自动化基础知识PPT学习教案

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1、会计学1自动化基础知识自动化基础知识2第1页/共120页第2页/共120页第3页/共120页5各部分按一定规律组成的具有特定功能的整体。第4页/共120页第5页/共120页的特点，第6页/共120页第7页/共120页动化、商业自动化第8页/共120页种通讯介质联接、易于重新配置及本地和远程诊断。第9页/共120页间通过网络连接并可进行数据交换。操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。第10页/共120页第11页/共120页第12页/共120页第13页/共120页第14页/共120页第15页/共120页 RTU可以在程序中根据现场情况设置条件，以便在非常情况下向中

2、心站发送数据。第16页/共120页第17页/共120页高层次的应用。第18页/共120页 管理 微机 网间链接 工程师操作站 操作员操作站 监控 计算机 网间 链接 现场 工作站 PLC 控制器 智能 调节器 其他 装置 综合信息管理级 集中操作监控级 分散过程控制级 到其它局域网 LAN DCS系统结构图第19页/共120页由于没有了眼睛所以图中的反馈就无法形成人这个“机器”也就工作不正常了第20页/共120页基于这一偏差基础之上的。n反馈控制系统是一种能对输出量与参考输入量进行比较，并力图保持两者之间的既定关系的系统，它利用输出量与输入量的偏差来进行控制。第21页/共120页成控制器下达的

3、决定成控制器下达的决定4.4.控制量控制量也就是所要达到的目的，也就是所要达到的目的，相当于手和杯子之间的距离。相当于手和杯子之间的距离。控制量是我们自动化机器所要控制量是我们自动化机器所要达到的最终目达到的最终目的的第22页/共120页第23页/共120页第24页/共120页5.5.鼻子（嗅觉）半导体气体传感鼻子（嗅觉）半导体气体传感器器燃烧式气体传感器等燃烧式气体传感器等除了以上和五感相比拟的传感器外除了以上和五感相比拟的传感器外还有红外线传感器还有红外线传感器、接近传感器接近传感器速度和加速度传感器、磁性传感器等速度和加速度传感器、磁性传感器等第25页/共120页被测量转换量举例图例模拟

4、量（连续、不间断的量）05V，15V；020mA，420mA；电阻压力、液位，流量，温度脉冲量236V方波；油、气、水流量，开关量024V开关信号水位（点），阀位 xyk y x 0 第26页/共120页第27页/共120页 CPU 存储器 人机接口 系统支持板 内 部 总 线 模拟量输入通道 模拟量输出通道 数字量输入通道 数字量输出通道 测量变送 执行机构 电气开关 电气开关 被控对象 计算机系统 生产过程 由传感器测量的现场被测量被转换为与其成比例的标准电信号后输入到控制器，控制器将接收到的电流信号按相同的比例反算回被测量的现场实际值，同时将该数据应用到其他相关的计算、控制过程并按需要将

5、数据传送至其他位置（如监控机）。第28页/共120页第29页/共120页第30页/共120页造世界的能力。因此自动化是工业农业国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。第31页/共120页33第32页/共120页34第33页/共120页35第34页/共120页36,的软件n单项业务处理系统,如学籍管理和师资管理、文件档案管理、财会统计报表管理等n功能较强的系统,如库存管理系统,综合情报检索系统,会计信息系统等第35页/共120页37第36页/共120页38nn及时搜集检测数据,按最佳值对事物进程的调节控制n如工业生产的自动控制第37页/共120页39的机器人第38页/共120页40第39页/共

6、120页41第一代1946-1958第二代1958-1965第三代1965-1971第四代1971-代表机型ENIAC(1946.2)IBM-701(1953.4)IBM-650(1954.11)IBM-7090(1959.11)IBM-7094(1962.9)IBM(中型机)IBM-370(大机型)PDP-11(小型机)ILL-IACIV(巨型机)PEPE(巨型机)INTEL-3000(微型机)硬件电子管晶体管中小型规模集成电路大规模集成电路磁鼓磁芯磁芯,半导体存储器半导体存储器软件符号语言汇编语言批处理操作系统FORTRAN、COBOL、ALGOL60等程序语言分时操作系统会话式语言(如B

7、ASIC)计算机网络软件软件系统工程化、理论化;可扩充语言,数据库运算速度(定点加法)每秒数千次每秒数万-数十万次每秒数十万-数百万次每秒数百万-数亿次应用领域科学计算科学计算数据处理实时控制系统模拟系统设计智能模拟巨型机用于尖端科学和军事,微型机进入日常工作和生活第40页/共120页42第41页/共120页43第42页/共120页 主机主机 终端终端 终端终端 主机主机 终端终端 主机 主机通信设备通信线路通信线路通信子网通信子网资源子网资源子网第43页/共120页45n分布式处理n一项复杂的任务可以划分成许多部分第44页/共120页46、环型拓扑结构 、树型拓扑结构第45页/共120页47

8、总线节点第46页/共120页48第47页/共120页49第48页/共120页nIPX/SPX, TCP/IP等 目前Internet使用的标准协议是TCP/IP模型，包括网络接口层、网络层、传输层和应用层。第49页/共120页51第50页/共120页52第51页/共120页53第52页/共120页54一、一、 PLC的产生与历史的产生与历史二、二、 可编程控制器的定义可编程控制器的定义三、三、 PLC的现状及发展趋势的现状及发展趋势四、四、PLC的特点的特点五五 、PLC的基本功能的基本功能六、六、 PLC与其他工业控制系统的比较与其他工业控制系统的比较第53页/共120页55第54页/共12

9、0页56 计算机计算机功能强大、灵活（可编功能强大、灵活（可编程）、通用性好程）、通用性好，但编程困难；但编程困难； 采用采用面向控制过程、面向问题面向控制过程、面向问题的的“自然语言自然语言”进行编程，使不进行编程，使不熟悉计算机的人也能很快掌握使熟悉计算机的人也能很快掌握使用用. .（梯形图）（梯形图）第55页/共120页57第56页/共120页58PLCPLC成为现代工业自动化的成为现代工业自动化的三大技术支柱（三大技术支柱（PLCPLC、机器人、机器人、CAD/CAMCAD/CAM）之一。之一。第57页/共120页59第58页/共120页60第59页/共120页第60页/共120页S7

10、-200系列系列PLCS7-300系列系列PLCS7-400系列系列PLC第61页/共120页C200H系列系列PLCCPM1A、CPM2A系列系列PLC第62页/共120页n张前苏。洛阳易达，无锡信捷，南张前苏。洛阳易达，无锡信捷，南京嘉华，兰州全志，广州科赛恩，京嘉华，兰州全志，广州科赛恩，中山智达，恒日等。中山智达，恒日等。第63页/共120页第64页/共120页第65页/共120页第66页/共120页n9 9 停电记忆功能停电记忆功能n10 10 故障诊断功能故障诊断功能第67页/共120页带运输机和包装机械的控制、注塑带运输机和包装机械的控制、注塑机控制、电梯控制、饮料灌装生产机控制

11、、电梯控制、饮料灌装生产线、家用电器线、家用电器( (电视机、冰箱、洗衣电视机、冰箱、洗衣机等机等) )自动装配线控制、汽车、化工、自动装配线控制、汽车、化工、造纸、轧钢自动生产线控制等。造纸、轧钢自动生产线控制等。第68页/共120页动过程中根据需要进行修改，动过程中根据需要进行修改，使用方便灵活。使用方便灵活。n同时同时PLCPLC还提供了高精度的时钟还提供了高精度的时钟脉冲，用于准确实时控制。脉冲，用于准确实时控制。第69页/共120页值可以在编程时设定，也可以值可以在编程时设定，也可以在运行过程中根据需要进行修在运行过程中根据需要进行修改。改。第70页/共120页第71页/共120页据

12、需要改变据需要改变PLCPLC内部逻辑信号的状内部逻辑信号的状态及数据区的数据内容，为调整和态及数据区的数据内容，为调整和维护提供了极大的方便。维护提供了极大的方便。第72页/共120页电后的数据内容不变。电后的数据内容不变。nPLCPLC电源恢复后，可以在原工作电源恢复后，可以在原工作基础上继续工作。基础上继续工作。第73页/共120页第74页/共120页 PLC与继电器控制系统比较 继电器控制采用硬接线方式装配而成，只能完成既定的功能。PLC控制只要改变程序并改动少量的接线端子，就可适应生产工艺的改变。从适应性、可靠性及设计、安装、维护等各方面进行比较。传统的继电器控制大多数将被PLC所取

13、代。 与工业计算机比较工业控制机控制要求开发人员具有较高的计算机专业知识和微机软件编程的能力。PLC采用了采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编程，使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用 ，便于推广应用。PLC是专为工业现场应用而设计的，具有更高的可靠性。在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高的环境中，工业控制机则更能发挥其专长。第75页/共120页第76页/共120页第77页/共120页（CPU）、）、存储器、输入接口、存储器、输入接口、输出接口、通信接口、电源等输出接口、通信接口、电源等nPLC的软件：的软件：系统程序和用户系统程序和用户程序程序第78页/共120页障和编程中的语法

14、错误等障和编程中的语法错误等n3 3）接收并存储从输入单元（接）接收并存储从输入单元（接口）得到现场输入状态或数据口）得到现场输入状态或数据第79页/共120页第80页/共120页第81页/共120页E E2 2PROMPROM第82页/共120页第83页/共120页态指示，态指示，工作状况直工作状况直观，便于观，便于维护。维护。nI / O I / O 接口的类型：接口的类型：开关量输入开关量输入/ /输出接口输出接口模拟量输入模拟量输入/ /输出接口输出接口第84页/共120页的的I/OI/O扩展接口对系统进行扩展。扩展接口对系统进行扩展。第85页/共120页n许多许多PLCPLC还向外提

15、供直流还向外提供直流2424V V稳压稳压电源，用于对外部传感器供电。电源，用于对外部传感器供电。第86页/共120页第87页/共120页第88页/共120页第89页/共120页掌上电脑编程器掌上电脑编程器 可编程终端可编程终端 第90页/共120页高档可编程终端高档可编程终端 第91页/共120页量量数字量数字量高速计数模块高速计数模块高频脉冲信高频脉冲信号号远程远程I/OI/O模块模块扩展扩展I/OI/O点点的距离的距离通讯模块通讯模块与其它与其它PLCPLC、微机、互连网通讯微机、互连网通讯第92页/共120页变动，它和变动，它和PLCPLC的硬件组成有关，的硬件组成有关，它关系到它关系

16、到PLCPLC的性能。的性能。系统程序由制造厂家直接固化在系统程序由制造厂家直接固化在只读存储器只读存储器ROMROM、PROMPROM或或EPROMEPROM中，中，用户不能访问和修改用户不能访问和修改。第93页/共120页第94页/共120页第95页/共120页 物理继电器物理继电器 PLC继电器继电器常开常开常闭常闭 触触 点点线线 圈圈两种梯形图的继电器符号图对两种梯形图的继电器符号图对照照第96页/共120页常闭触点线圈常开触点说明：说明： PLCPLC每一个继电器都对应着内部的一个寄存器位，该位为每一个继电器都对应着内部的一个寄存器位，该位为“1”1”态时，相当于继电器接通；为态时

17、，相当于继电器接通；为“0”0”态时，则相当于继态时，则相当于继电器断开。电器断开。第97页/共120页小型小型PLCPLC多采用这种结构多采用这种结构第98页/共120页同功能和不同控制规模的同功能和不同控制规模的PLCPLC，多用于大型和中型多用于大型和中型PLCPLC。第99页/共120页组合式PLC第100页/共120页电源模块底 板CPU模块IO模块模块式第101页/共120页 电源单元DIN导轨CPU单元模块式结构模块式结构PLCPLC的结构的结构第102页/共120页这样，不但系统可以灵活配置，这样，不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧。还可做得体积小巧。第103页/共120页

18、第104页/共120页1 1）微型机）微型机OMRON公司的公司的SP系列系列第105页/共120页2 2）小型机）小型机OMRON公司的公司的CPM1A、CQM系列系列松下公司的松下公司的FP1系列系列第106页/共120页3 3）中型机）中型机西门子公司的西门子公司的S7-300OMRON公司的公司的C200H第107页/共120页4 4）大型机）大型机OMRON公司的公司的C1000HCOMRON公司的公司的2000H松下公司的松下公司的FP3第108页/共120页5 5）超大型机）超大型机 美国美国GEGE公司的公司的90709070机，其点数可达机，其点数可达2400024000点，

19、另外还点，另外还有有80008000路的模拟量。路的模拟量。第109页/共120页3 3、按功能分类按功能分类 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入输出、算术运算、数据传送等基本功能，还可有少量模拟量输入输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机系统控制的单机系统 具有低档具有低档PLCPLC功能外，具有较强的模拟量输入功能外，具有较强的模拟量输入/ /输出输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远

20、程、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/OI/O、子程序、通子程序、通信联网等功能。有些还增设中断、信联网等功能。有些还增设中断、PIDPID控制等功能控制等功能 具有中档机功能外，增加带符号算术运算、矩阵运具有中档机功能外，增加带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数运算、制表及算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数运算、制表及表格传送等。高档表格传送等。高档PLCPLC机具有更强的通信联网功能，可用于大规机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。 第110页/共120页112第111页/共120页113第112页/共120页114第113页/共120页115第114页/共120页116第115页/共120页117第116页/共120页118第117页/共120页119第118页/共120页120第119页/共120页