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1、机械设备控制技术II主讲人：唐立平WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 绪论一、课程内容：机械设备控制技术这门课程在上学期，我们学习了液压与气动技术、电气控制技术、电机控制技术。这些都是传统的控制方法与系统，随着半导体微电子技术、现代控制论及传感器技术的出现与发展，现代的控制装置和方法不断出现。这学期我们要学习的内容主要包括以下几个部分： 1、可编程序控制器（Programmable Logic Controller, PLC）2、数控技术与计算机数控技术3、位置传感器技术4、步进电机与伺服电机*WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 绪论二、课程目的通过
2、以上各部分知识的学习，能够掌握现代机电设备常用 的控制与执行装置，控制方法。 三、课程学习的方法本课程学习的对象比较多，有PLC、传感器、电机和数控 装置，大家在学习的过程中，要联系前续课程的内容，比如电 子电气课程，才能掌握课程的内容。本课程学习的对象都是面 向实际生产设备，要将学习与实践联系起来，加深掌握的程度 ，并锻炼一定解决工程问题的能力。本课程学习的内容只是选 取了典型的产品与技术，希望同学在学习的时候能够举一反三 ，掌握一些通用的东西。*WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 本节要点1.可编程控制器的
3、产生、特点、分类与发展2.可编程控制器的定义和基本含义3.可编程控制器的基本组成及各部分的作用4.可编程控制器的工作原理5.可编程控制器的技术指标 *WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 一、可编程控制器的产生 在可编程序控制器诞生之前，继电器控制系统已广泛 应用于工业生产 继电器控制系统通常可以看成是由检测电路、控制电 路、执行部件和工业现场四个部分组成输入部分继电器 控制电路输出部分被 控 对 象1、触点多 2、可靠性差 3、控制不及时 4、接线固定， 不能适应生产 工艺变更的要 求*WUXI INSTITU
4、TE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 用户角度提出新一代控制器应具备以下十大条件(GM10条） （1）编程简单，可在现场修改程序； （2）维护方便，更好是插件式； （3）可靠性高于继电器控制柜； （4）体积小于继电器控制柜； （5）可将数据直接送入管理计算机； （6）在成本上可与继电器控制柜竞争； （7）输入可以是交流115V（即用美国的电网电压）； （8）输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀； （9）在扩展时，原有系统只需要很小的变更； （10）用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。 一、可编程控制器的产生*WUXI INS
5、TITUTE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 早期的PLC是用来替代继电器、接触器控制的。它主要用于顺序控制，只能实现逻辑运算。因此，被称为可编程逻辑控制器（Programmable logic controller，略写 PLC )随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。被称为可编程控制器（Programmable controller，略写PC)。为区别于Personal Computer (PC)，故沿用PLCPLC 这个略写。一、可编程控制器的产生*WUXI INSTITUTE OF T
6、ECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 由于PLC控制系统与继电器控制系统相比 具有无法比拟的优点，因此，在今后的控制系 统中，传统的继电器控制系统被PLC控制系统 所替代是大势所趋输入部分可编程序 控制器输出部分被 控 对 象一、可编程控制器的产生*WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 一、可编程控制器的产生上世纪80年代至90年代中期，是PLC 发展最快的时期，年增长率一直保持为 3040%。在这时期，PLC在处理模拟量能力 、数字运算能力、人机接口能力和网络能力 得
7、到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领 域，在某些应用上取代了在过程控制领域处 于统治地位的DCS系统.近年，工业计算机技术（IPC）和现 场总线技术（FCS）发展迅速，挤占了一部 分PLC市场，PLC增长速度出现渐缓的趋势， 但其在工业自动化控制特别是顺序控制中的 地位，在可预见的将来，是无法取代的。*WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 一、可编程控制器的产生1、国外施耐德公司， Quantum、Premium、Momentum等；罗克韦尔（A-B公司），SLC、MicroLogix、 Control Log
8、ix等；西门子公司， SIMATIC S7-400/300/200系列；GE公司日本欧姆龙、三菱、富士、松下等。2. 台湾永宏，台达，台安典型的PLC产品*WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 一、可编程控制器的产生典型的PLC产品 国内 *杭州新箭电子有限公司（原杭州机床电器厂可编程序控制器 分厂，该公司生产PLC较早） *北京科迪纳自动化技术有限公司 *北京和利时系统工程股份有限公司（简称和利时公司 ） *无锡市信捷科技电子有限公司 *兰州全志电子有限公司 *南京冠德科技有限公司（原江苏嘉华实业有限公司的PL
9、C工厂 ） *中山智达自动化公司 *天水二一三机床电器厂 *WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 一、可编程控制器的产生 PLC在我国的应用在我国应用的PLC，几乎涵盖了世界所有的品牌，呈现八 国联军的态势，但从行业上分，有各自的势力范围。大中型 集控系统采用欧美PLC居多，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在灵价位方面占优势。*WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编
10、程序控制器基础知识 一、可编程控制器的产生 PLC在我国的应用*WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 1987年国际电工委员会（International Electrical Committee IEC） 在PLC标准草案中对其定义如下：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环 境下应用而设计。他采用了可编程序的存储器，用来在其内部 存储和执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操 作命令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型 的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都按易
11、 于与工业系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。 二、可编程控制器的定义工业环境：电场、磁场干扰，温度、振动等 可编程序：修改程序方便，可适应工艺变更的需要*WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 二、可编程控制器的定义工业环境：电场、磁场干扰，温度、振动等 可编程序：修改程序方便，可适应工艺变更的需要*WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 三、可编程控制器的基本组成中 央 处 理 单 元存储器数 据 存 储 器输 出 接 口地
12、址总线 控制总线数据总线编程 单元照明电磁装置执行机构。电源单元地址总线 控制总线输 入 接 口模拟量输入行程开关继电器接点各种按钮PLC结构示意图*WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 二、各组成部分的作用2、 存储器：RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调 试的程序。ROM：存放监控程序和用户已调试好的程序。1、 CPU： (1) 将各种输入信号取入存储器。(2) 编译、执行指令。(3) 把结果送到输出端。(4) 响应各种外部设备的请求。三、可编程控制器的基本组成*WUXI INSTITUTE OF T
13、ECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 3、输入、输出接口：采用光电隔离，减小了电磁干扰。输出三种形式：继电器 - 低速大功率、交直流晶闸管 - 高速大功率、交流晶体管 - 高速小功率、直流三、可编程控制器的基本组成PLC直流输入接口原理*WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 3、输入、输出接口：采用光电隔离，减小了电磁干扰。输出三种形式：继电器 - 低速大功率、交直流晶闸管 - 高速大功率、交流晶体管 - 高速小功率、直流三、可编程控制器的基本组成PLC交流输入接口原理
14、*WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 3、输入、输出接口：采用光电隔离，减小了电磁干扰。输出三种形式：继电器 - 低速大功率、交直流晶闸管 - 高速大功率、交流晶体管 - 高速小功率、直流三、可编程控制器的基本组成PLC交直流输入接口原理*WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 3、输入、输出接口：采用光电隔离，减小了电磁干扰。输出三种形式：继电器 - 低速大功率、交直流晶闸管 - 高速大功率、交流晶体管 - 高速小功率、直流三、可
15、编程控制器的基本组成PLC继电器型输出接口原理*WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 3、输入、输出接口：采用光电隔离，减小了电磁干扰。输出三种形式：继电器 - 低速大功率、交直流晶闸管 - 高速大功率、交流晶体管 - 高速小功率、直流三、可编程控制器的基本组成PLC晶体管型输出接口原理*WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 3、输入、输出接口：采用光电隔离，减小了电磁干扰。输出三种形式：继电器 - 低速大功率、交直流晶闸管 - 高
16、速大功率、交流晶体管 - 高速小功率、直流三、可编程控制器的基本组成PLC晶闸管型输出接口原理*WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 5、各种接口、高功能模块：便于扩展。小型机：一体机。有接口可扩展。中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合。4、编程器：是PLC的人机对话工具，它由键盘、显示器和工作方式选择开关等组成。在编程方式下，可输入、检查、调试和修改控制程序；在运行或监控方式下，可监视PLC的工作情况。*WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 CPU POWERPC FP1-C16小型机：中、大型机：*WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 第四章 可编程序控制器及其应用4.1 可编程序控制器基础知识 四
