火电厂热工检测系统设计第一章

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1、顺序控制顺序控制:将生产过程的部分工艺按照事先规定好的条 件及顺序启动和停止相关设备,实现自动操作。 顺序控制的应用实例:电梯控制、信号等控制、生产线 、火电厂输煤车间、水处理车间等。 顺序控制中使用的变量:开关量。 开关量:仅具有两种对立状态的逻辑变量。0.010.0110.0010.000.000.0010.0110.01顺序控制的装置:可编程逻辑控制器课程内容开关量控制 可编程逻辑控制器火电厂保护与顺序控制教材开关量控制,可编程逻辑控制器部分:可编程控制器技术及应用(欧姆龙机型),第2版戴一平 主编 机械工业出版社火电厂顺序控制部分PDF电子版文档第一章 可编程控制器基础第一节 电气控制

2、和传统工业控制设备 一、继电器 (Relay) 定义:继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统( 又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),用较 小的电流去控制较大电流的一种自动开关。可以起到传递信号和安全操作的目的。接触器:一种可以频繁接通和断开大功率设备的继电器 。继电器由两部分组成: 线圈,其控制的触点 两者同名。M M维基百科继电器演示二、手动电器按钮 最简单的手动主令电器。4:动断触点(常闭触点) 5:动合触点(常开触点)三、传统电气控制回路(以三相电机控制为例)控制电路中:启动按钮SB2停止按钮SB1热继电器FR工作过程 启动:SB2按下,线圈KM得电, 主电路上主触点闭合,电机

3、运转 ,KM线圈并联在启动按钮上的动 合辅助触点闭合为启动按钮松开 时提供电流通道(自保持)。 停止:SB1动断按下,控制电路 断开,KM线圈断电,其两个触点 断开,电机停机。传统电气控制回路的缺点可靠性不高(硬接线逻辑、大量的机械触点); 通用性和灵活性较差(当控制要求改变时需重新设计布线,花费大时间长);功能 简单(只限于逻辑顺序控制、定时等)解决方法:采用PLC完成开关量控制第二节 PLC概述一、PLC的发展简史 1968年,美国通用汽车公司提出招标要求。1)编程简单,可在现场修改程序;2)维护方便,最好是插件式;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

4、管理计算机;6)在成本上可与继电器控制竞争;7)输入可以是交流115V(美国电网电压为110V) ;8)输出为交流115V、2A以上,能直接驱动电磁阀 ;9)在扩展时,原系统只需作很小变更;10)用户程序至少能扩展到4K以上。 1969年,美国数字设备公司按招标要求完成了研制工作 。The first PLC was installed at General Motors Oldsmobile plant and at the Lanids Company in Landis, Pennsylvaniain 1970. Mr. Morley is shown at right with the

5、 first PLC.Richard (Dick) Morley is known as the “father“ of the PLC20世纪70年代初开始的近四十年里,PLC已发展成一个巨 大的产业。二、PLC的定义可编程控制器是一种数字运算操作电子系统,专为工业 环境的应用而设计。它采用可编程的存储器,用来在其 内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术 运算等指令,并通过数字式或模拟式输入输出模块,控 制各种类型的设备或生产过程。1.是一种数字运算操作的电子系统2.为工业环境应用而设计,输入输出接口3.采用计算机的软硬件结构4.达到各类机械或生产过程的控制目的1.美国的PLC:如

6、罗克韦尔(Rockwell)公司(包括 AB公 司)产品,通用电气(GE)产品。2.欧洲的PLC:如西门子(Siemens)公司产品,施耐德 (Schneider)公司的产品。如欧姆龙(OMRON)公司的产品,三 菱(Mitsubishi)公司的产品。3.日本的PLC:三、PLC主要生产厂家:实验装置:OMRON CPM2A型四、PLC的主要优点 1. 编程简单 采用图形化编程语言梯形图2. 可靠性高 采用工业标准设计,无故障时间20000h3. 通用性好 改变输入输出设备即可实现多种控制目的4. 功能强 可以实现逻辑、定时、计数、模拟量运算、通信功能 5.易于远程监控 6. 设计、施工和调试

7、周期短六、六、PLCPLC的应用的应用 (1)逻辑控制 (2)位置控制和运动控制 (3)过程控制 (4)监控系统 (5)集散控制 网络化分散控制系统可靠性向控制与管理功能一体化方向发展 向小型化、低成本、简单易用方向发展向编程语言标准化方向发展 第三节 PLC的基本构成及工作原理 一、PLC的基本构成 系统程序用户程序编程器存 储 器输入口CPU输出口通信口系 统 总 线电 源软件 系统基本 单元硬件系统CPU 存储器 总线 I/O口 通信接口 编程器 电源 扩展设备 系统软件 用户软件硬件 系统软件 系统二、PLC控制的等效电路传统电机控制电气图FRKMKMAFU2SB2SB1BSB1SB2

8、FR24VCOM0.000.02PLCCOM10.000.01输 入 模 块输 出 模 块LNBAQSFU1KMFRM 3L3L2L1NFU2 KMFU3拆除原控制回路安装PLC接入输入元件接入输出元件对PLC供电编写程序(梯形图)写入PLCPLC控制实例输 入 元 件负 载SB1SB2FRKM负载电源PLC内部控制电路 (用户程序)等效输出继电器0.00PLCCOMDC 24V0.000.010.020.01 0.0210.0010.0010。00COM等效输入继电器END传统电气控制图与梯形图的比较寄存器0.00 0.01 0.02分别记录外部触点(继电器)SB1,SB2,FR 的状态,与

9、其一一对应,所以称为“软触点(继电器)”10.00为输出寄存器,保存前面指令的运算结果,与线圈“KM” 对应,称为“软线圈”。常开触点常闭触点线圈三、PLC的工作原理(一)PLC的工作方式*PLC的扫描周期与用户程序的长短和该PLC的 扫描速度紧密相关。PLC一次扫描的过程,包括公共处理、执行程 序、扫描周期计算处理、I/O刷新、 外设端口服 务共五个阶段,其所需时间称为一个工作周期( 或扫描周期)。PLC采用循环扫描的工作方式。初始化(1)公共处理(2)执行程序(3)扫描周期计算处理(4)I/O刷新(5)外设端口服务异常异常正正 常常 警告警告异常异常否否是是无无有有(二)I/O信号传递的滞

10、后现象(1) I/O信号的传递过程读写读写20000010000100000000输 入 映 像 寄 存 器元 件 映 像 寄 存 器输 出 锁 存 器输 出 端 子输 入 端 子输 入 电 路输 出 电 路从PLC的输入端有一个输入信号发生变化,到PLC输 出端对该变化做出响应,需要一段响应时间。最小I/O响应时间=输入ON延时+扫描时间+输出ON延时I/O刷新I/O刷新 执行指令/其他处理扫描时间PLC输入触点输入滤波输出锁存器输出触点执行指令/其他处理扫描时间输入ON延时输出ON延时I/O响应时间响应现象一:PLC输入输出响应的滞后现象:0.0010.00最大I/O响应时间=输入ON延时

11、+扫描时间2+输出ON延时I/O响应时间I/O刷新I/O刷新 执行指令/其他处理扫描时间PLC输入触点输入滤波输出锁存器输出触点执行指令/其他处理扫描时间输入ON延时输出ON延时I/O刷新 执行指令/其他处理扫描时间响应现象二:响应现象二:0.0010.00 输入滤波器有时间常数。 输出电路存在滞后 循环扫描工作方式(2) I/O信号传递滞后的原因四、PLC的工作模式1)程序模式(PROGRAM)程序模式是程序的停止状态,PLC的初始设定、程 序传送、程序检查、强制置位复位等程序执行前的准 备,要在该模式下进行。 2)监视模式(MONITOR)监视模式是程序的执行状态,可进行联机编辑、强制 置

12、位复位、I/O存储器的当前值变更等操作。试运行时 的调整等可在该模式下进行。 3)运行模式(RUN)运行模式为程序的执行状态。第三节 PLC的技术规格与分类一、PLC的一般技术规格 电源电压 允许电压范围 消耗功率 冲击电流 绝缘电阻 耐压 抗干扰性 抗振动 耐冲击 环境温度 环境湿度 环境气体状况 保存温度 电源保持时间二、PLC的基本技术性能 输入/输出控制方式 编程语言 指令长度 指令种类 扫描速度 程序容量 中断处理 模拟量 特殊功能模块 内部继电器种类及数量 最大I/O点数三、PLC的分类 1按I/O总点数分256、2048、小型、中型、大型2按组成结构分整体式、模块式3按功能分低档、中档、高档

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