PLC可编程控制器系统讲义

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1、佛山迪欣电气有限公司,迪欣公司是佛山地区唯一一家西门子S7-200总代理, 迪欣公司和西门子公司共同成立了西门子自动化中心,西门子和代理商共同组建和成立西门子自动化中心,公司的主要业务范围是佛山五大区禅城、南海、顺德、三水、高明,作为西门子自动化与驱动集团合作伙伴,在中国市场推广西门子自动化控制产品,产品包括西门子全系列PLC、人机界面及伺服控制系统等。公司建立自动化中心,更有西门子的各个层次的领导光临迪欣公司指导,更好的服务,更具竞争力的价格,公司将不遗余力地为客户的产品提供完善的系统解决方案及良好的售后服务。 为客户提供西门子S7-200的技术支持系统开发, 有专业的技术工程师为客户提供程

2、序开发、编程、调试, 迪欣专业、专注、专心代理西门子S7-200做强做大, 迪欣公司伴随世界500强第23位企业德国西门子公司同步成长.,西门子自动化与驱动集团,西门子自动化与驱动集团(A&D)是西门子股份公司中最大的集团之一,是西门子工业领域的重要组成部分。作为自动化和驱动领域的世界先驱,A&D 目前拥有 70,500 多名雇员,遍布 193 个国家,在2005/06财政年度(截止到2006年9月30日)销售业绩高达128亿欧元, 接受订单达141亿欧元。西门子自动化与驱动集团在中国拥有8100多名员工、15家运营公司和60个办事处。集团致力于中国的自动化业务的发展,在钢铁、机械、冶金、食品

3、、饮料、包装、汽车、化工和能源等领域发挥了积极的作用。集团拥有一个全国热线系统,可为客户提供24小时服务。,工业自动化系统 运动控制系统 标准传动装置 大型和中型驱动装置 机械传动设备 低压控制和配电产品 电气安装技术 过程自动化 电子装配系统 系统和工程 软件和系统开发 专用产品,培训,汽车工业项目,产品和服务范围:,西门子自动化与驱动集团,* 全集成自动化(TIA),西门子自动化与驱动集团,* 全集成能源管理(TIP),* 聚焦行业领域,* 建筑电气产品(CEP)市场,* 以客户为中心,区域化,本地化,* 主动式服务,* 电子商务 - A&D 在线,* A&D中国远景,什么是自动化?,什么

4、是自动化? 是机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程。 机械制造自动化? 这是机械化电气化与自动控制相结合的结果处理的对象是离散工件。,什么是可编程控制器(PLC),PLC是可编程控制器的(ProgrammableLogicController)英文缩写, 于上世纪70年代诞生于美国。1987年2月,国际电工委员会(IEC)通过了对它的定义:是将计算机技术、自动控制技术、通讯技术融为一体的一种新型工业控制装置, 30年来,可编程控制器从无到有,实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃;其功能从弱到强,实现了逻辑控制到数字控制的进步;其应用领域从小到大,实现了单

5、体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务的跨越。今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备,在世界各地发挥着越来越大的作用。,PLC也是靠存贮程序、执行指令,以实现输入到输出的变换,进而控制各种类型机械或生产过程。所以,它实际是一台工业环境应用的、满足实时控制要求的专用计算机。 与普通计算机所不同的主要是: 它没有键盘,代之为一个个输入电路,并用其获取取控制命令或现场信号。 它没有显示器,代之为一个个输出电路,并用其产生控制输出。 它没有硬盘,只有内存。但有的可配备存贮卡,以为程序与数据建立备份; 它的结构为模块化,体积小,安装方便,抗干扰、抗冲击、抗震动能力强。

6、,什么是可编程控制器(PLC),可编程控制器(PLC)的特点,1.可靠性高,抗干扰能力强,2.配套齐全,功能完善,适用性强,3.易学易用,深受工程技术人员欢迎,4. 系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造,5.体积小,重量轻,能耗低,PLC的应用领域,目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况大致可归纳为如下几类。,1. 开关量的逻辑控制,2. 模拟量控制,3.运动控制,4.过程控制,5.数据处理,6.通信及联网,PLC的国内外状况,世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司(DEC)研制的。

7、限于当时的元器件条件及计算机发展水平,早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成,可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器,使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能,完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。70年代中末期,可编程控制器进入实用化发展阶段,计算机技术已全面引入可编程控制器中,使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪末期,可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说,这个时期发展了大型机和超

8、小型机;从控制能力上来说,诞生了各种各样的特殊功能单元,用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合;从产品的配套能力来说,生产了各种人机界面单元、通信单元,使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前,可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。,PLC的国内外状况,我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前,我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系

9、列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外,无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期,随着我国现代化进程的深入,PLC在我国将有更广阔的应用天地。,中国目前国内的PLC现状,PLC未来展望,21世纪,PLC会有更大的发展。从技术上看,计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上,会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现;从产品规模上看,会进一步向超小型及超大型方向发展;从产品的配套性上看,产品的品种会更丰富、规格更齐全,完美的人机界面、完备的通信设

10、备会更好地适应各种工业控制场合的需求;从市场上看,各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破,会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面,会出现国际通用的编程语言;从网络的发展情况来看,可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS,中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展,可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分,将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。,中国PLC市场研究报告,2007年中国PLC市场规模为56.3亿元,相对2006年增长7.5%,保持强劲的增长率。增长的动力主要

11、来自大中型PLC市场的成长,OEM市场增长势头不错,预计2008年市场增长会明显加快。总体而言,2008年平滑地延续了2007年利好的惯性,但也是一个承上启下的转折性年份。2007年,市场从快速增长转入了稳步增长的状态;2008年,一些新兴的力量开始出现。或许5年之后我们回过头来看这个市场的时候,会发现很多变革就孕育在2008年。从供应商来看,西门子S7-400销量几乎增长一倍;三菱的Q系列销量也有大幅度上升,达到6000万;施耐德的QT、罗克韦尔的C L增速也在40%以上。而小型PLC如西门子S7-200增长则在20%左右;三菱FX增长略高,但也不会超过30%。大中型PLC多运用于项目集成,

12、小型PLC多在OEM需求,而小型PLC的主要市场OEM行业,预计这种趋势发展2008年中国PLC市场规模将突破67.5亿元,中小型PLC将得到大幅度的增长.,中国PLC市场研究报告,椐有关机构调查显示,Siemens,Mitsubishi,Omron占据绝对的优势,在这次调查中有60左右的用户用到了这些品牌的PLC产品,这说明这三个品牌具有最大的市场基础。而Rockwell/AB,Nais,GEFanuc和富士也有相当的份额。造成这种品牌运用分布情况的原因大致可以分为以下几个方面: 1、 产品覆盖范围。排在最前的三个品牌有最丰富的产品系列,而且没有偏重,用户很容易得到恰当的产品;其他品牌如Fu

13、ji,Delta,LG则以小型和微型产品为主,GE和Schneider以中大型产品为主。产品价格范围也是一个重要的原因,虽然AB拥有出色的技术和全面的产品系列,但是高价格的形象是部分用户却步。 2、 在中国市场上的历史。Siemens,Mitsubishi和Omron都是在中国市场上传统的供应商,在很多领域占地了先机,相对应的是GE,Schneider(其实Modicon进入中国也比较早,但没有完整的销售和服务体系)和LG这些后来者虽然市场快速增长,但是距离先行者仍有一定的差距。 3、 行业分布。某些品牌会侧重于一些行业,如Schneider更加注重电力行业,Rockwell在冶金行业表现出众

14、。,世界上PLC产品品牌,世界上PLC产品可按地域分成三大流派:一个流派是美国产品,一个流派是欧洲产品,一个流派是日本产品。美 国和欧洲的PLC技术是在相互隔离情况下独立研究开发的,因此美国和欧洲 的PLC产品有明显的差异性。而日本的PLC技术是由美国引进的,对美国的PLC产品有一定的继承性,但日本的主推产品定位在小型PLC上。日本的小型PLC最具特色,在小型机领域中颇具盛名,某些用欧美的中型机或大型机才能实现的控制,日本的小型机就可以解决。在开发较简单的控制系统方面明显优于欧美的小型机,所以格外受用户欢迎。日本有许多PLC制造商,如三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、东芝等,在世界小型PLC市场

15、上,日本产品约占有70的份额。根据IMSResearch的预测,全球PLC市场将以每年5的速度稳步增长,并在2011年之前超过90亿美元。而在亚太地区将会有强劲的增长,预计每年的增长率可以达到7.9%。,世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品。 1、国外 施耐德公司、罗克韦尔(A-B)公司、西门子公司、GE公司、日本欧姆龙、日本三菱、日本富士、日本松下、台湾台达、台湾永宏、韩国LG 2、国内 PLC生产厂约30家,但没有形成颇具规模的生产能力和名牌产品,还有一部分是以仿制、来件组装或“贴牌”方式生产。 在中国,习惯一般按I/O点数将PLC分为以下级别(但不绝对,国外分类有些区别): 微

16、型:32I/O 小型:256I/O 中型:1024I/O 大型:4096I/O 巨型:8192I/O 在我国应用的PLC系统中,I/O64点以下PLC销售额占整个PLC的47%,64点256点的占31%,合计占整个PLC销售额的78%。小型控制系统、机床、设备单体自动化及OEM产品采用日本的PLC居多。欧美PLC在网络和软件方面具有优势,而日本PLC在灵活性和价位方面占优势。我国的PLC供应渠道,主要有制造商、分销商(代理商)、系统集成商、OEM用户、最终用户。其中,大部分PLC是通过分销商和系统集成商达到最终用户的。,世界上PLC产品品牌,中国制造业当前之现状,1 制造能力强 技术能力弱 2 产业规模大 附加值小 3 硬件规模大 软件规模小 4 单机生产能力强 系统集成能力弱 改革开放以来,中国对外贸易额逐年上升,其增长速度远超过GDP增长率。从外贸总额来看,已由1992年的1655.3亿美元增长到2003年底的8512.1亿美元。1983年中国的出口仅占世界总出口1.3%,居全球第15位;2003年出口额4383.7亿美元,占世界出口总额的比重升至6%,

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