工业控制技术 课件 0101-工业控制系统调研

工业控制系统调研重庆电子工程职业学院工业控制系统调研指示灯点动控制任务101认知工业控制系统02PLC03工业组态软件04任务练习一认知工业控制系统一、认知工业控制系统工业控制（IndustrialControl）是指使用计算机技术、微电子技术、电气手段，使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化，并具有可控性及可视性。工业控制系统（IndustrialControlSystems，ICS）是由各种自动化控制组件以及对实时数据进行采集、监测的过程控制组件共同构成的确保工业基础设施自动化运行、过程控制与监控的业务流程管控系统。在工业领域中使用的工业控制系统主要有数据采集与监视控制系统（SCADA）、分布式控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器（PLC）。企业工业控制系统功能层次图一、认知工业控制系统工业控制系统关系生产设备的运行、人员的健康安全、生态环境的保护以及国民经济的影响，有着特殊的要求：性能要求，实时性高；可靠性要求，复杂的工业生产环境，选用可靠性高的设备，可选冗余系统或组件，做好检修计划，降低非预期停机；风险管理要求，强化人员、环境、设备、产品、知识产权等风险管理；安全管理要求，数据上网，安全意识薄弱，工业控制系统安全影响巨大；技术支持要求，专业性强；系统生命周期要求，一般为10-20年，工艺和设备逐渐优化。一、认知工业控制系统一、工业控制系统2019年中国工业自动化控制市场规模达到1865亿元，较2018年增长1.8%，根据工控网预测，2022年将达到2085亿元。2010-2022年中国工业自动化控制市场规模及发展预测（单位：亿元）工业控制行业的发展前景：国家产业政策大力支持工业自动化控制系统行业、智能制造的发展中国人口红利优势正在丧失，人力成本提高促进对工控产品的需求产品应用领域不断拓展带来新的发展机遇国外封锁促使国产技术的提升一、认知工业控制系统二PLC二、PLC可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC），一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行。（一）PLC硬件结构PLC硬件结构二、PLC（二）PLC硬件结构PLC是周期循环扫描执行，扫描过程分为内部处理、通信服务、输入处理、程序执行、输出几个阶段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。PLC工作过程二、PLC（三）PLC分类可按结构形式，分为整体式和模块式；或者按功能不同，分为低档、中档和高档。但在工程实际中，最常见的分类是按I/O点数的多少进行分类。续表PLCI/O点数CPU数用途主要品牌型号小型<

256点单CPU多用于单机控制或小型系统的控制德国西门子的S7200、S7200smart、S7-1200，日本三菱的FX系列，美国AB的MicroLogix控制器，施耐德的M100、M200系列，欧姆龙的CP、CQM1H、CJ1M系列，和利时的LM系列中型<

2048点双CPU多用于设备直接控制，可对多个下一级PLC进行监控德国西门子的S7300、S71500，日本三菱的L系列，美国AB的CompactLogix控制器，施耐德的M340、Premium系列，欧姆龙的C200H、CJ1、CS1系列，和利时的LE系列大型≥2048点多CPU多用于较复杂的算术运算，还可完成复杂的矩阵运算德国西门子的S7400、S71500，日本三菱的Q系列，美国AB的ControlLogix控制器，施耐德的Quantumn系列，欧姆龙的CV、CS1D系列，和利时的LK系列三工业组态软件三、工业组态软件（一）工业组态软件又称工业组态监控系统软件，是指数据采集与过程控制的专用软件，也是指在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境。其主要功能：画面功能（GraphicsSystem）：监视底层设备数据、工艺流程等。消息系统（MessageSystem）：存储、显示消息/报警/故障，以便查看、追踪。归档系统（ArchivingSystem）：保存、管理历史数据，方便日后追述，查询。报表系统（ReportSystem）：可对组态数据、运行数据、历史数据及外部数据生成报表。脚本系统（ScriptProcessing）：支持VB脚本和C脚本等，自己开发一些专用的功能。过程通讯（ProcessCommunications）：和PLC等底层设备进行通讯。标准接口（StandardInterfaces）：提供第三方设备的交互接口，允许进行数据读写。编程接口（ProgrammingInterfaces）：提供编程接口，方便用户进行功能扩展。用户管理：自由组态用户组和管理权限，只有授权的用户才能进行制定的操作。三、工业组态软件（二）工业组态软件的设计流程前期准备工作。组态前，应首先确定测点清单、控制运算方案、系统硬件配置。建立目标工程。组态前，定义一个工程名，建立起了该工程的数据目录。系统组态设备。通过系统配置组态软件图形化完成应用系统的硬件配置。数据库组态。定义和编辑系统各站的点信息，这是形成整个应用系统的基础。图形、报表组态。图形组态包括背景图定义和动态点定义，其中动态点动态显示其实时值或历史变化情况。通过把图形文件连入系统，就可实现图形的显示和切换。编译生成。系统联编功能连接形成系统库，系统包括实时库（常变化项）和参数库（不常变化项）两个部分组成。服务器包含了所有的数据库信息，现场控制站上只包含该站相关的点和方案页信息。系统下装。应用系统生成完毕后，应用系