工業(yè)網(wǎng)絡控制技術論文(2)
工業(yè)網(wǎng)絡控制技術論文
工業(yè)網(wǎng)絡控制技術論文篇二
PLC及網(wǎng)絡技術在工業(yè)控制中的應用
【摘 要】伴隨時代 發(fā)展 ，進入21世紀嶄新 工業(yè) 控制領域，PLC仍然能夠引導自動化行業(yè)的發(fā)展，主要是由于在最初其采用 計算 機的設計思想和適應各種現(xiàn)場 應用，隨著 電子 事業(yè)的飛速發(fā)展，PLC已經(jīng)可以在各個領域去適應不同的客戶要求。這就是PLC的生命力，具有一個非常靈活的大腦，和可以隨時變化和更新的身體部件。
【關鍵詞】工業(yè)控制 編程 PLC
現(xiàn)代 鋼鐵生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的手動操作已遠遠不能獲得好的控制品質。目前，在電氣控制領域，國內外普遍采用PLC。特別是最近幾年的冶金行業(yè)中，PLC以其在工業(yè)惡劣 環(huán)境下仍能高可靠性 工作，及抗干擾能力強的特點而獲得更為廣泛的使用。PLC將電氣、儀表、控制這三電集于一體，可以方便、靈活地組合成各種不同規(guī)模和要求的控制系統(tǒng)，以適應各種工業(yè)控制的需要。由于PLC是專為工業(yè)控制而設計的，其結構緊密、堅固、體積小巧，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。隨著微電子技術的快速發(fā)展，PLC的制造成本不斷下降，而其功能卻大大增強。在先進工業(yè)國家中PLC已成為工業(yè)控制的標準設備，應用幾乎覆蓋了所有工業(yè) 企業(yè) ，日益躍居現(xiàn)代工業(yè)自動化三大支柱(PLC,ROBOT,CAD/CAM)的主導地位。
可編程序控制器是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的 機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P的外圍設備都應該按照易于與控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。
一、PLC具有以下顯著特點
1.極高的可靠性
由于工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境條件遠比通用 計算機所處的環(huán)境差，因此要求PLC具有很強的抗干擾能力，并且應能在比較惡劣的運行環(huán)境中(如高溫、過電壓、強電磁干擾和高濕度等)長期可靠地運行。
2.使用方便
(1)操作方便：對PLC的操作包括程序輸入的操作和程序更改的操作。大多數(shù)PLC采用編程器進行程序輸入和更改的操作。更改程序的操作也可直接根據(jù)所需的地址編號繼電器編號或接點號進行搜索或順序尋找，然后進行更改。
(2)編程方便：PLC有梯形圖、布爾助記符、功能表圖多種程序控制設計 語言可供使用。
(3)維修方便：當系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過硬件和 軟件的自診斷，維修人員可根據(jù)有關故障信號燈的指示和故障代碼的顯示，或通過編程器和CRT屏幕的顯示，很快地找到故障所在的部位，為迅速排除故障和修復節(jié)省了時間。
3.靈活性高
PLC的靈活性表現(xiàn)在下列三方面。
(1)編程的靈活性：PLC采用的編程 語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊圖等，只要掌握其中一種語言就可進行編程。
(2)擴展的靈活性：PLC根據(jù) 應用的規(guī)模的不斷擴展，它不僅可以通過增加輸入、輸出卡件增加點數(shù)，通過擴展單元來擴大容量和功能，也可通過多臺PLC的通信來擴大容量和功能。
(3)操作的靈活性：操作的靈活性指設計的 工作量大大減少，編程的工作量和安裝施工的工作量大大減少，操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變得容易。
4.機電一體化
PLC是專門為 工業(yè) 過程控制而設計的控制設備，它的體積大大減小，功能不斷完善，抗干擾性能增強， 機械和電氣部件被有機地結合在一個設備內，把儀表 電子 和 計算 機的功能綜合在一起。
網(wǎng)絡 技術在 現(xiàn)代 控制系統(tǒng)中的應用越來越普遍，所謂控制網(wǎng)絡一般指以控制“事務對象”為特征的 計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)，它主要面向 企業(yè) 或某個系統(tǒng)的底層?？刂凭W(wǎng)絡來源于計算機網(wǎng)絡技術，與一般的計算機網(wǎng)絡有許多共同點，但又有不同和獨特之處，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
(1)控制網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r性和系統(tǒng)響應的實時性是其基本要求;
(2)控制網(wǎng)絡強調在惡劣 環(huán)境下數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院涂煽啃?
(3)通訊方式多采用廣播或組播方式;
(4)控制網(wǎng)絡必須解決多家產(chǎn)品和系統(tǒng)在同一網(wǎng)絡中相互兼容及互操作性問題。
現(xiàn)場總線是近幾年來備受關注并得到迅速 發(fā)展 的控制網(wǎng)絡新技術。它以具備數(shù)字計算與數(shù)字通訊能力的現(xiàn)場設備作為網(wǎng)絡節(jié)點，以總線作為節(jié)點實現(xiàn)數(shù)字通信的 聯(lián)系紐帶，構成開放式、數(shù)字化的控制網(wǎng)絡，因而又被譽為自動化領域的通訊與網(wǎng)絡技術。建設以現(xiàn)場總線控制網(wǎng)路為基礎的實現(xiàn)企業(yè) 管理、經(jīng)營、控制一體化的信息系統(tǒng)，是許多現(xiàn)代企業(yè)正努力實現(xiàn)的目標。通過企業(yè)網(wǎng)絡將管理、經(jīng)營、控制協(xié)調為一個整體，實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)加工、原料供應與產(chǎn)品儲運、市場信息、企業(yè)管理、決策過程等的一體化解決方案。就現(xiàn)場總線系統(tǒng)而言由于各種現(xiàn)場總線采用的通訊協(xié)議和介質不同，不同標準的總線設備之間的互連和互操作存在許多障礙。
控制系統(tǒng)第一層通訊網(wǎng)絡操作室主機與PLC之間采用PROFIBUS現(xiàn)場總線通訊協(xié)議構成現(xiàn)場總線工業(yè)控制網(wǎng)絡，實現(xiàn)彼此的信息交換。通過網(wǎng)絡把高爐系統(tǒng)的工藝參數(shù)設定值和對電氣設備的操作從人機接口傳送到PLC，把各個設備的狀態(tài)和工藝、電氣參數(shù)及故障由PLC收集送到人機接口的CRT顯示。PROFIBUS是一種國際性的開放式現(xiàn)場中線標準，PROFIBUS可使分散數(shù)字化控制器從現(xiàn)場的底層到車間級網(wǎng)絡化。PROFIBUS采用RS485傳輸方式，RS485是PROFIBUS最常用的一種傳輸方式。
控制系統(tǒng)第二層通訊網(wǎng)絡操作室主機、調度室和值班室的工控機之間采用TCP/IP網(wǎng)絡通訊協(xié)議互相連接成Ether NET網(wǎng)，Ether NET網(wǎng)是IEEE802.3所支持的局域網(wǎng)標準。按照國際標準化 組織開放系統(tǒng)互連 參考 模型的7層結構，Ether NET網(wǎng)標準只定義了鏈路層和物理層，作為一個完整的通訊系統(tǒng)，它需要高層協(xié)議的支持。APARNT在制定了TCP/IP高層通訊協(xié)議并把Ether NET網(wǎng)作為其數(shù)據(jù)鏈路和物理層的協(xié)議之后，Ether NET網(wǎng)便和TCP/IP緊密的捆綁在一起了。以后，由于國際互聯(lián)網(wǎng)采用了Ether NET網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議，人們甚至把超文本連接HTTP等與TCP/IP協(xié)議組放在一起，俗稱為Ether NET網(wǎng)技術。
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