随着现代科学技术的迅猛发展,工业控制技术也日新月异。到目前为止,工业控 制技术已经历了三次飞跃:
第一次是在五、六十年代,从传统的电气传统控制发展到以模拟信号为主的电子 装置和自动化仪表的控制系统,这次飞跃是以微电子技术的进步为基础[2]。
第二次则是在七、八十年代,集散型控制系统(DCS)的出现,把分散的、单回路 的测控系统采用计算机进行了统一的管理。DCS 对工业控制技术的发展起到了极大 的推动作用,这次飞跃是以计算机技术的飞速发展为基础的。
第三次是进入九十年代以后,现场总线(Field bus)技术的兴起和逐渐成熟,使 其成为自动化领域的主导技术。现场总线控制系统 FCS 是在计算机网络技术飞速发 展的推动下形成的,人们称之为 3C(Computer Communication Control)技术[3]。 1。2 课题研究现状
DCS 仍是目前应用的主流。DCS 是在集中式计算机控制系统应用的基础上发展 起来的一种集计算机、通讯、控制和显示技术于一体的工业计算机系统。它采用控制 功能分散、操作管理集中信息共享的基本原则,结构上采用能独立运行的工作站进行 局部控制,工作站间采用局部网络进行通讯实现信息传递;在功能上,采用分层递阶 控制思想,并可与更上一级计算机或网络系统进行通讯联络。近年来为使 DCS 更加 适应工业生产现场,新一代 DCS 还进一步作了如下改进。
1 系统开放化
2 采用通用工作站
3 超大型化和微型化
4 通讯介质多样化
5 DCS 与 PLC 相互融合
6 软件不断丰富
7 应用大屏幕显示技术
1。3 PLC 选择
PLC 选型时必须分析工艺过程和控制要求,确认控制任务及范围所需的操作和动 作,选择高性价比的可编程序控制器和设计相应的控制系统[4]。
1。3。1 输入输出(I/O)点数的估算
I/O 点数估计时应考虑适当的点数余量,一般根据统计的 I/O 点数,重新增加 10%
至 20%的扩展余量之后,方可作为 I/O 点的数据。
1。3。2 存储器容量的估算
存储器内存容量的估计基本上都是按照数字量 I/O 点的 10~15 倍,再加上模拟 I/O 点的 100 倍,然后将这个数作为内存的总字数(16 位为一个字),最后再根据此数 25%进行余量的考虑。
1。3。3 运算功能
一般的 PLC 运算功能主要包括逻辑运算、计时计数功能、数据移位、比较等一 系列运算功能。
1。3。4 编程功能
PLC 的编程方式可以分为离线编程方式和在线编程方式 2 种。离线编程方式使用 和调试起来不太方便,但是可以有效的降低系统成本。在线编程方式系统调试和操作 比起离线编程方式方便,可是成本比较高,此种编程方式在大中型的 PLC 中经常采 用。
根据本工业控制系统的要求,需要的输入点输出点分别为 12 个和 5 个。因此,
S7-200 CPU 226 AC/DC/继电器型为不二之选。
1。4 系统的基本组成
本论文的主要研究工作是根据货物生产线的实际要求,利用 PLC 控制技术,设 计并实现一个具有自动化程度高、稳定可靠、操作灵活的全自动的工业控制系统,满
足工业生产需要。 本工业控制系统由无杆气缸搬运单元、模拟加工单元、旋转气缸搬运单元等组成。 对于判断物料的位置、状态以及颜色等功能,在工业控制系统设备上经常使用多
种类型的传感器来实现以上功能[5]。传感器技术是机电一体化技术中的关键技术,是 现代工业实现高度自动化的前提之一。