PLC控制及集成技术.ppt

1、PLC控制及集成技术控制及集成技术四川省专业技术人员高级研修班四川省专业技术人员高级研修班 机电液一体化集成控制技术及发展趋势机电液一体化集成控制技术及发展趋势 PLCPLC控制技术应用概况及发展趋势控制技术应用概况及发展趋势 PLCPLC在机电液一体化集成控制中的应用在机电液一体化集成控制中的应用PLCPLC控制及集成技术控制及集成技术1.1 1.1 引言引言 1.2 1.2 五大组成要素五大组成要素 四大原则四大原则1.3 1.3 机电液一体化的发展趋势机电液一体化的发展趋势 一一 机电液一体化集成控制技术及发展趋势机电液一体化集成控制技术及发展趋势1.1 1.1 引引 言言 机电液一体化

2、是机械技术、液压技术与电子技术的机电液一体化是机械技术、液压技术与电子技术的结合。以机械为主体，以液压作传动，以计算机技术作结合。以机械为主体，以液压作传动，以计算机技术作控制，尤其是以智能控制为核心，将整个过程作为一个控制，尤其是以智能控制为核心，将整个过程作为一个完整的系统看待，强调各种技术的协同和融合，是一种完整的系统看待，强调各种技术的协同和融合，是一种以产品和过程为基础的系统工程技术。以产品和过程为基础的系统工程技术。机电一体化技术是机电技术、液压技术、微电子技机电一体化技术是机电技术、液压技术、微电子技术及各相关技术相互融合的产物。术及各相关技术相互融合的产物。机电液一体化系统绝非

3、机械、液压与电子电器的机电液一体化系统绝非机械、液压与电子电器的简单组合。机电液一体化系统中采用的技术，不仅包简单组合。机电液一体化系统中采用的技术，不仅包含了机械本体技术、液压传动技术、伺服技术、计算含了机械本体技术、液压传动技术、伺服技术、计算机技术、通信与网络技术、传感与检测技术、自动控机技术、通信与网络技术、传感与检测技术、自动控制技术等多种技术的综合运用，更重要的是运用了系制技术等多种技术的综合运用，更重要的是运用了系统工程技术。统工程技术。系统技术即以整体的概念组织应用各种相关的技系统技术即以整体的概念组织应用各种相关的技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互术，从全局角度

4、和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。1.1 1.1 引言引言 1.2 1.2 五大组成要素五大组成要素 四大原则四大原则1.3 1.3 机电液一体化的发展趋势机电液一体化的发展趋势 一一 机电液一体化集成控制技术及发展趋势机电液一体化集成控制技术及发展趋势1.2 1.2 五大组成要素五大组成要素 四大原则四大原则 五大组成要素五大组成要素 一个机电一体化系统中一般由以下五大组成要素一个机电一体化系统中一般由以下五大组成要素有

5、机结合而成：有机结合而成：结构组成要素结构组成要素 动力组成要素动力组成要素 运动组成要素运动组成要素 感知组成要素感知组成要素 职能组成要素职能组成要素 结构组成要素结构组成要素 机械本体是系统的所有功能要素机械本体是系统的所有功能要素的机械支持结构，一般包括有机身、框架、支撑、联的机械支持结构，一般包括有机身、框架、支撑、联接等。接等。动力组成要素动力组成要素 动力驱动部分依据系统控制的要动力驱动部分依据系统控制的要求，为系统提供能量和动力的传递以使系统能够正常求，为系统提供能量和动力的传递以使系统能够正常运行。运行。感知组成要素感知组成要素 测试传感部分对系统的运行所需测试传感部分对系统

6、的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测，并要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测，并变成可以识别的信号，传输给信息处理单元，经过分变成可以识别的信号，传输给信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。析、处理后产生相应的控制信息。职能组成要素职能组成要素 控制及信息处理部分将来自测试控制及信息处理部分将来自测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后，按照信息处理结果和规定的储、分析、加工处理后，按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的程序与节奏发出相应的指令，控制整个

7、系统有目的的运行。运行。运动组成要素运动组成要素 执行机构根据控制及信息处理部执行机构根据控制及信息处理部分发出的指令，完成规定的动作和功能。分发出的指令，完成规定的动作和功能。1.2 1.2 五大组成要素五大组成要素 四大原则（续）四大原则（续）四大原则四大原则 一个构成机电一体化系统的五大组成要素其内部一个构成机电一体化系统的五大组成要素其内部及相互之间都必须遵循以下四大原则：及相互之间都必须遵循以下四大原则：接口耦合接口耦合 运动传递运动传递 信息控制信息控制 能量转换能量转换 接口耦合接口耦合 两个需要进行信息交换和传递的环节之两个需要进行信息交换和传递的环节之间，由于信息模式不同（数

8、字量与模拟量、串行码与并间，由于信息模式不同（数字量与模拟量、串行码与并行码、连续脉冲与序列脉冲等）无法直接传递和交换，行码、连续脉冲与序列脉冲等）无法直接传递和交换，必须通过接口耦合来实现。而两个信号强弱相差悬殊的必须通过接口耦合来实现。而两个信号强弱相差悬殊的环节之间，也必须通过接口耦合后，才能匹配。变换放环节之间，也必须通过接口耦合后，才能匹配。变换放大的信号要在两个环节之间可靠、快速、准确的交换、大的信号要在两个环节之间可靠、快速、准确的交换、传递，必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范，因传递，必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范，因此接口耦合时就必须具有保证信息的逻辑控制功能，使

9、此接口耦合时就必须具有保证信息的逻辑控制功能，使信息按规定的模式进行交换与传递。信息按规定的模式进行交换与传递。能量转换能量转换 两个需要进行传输和交换的环节之间，两个需要进行传输和交换的环节之间，由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流，必须由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流，必须进行能量的转换，能量的转换包括执行器、驱动器及其进行能量的转换，能量的转换包括执行器、驱动器及其不同类型能量的最优转换方法及原理。不同类型能量的最优转换方法及原理。信息控制信息控制 在系统中，所谓智能组成要素的系统控在系统中，所谓智能组成要素的系统控制单元，在软硬件的保证下，完成信息的采集、传输、制单元，

10、在软硬件的保证下，完成信息的采集、传输、储存、分析、运算、判断、决策，以达到信息控制的目储存、分析、运算、判断、决策，以达到信息控制的目的。对于智能化程度高的信息控制系统还包含了知识获的。对于智能化程度高的信息控制系统还包含了知识获取、推理机制以及自学习功能等知识驱动功能。取、推理机制以及自学习功能等知识驱动功能。运动传递运动传递 运动传递使构成机电一体化系统各组运动传递使构成机电一体化系统各组成要素之间，不同类型运动的变换与传输以及以运动控成要素之间，不同类型运动的变换与传输以及以运动控制为目的的优化。制为目的的优化。1.1 1.1 引言引言 1.2 1.2 五大组成要素五大组成要素 四大原

11、则四大原则1.3 1.3 机电液一体化的发展趋势机电液一体化的发展趋势 一一 机电液一体化集成控制技术及发展趋势机电液一体化集成控制技术及发展趋势1.3 1.3 机电一体化的发展趋势机电一体化的发展趋势 随着液压传动技术、微电子技术和计算机技术突随着液压传动技术、微电子技术和计算机技术突飞猛进地发展，机电液一体化技术则越来越向着系统飞猛进地发展，机电液一体化技术则越来越向着系统化、智能化的方向发展，如今，机电一体化已发展出化、智能化的方向发展，如今，机电一体化已发展出众多核心技术，支持着工程领域的发展。众多核心技术，支持着工程领域的发展。1 1向智能系统化方向发展向智能系统化方向发展 所谓智能

12、化，是指系统对机器行为的准确描述，是所谓智能化，是指系统对机器行为的准确描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速

13、的微处理可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而必要的。是完全可能而必要的。所谓系统化，是指机电产品系统体系结构进一步所谓系统化，是指机电产品系统体系结构进一步采用模式化和开放式的总线结构，机电系统各部分可采用模式化和开放式的总线结构，机电系统各部分可以灵活组态，进行任意组合，这是机电液一体化和传以灵活组态，进行任意组合，这是机电液一体化和传统机械自动化的主要区别之一。统机械自动化的主要区别之一。另外，另外，机电液一体化的通信功能大大加强，局部机电液一体化的通信功能大大加强，局部

14、网络开始被大范围地使用。网络开始被大范围地使用。较高级的系统利用软件技术可以实现硬件难以实较高级的系统利用软件技术可以实现硬件难以实现的功能，使机械系统增加柔性。现的功能，使机械系统增加柔性。未来的机电液一体化更加注重产品与人的关系，未来的机电液一体化更加注重产品与人的关系，机电产品开始向着生物系统化的方向发展。机电产品开始向着生物系统化的方向发展。2 2向大型化和微型化方向发展向大型化和微型化方向发展 未来的机电一体化将会高度融合微机械技术、软件未来的机电一体化将会高度融合微机械技术、软件技术和微电子技术，所以未来的机电产品系统能进行精技术和微电子技术，所以未来的机电产品系统能进行精细操作，

15、在航空航天、生物医学和信息技术等领域都将细操作，在航空航天、生物医学和信息技术等领域都将有广阔的应用前景有广阔的应用前景。3 3向模块化和规范化方向发展向模块化和规范化方向发展 由于机电一体化产品种类繁多，研制、开发和应用由于机电一体化产品种类繁多，研制、开发和应用工作相当复杂，所以需要制定一系列标准来规范生产过工作相当复杂，所以需要制定一系列标准来规范生产过程，并最好形成大量标准化的应用模块，以方便应用。程，并最好形成大量标准化的应用模块，以方便应用。在这种形势背景下，机电一体化开始向着模块化和规范在这种形势背景下，机电一体化开始向着模块化和规范化的方向发展，如此一来，不仅可以迅速开发新产品

16、，化的方向发展，如此一来，不仅可以迅速开发新产品，而且还可以扩大生产规模，大大节约成本。而且还可以扩大生产规模，大大节约成本。4 4向网络化方向发展向网络化方向发展 计算机技术的突出成就是网络技术。网络技术的兴计算机技术的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科技、生产、政治、军事、教育及人们起和飞速发展给科技、生产、政治、军事、教育及人们的日常生活都带来了巨大的变革。由于远程控制的终端的日常生活都带来了巨大的变革。由于远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术已成大势，因此，机电液一体化产品无疑将朝着网络化已成大势，因此，机电液一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。方向发展。5 5向节能、高效、可靠和环保方向发展，即向绿向节能、高效、可靠和环保方向发展，即向绿色化方向发展色化方向发展 绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，必须符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生中，必须符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。机电液一