器学习、数据分析等技术的广泛应用,工业自动化控制越来越智能化,更加注重自动化、智能化和信息化。

2.产品功能不断提升工业自动化控制产品不断在功能上进行提升,如传感器、执行器等组件的性能和精度不断提高,控制器的处理速度和存储容量也不断提高,大大提高了生产效率和质量。

3.系统集成化现代工业自动化控制系统注重系统集成化,通过各个环节的数据和信息整合和互通,实现全面的自动化控制和数据管理,提高了生产效率和质量,减少了成本。

4.新兴技术的应用随着新兴技术的不断应用,如机器视觉、大数据分析、人机交互技术等,工业自动化控制系统的功能和应用也在不断升级,为企业提供了更多的选择和可能。

二、发展趋势1.智能制造智能化是未来工业自动化控制系统的发展方向,通过整合物联网、人工智能、云计算等现代科技,实现工厂全面自动化控制和智能化,最大程度地提高企业生产效率和质量。

2.数字化数字化是工业自动化控制系统的又一重要发展趋势。

通过传感器和数据采集设备等技术,实现生产过程中各个环节数据的实时采集和管理,为企业提供更为全面和准确的生产数据和生产决策。

3.模块化模块化是未来工业自动化控制系统的重要趋势,通过模块化设计,使得不同功能模块之间更好地互通和协作,方便系统的升级和维护,加快产品的研发和上市时间。

4.可持续性发展在工业自动化控制系统的设计和开发过程中,可持续性发展也越来越受到重视,通过采用低耗能、低碳排放的技术手段,实现对环境的有效保护和节能减排,最大限度地提升社会效益。

综上所述,工业自动化控制作为现代工业制造的重要手段,正处于快速发展和变革的阶段,其智能化、数字化、模块化等趋势将越来越明显地影响着工业自动化的发展方向和趋势。

控制技术发展历程

控制技术发展历程

控制技术发展历程一、控制技术的定义及作用控制技术是指通过对被控制对象进行测量、分析和处理,再通过执行器对其进行调节和控制的一种技术。

它广泛应用于工业自动化、机械制造、电力系统等领域,能够提高生产效率和产品质量,降低成本和人力资源的浪费。

二、控制技术发展历程1. 机械式控制阶段早期的机械式控制是通过简单的机械装置来实现对被控对象的调节和控制,例如水平仪、风速计等。

这种方法简单易行,但精度较低,只适用于一些简单的场合。

2. 电气式控制阶段随着电气技术的发展,人们开始采用电气元器件来实现对被控对象的调节和控制。

早期使用的元器件包括电阻、电容等,并逐渐发展出了继电器、计时器等设备。

这种方法可以实现更加复杂的操作,并且精度也有所提高。

3. 数字式控制阶段20世纪60年代开始出现数字式控制技术,即将控制对象的信息数字化后再进行处理和控制。

这种方法具有高精度、高可靠性、高灵活性等优点,可以实现更加复杂的操作和控制。

数字式控制技术的发展也促进了计算机技术的进步。

4. 现代智能化控制阶段随着人工智能、大数据等技术的发展,现代智能化控制技术逐渐成熟。

它可以通过学习和自适应来提高自身的性能,实现更加精准、高效、安全的操作和控制。

例如,在工业生产中可以通过智能化控制来实现自动调节、预测故障等功能。

三、主要控制技术分类1. PID控制技术PID(比例-积分-微分)是一种经典的反馈调节方法,通过对误差信号进行比例、积分和微分运算来实现对被控对象的调节和控制。

它广泛应用于温度、压力等参数的调节和控制。

2. PLC编程技术PLC(可编程逻辑控制器)是一种专门用于工业自动化领域的计算机设备,它可以通过编程来实现对生产过程的控制和监控。

PLC编程技术具有灵活性高、可靠性强等优点,广泛应用于工业生产中。

3. 调频调制技术调频调制技术是一种将信息信号通过频率变化的方式传输的方法,它可以实现高效、稳定的信号传输,并且对干扰有较好的抵抗能力。

工业控制技术的基本发展过程

工业控制技术的基本发展过程

工业控制技术的基本发展过程分散控制系统(Distributed Control System,简称DCS)是过程控制技术发展历史上的一个重要里程碑,是计算机控制技术应用于工业生产中的一种较高的表现形式,是控制技术、计算机技术和网络通信技术共同发展的产物。

今天,分散控制系统技术已经比较成熟,并且广泛的应用于各种生产过程中,同时还在不断推陈出新,迅速发展。

各种新的设备、新的设计技术以及新的通讯方式被不断引入分散控制系统。

通用的操作系统,能够与办公网络和广域网络方便连接的通讯协议,以及开放的数据库互连(ODBC)方式逐渐被广泛采用;开发技术方面开始越来越多地采用了面向对象的分析和设计方法,以及可视化技术,这使得分散控制系统的经济性、可靠性、实时性、开放性等方面都得以大大提高。

现场总线用于过程控制已经成为一种趋势,但是目前国内的中小型火力发电厂的变送器等现场设备还大量使用着传统设备,如果采用基于现场总线控制系统进行系统改造,势必增加很高的成本来更换这些设备,因此基于现场总线控制系统在中小型火力发电厂的推广受到了一定的制约。

本章将介绍工业控制系统的发展过程,以及各阶段的技术特点,从而了解DCS技术的发展过程及需要解决的问题。

1.1.1 工业控制领域的不同形式从控制的角度看,工业生产的方式分为两大类,一类是流程工业,另一类是制造业。

流程工业,其被控对象是物质的物理化学性质的变化,在这些变化的过程中,往往伴随着能量的释放和转换。

电力、化工、石油、造纸等都属于流程工业。

比如传统火力发电厂,其主要控制对象是燃料、氧气、水(“风、煤、水”)。

燃料在氧气作用下燃烧,这是化学变化过程,也是能量释放过程;释放的热能使水(工质)从冷态逐步变成高温高压的蒸汽,这是物理变化的过程;蒸汽再推动汽轮机旋转做功,这是从热能到机械能的能量转换过程;汽轮机旋转带动发电机做功,产生电能,这是从机械能到电能的能量转换过程。

可以看出,流程工业的控制过程主要是连续的过程,由于物质的物理化学变化过程具有储能性和储时性,因此如果用数学描述的话,总是被描述成微积分的形式,其对应的控制策略也是主要基于微积分的形式,其中最经典的控制策略就是大家熟悉的PID(比例-积分-微分)。

工业自动化控制的现状和发展趋势

工业自动化控制的现状和发展趋势

工业自动化控制的现状和发展趋势工业自动化控制,是指通过计算机、传感器、执行器等先进技术,实现对生产过程的自动化控制。

随着科技的不断发展,工业自动化控制的应用范围越来越广泛,但同时也存在着一些问题。

本文将从现状和发展趋势两个方面对工业自动化控制进行探讨。

一、现状目前,工业自动化控制已成为工业生产中不可或缺的一部分。

自动化技术的应用,使得生产效率得到了大幅度提升,同时极大地减少了人工操作的出错率,缩短了生产周期,降低了生产成本。

工业自动化控制已在制造、能源、交通、医疗、通信等领域得到了广泛应用。

1.工业机器人机器人技术是工业自动化控制的重要组成部分,已经成为现代制造业的重要工具之一。

在国内,目前工业机器人市场规模以及行业内竞争压力不断增加,预计未来市场需求会进一步扩大。

2.无人工厂随着工业自动化技术不断的普及和发展,未来的工厂将会实现无人化生产操作。

生产自动化后,不仅可以提升生产效率,还可以降低生产成本,实现更高的利润。

3.智能化在未来的自动化系统中,更多地将采用人工智能技术,实现自动控制。

智能自控技术,具有更高的适应性和自我调整能力,将会让生产效率更高、生产线更稳定,也能减少人力成本。

二、发展趋势随着工业自动化技术的持续发展,人们对其发展趋势也越来越关注。

未来,工业自动化技术将会呈现以下几个发展趋势:1.信息化与数字化未来的工业自动化设备将会进一步实现信息化与数字化,实现更高效的互联网通信。

同时,数字化的工业自动化系统也能大大提升整个生产环节的智能化程度,从而实现更高的生产效率。

2.开放性与标准化未来工业自动化系统将更多采用开放式数据接口,能够更好地灵活应用第三方技术。

同时,更多采用标准化协议的自动化系统将更加易于集成和操作,并且具有更高的稳定性和安全性。

总之,工业自动化控制为我们带来了很多便利,从极大地提升了生产效率。

而未来发展趋势的变化也让我们对工业自动化设备和系统进一步关注和研究,在未来发展中有更好的应用前景。

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2工业控制技术的发展工业控制技术是一种运用计算机、控制理论、仪器仪表和其它信息技术,对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策,达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术。

可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,简称PLC,是一种以微处理器为核心的自动化装置,在工作环境中使用数字操作的电子系统,使用可编程存储器内部存贮用户设计的指令,用这些指令来实现逻辑运算、顺序操作、定时计时以及算术运算,并通过数字或模拟I/O来控制各种类型的机械或过程。

随着现代科学技术的迅猛发展,工业控制技术也口新月异。

到目前为止,工业控制技术己经历了三次飞跃:第一次是在五、六十年代,从传统的电气传统控制发展到以模拟信号为主的电子装置和自动化仪表的控制系统,这次飞跃是以微电子技术的进步为基础。

第二次则是在七、八十年代,集散型控制系统(DCS)的出现,把分散的、单回路的测控系统采用计算机进行了统一的管理,用各种IPO功能模块代替了控制室的仪表,利用计算机高速运算的强大功能,集中实现了回路的调节、工况连锁、参数显示报警、历史数据存储、工艺流程动态显示等多种功能,在大型控制系统中往往还带有操作指导和专家系统等软件。

DCS对工业控制技术的发展起到了极大的推动作用,这次飞跃是以计算机技术的飞速发展为基础的。

第三次是进入九十年代以后,现场总线(Field bus)技术的兴起和逐渐成熟,使其成为自动化领域的主导技术。

现场总线控制系统FCS是在计算机网络技术飞速发展的推动下形成的,人们称之为3C ( Computer Communication Control)技术。

3烤房控制系统拟定要求(1)生产效率能够大幅度提高生产效率,有效的替代人力进行重复性负重劳动。

(2)生产安全性整个生产过程安全稳定,降低事故发生率;一旦有误动作发生。

(3)实时监控能力正常生产时全线为全自动,工作人员只需通过操纵计算机即可对整个生产线进行全面监控。

(4)生产出错处理能力一旦生产出现误动作,主控PC可立即停止生产线运行,并对误动作或出错进行相应定位,便于出错后使用文本显示器对出错动作进行人工调试。

3烤房控制集中系统模块在烤房集中控制系统中,烤房的现场控制是关键,而烤现场控制主要由PLC系统完成,如何合理而有效地使用PLC技术就成了设计的重点和难点。

众所周知,PLC的特点是控制稳定可靠,编程简单,但程序内存和指令资源有限,不能进行过于复杂的编程;而烤房集中控制工艺参数繁多,各烤房控制复杂,不易相互协调。

所以,PLC编程的易用性和控制上的复杂性就形成了一对矛盾。

假如采用常规的PLC统一集中控制方式,需将所有工位的执行机构都集中接到一台总的PLC上,生产线只需要一台满足输入输出点数的大型PLC即可,但是这样的控制方式并不合理,不仅仅因为是投资巨大(一台大型PLC的价格远远大于多台小型PLC的价格的总和),不利于PLC程序代码编写与调试,而且按照现代控制理论,在单一的控制系统中配置的控制单元越多,控制越不可靠。

因此,为了降低PLC程序代码复杂度和增强控制的可靠性,这条生产线控制系统采取了集中-分散式控制方式,即每个烤房使用一台PLC,单独对该烤房的所有执行机构进行控制,同时通过远程主控PC对所有分散的PLC进行统一控制和调度。

从结构上,烤房集中控制系统采用的是基于以太网的上/下位机的控制网络结构。

从功能上,可以将整个烤房集中控制系统可分为控制系统硬件模块和软件模块。

(1)集中控制系统硬件模块硬件模块包括鼓风机、循环风机、电动窗开启、电气设备、计算机控制设备和监视设备。

(分别介绍鼓风机、循环风机、电动窗开启作用)。

电气设备主要包括PLC(扩展机)、传感器、继电器、电源以及连接线路等。

计算机控制设备主要包括主控PC、界面PC、动画PC以及交换机。

(2)控制系统软件模块软件模块包括PLC程序、主控PC程序、界面PC程序。

PLC程序负责执行生产线上执行动作的全过程的数据采集、数据处理、逻辑运算和顺序控制。

主控PC程序负责执行各个烤房的执行动作的命令收发、状态显示、参数存储和参数提取。

界面PC程序负责操作命令的发送和错误状态的显示。

4.电气设备电气设备主要包括控制柜内设备、外部设备以及配电柜设备等。

4.1控制柜内部设备防爆控制柜位于集中控制室内,主要放置PLC为核心的关键电气控制元件,主要包括: PLC、串口服务器、交流接触器、电源以及连接线路。

(1)PLCPLC是控制柜的核心部件,每个烤房的有一台PLC,它连接所有的输入输出信号线。

本系统使用的是三菱系列(写出型号)PLC,它共有**个输入/输出点、一个外围端口、一个RS-232C端口和一个扩展端口,如图**所示。

(画出三菱机型)(2)串口服务器串口服务器是网线与串口线的转换器,它一端通过专用的串口线与PLC的外围端口连接,另一端通过以太网线与控制室的交换机相连。

串口服务器使用的电源为5V 直流电压源。

(4)固态继电器固态继电器SSR (Solidstate Relays)是一种无触点通断电子开关,为四端有源器件。

PLC输出信号驱动固态继电器,由固体继电器驱动负载(电磁换向阀、电源接触器)。

(5)电源电源负责给PLC、串口服务器、电磁阀及传感器供电。

2.3.2控制柜外部设备控制柜外部设备包括温度传感器、湿度传感器。

(1)温度传感器写出温度传感器性能*********(2)湿度传感器写出湿度传感器性能*********2.3.3配电柜设备配电柜设备是控制系统电力供给的枢纽,主要设备包括电源接触器、热过载继电器、闸刀开关等。

(1)交流电源接触器交流接触器是一种自动化的控制电器,主要用于频繁接通或分断交、直流电路,具有控制容量大,可远距离操作,配合继电器可以实现定时操作,联锁控制,各种定量控制和失压及欠压保护,广泛应用于自动控制电路。

(2)热过载继电器热过载继电器是一种基于电热效应的过流保护继电器,用于对交流电源过载保护。

2.4计算机控制设备计算机控制设备主要包括主控PC、界面PC、交换机以及UPS 。

2.4.1主控PC主控PC是整个生产线控制系统的大脑,它负责所有的控制命令收发、控制算法的调度以及实时数据的存储。

2.4.2界面PC界面PC是生产线控制系统的操作平台,它向操作人员提供用户界面和状态反馈。

2.4.3交换机交换机是控制网络的中心枢纽,它负责所有PC与下位的串口服务器进行连接。

2.6设备间的互连与通讯所有硬件设备的结构连接如图2-8所示。

(该图中只画一台主控PC,右边竖框的机械设备改为烤房设备,液压设备方框删除。

最下边房框送料带改为循环鼓风机;液压站改为电动风窗,机械手改为鼓风机并在前面加一台变频器;中间方框霍尔传感器、光电传感器、压力继电器改为温度、湿度传感器)2.61 PC与PLC的连接PC可以通过TCP/IP以太网连接远程PLC的通信串口,对多个PLC进行控制,如图2-9所示。

(只画一台主控PC)PC是通过交换机和串口服务器与下位的PLC进行连接的。

串口服务器是一种基于Modbus/TCP通讯协议转换器。

它可以将串口设备接入采用Modbus协议的网络,让串口设备支持Modbus/TCP协议支持一个以太网和RS-232C/485口来连接各种类型的支持Modbus协议的设备。

通过Modbus/TCP和Modbus/ASCII/RTU协议转换,PLC可以使用外部端口与PC实现无缝通讯。

2.6.3 PLC与固态继电器的连接PLC是通过其输出端与固态继电器直接连接的。

PLC输出信号驱动固态继电器,由固体继电器驱动负载(变频器、接触器)。

控制柜内使用两种固态继电器一种是输入24V的直流固态继电器;另一种是输入24V的交流固态继电器。

2.6.4 PLC与文本显示器的连接PLC与文本显示器的通信是基于HOST-Link的通信协议。

HOST-Link协议是OMRON 公司定义的一种针对RS232/485的通信协议,用于其他设备与OMRON公司PLC的通信。

HOST-Link协议具体细节请见3.2节。

2.6.5 PLC与传感器的连接PLC是通过其输入端与各种传感器直接连接的。

当传感器(霍尔传感器和光电传感器)产生电平信号时,直接送到PLC的输入端。

3.2主控PC程序设计主控PC是整个控制系统的大脑,它将PLC、界面PC和动画PC连接成一个有机的整体。

3.2.1主控PC程序的思路与结构(1)主控PC程序的设计思路主控PC程序的设计,是一件庞大而复杂的系统工程,因此如何搭建一个既清晰合理又功能强大的程序框架是不容易的,因此程序的整体设计是非常关键。

按照现代经典程序设计方法,首先必须分析主控PC程序的实际需求,需要实现哪些功能,且与其他设备之间关系如何;其次将划分程序模块,每个模块独立承担相应功能。

再次,设计并调试程序模块;最后,综合所有程序模块,进行整体性能优化。

(2)主控PC的程序结构对于PLC而言,主控PC是PLC的上位机,它负责向PLC发送控制命令,写入执行时间参数,并从PLC读取当前工作状态、完成工作状态以及自检时间参数。

对于主控PC自身而言,主控PC需要对来自各种状态的数据和命令进行存储、计算和转发。

因此,从整体结构上,主控PC程序主要分为下面几个模块:1) PLC通讯模块2) 数据库模块其中,PLC通讯模块负责主控PC与PLC进行控制命令和数据的相互传输,数据库模块负责主控PC对内部收发的命令和数据进行存储、计算和转发。

3.2.2主控PC程序的开发环境主控PC程序是在Microsoft Windows操作系统下,通过Visual C++ 6.0开发环境,采用面向对象的程序设计方法实现的。

作为面向对象编程语言的代表,Visual C++不仅具有C语言的一切优点之外,也是Microsoft Visual Studio开发组件中最强大的编程工具。

一方面Visual C++是当今最流行的系统级开发语言,另一方面,它能够和Microsoft的操作系统无缝结合,开发出高效灵活的Windows应用程序。

由于主控PC程序主要涉及到网络通讯和数据库的访问,而Visual C++拥有强大网络支持功能和方便的数据库访问功能,因此非常适宜此类程序的开发。

下面根据上述部分,详细介绍每个模块程序流程和技术实现方法。

3.2.3 PLC通讯模块PLC通讯模块中,主控PC主要负责向PLC发送控制命令,写入执行时间参数,并从PLC读取当前工作状态、完成工作状态以及自检时间参数。

(1)主控PC与PLC的通讯连接主控PC是通过交换机和串口服务器与下位的PLC进行连接的。

其中,主控PC 与交换机是通过基于TCP/IP的以太网线直接连接的。

由于基于Modbus/TCP协议的串口服务器可以将以太网接口与RS-232C接口进行转换,因此以太网线就通过串口服务器与PLC的RS-232C外部端口连接的。

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