工业控制技术范文

2019-05-13 版权声明

工业控制技术

工业控制技术篇1

摘要:通过调查研究了解企业对高技能人才的需求状况,结合本校机电专业均衡发展的要求,提出了建设单片机、PLC系统综合实训教室。该实训教室的成功建设,对本校学历班教学和企业高技能人才培训都有重要的意义。关键词:现代工业控制技术;成果创新;高技能人才培训

中图分类号:TB文献标识码:A文章编号:1672-3198(2008)10-0397-02

1现代工业控制技术实训教室建设的内容

为加快落实《国务院关于大力发展职业教育的决定》和全国职业教育工作会议精神,按照学校十一五计划的要求,我校在成为广西第一所万人技校“作大”的同时,将再次“作强”;而要想“作强”,光靠发展数控技术、模具制造技术等机加工专业是不够的,也是和我校“广西机电技师学院”的牌子不相符的,机强电弱,泾渭分明,无异于一条腿走路,只有机电齐飞,相互渗透,才能将我校机电技师学院的牌子做得更大更强。鉴于我校实际现状,开展电类专业高技能人才教育大势所趋,迫在眉睫。在2006年里,由电工专业两位骨干教师负责对电类专业和数控维修专业高技能人才教育的教学设施、设备课题进行了调研。通过对省内外几所高职高专技术学院、高级技工学校和广西十几家大型企业的调研后发现,在我校建设单片机、PLC系统综合实训教室是必要的和可行的。于是,在2007年初成立了“单片机、PLC系统综合实训教室的建设”教学科研课题立项筹备小组,对课题进行了策划及申报;经过大家的共同努力,经学校学术委员会审核后,学校研究决定,同意立项并下文批准建设。

“单片机、PLC系统综合实训教室的建设”教学科研课题的内容主要包括三个部分:一是PLC、触摸屏、变频器综合实验台的制作;二是西门子自动化工控产品PLC网络教学展示屏的制作;三是单片机、PLC系统综合实训教室的整体布局。

2实训教室建设实施过程

第一阶段主要是完成单片机、PLC系统综合实训教室整体布局、单片机、PLC系统综合实训教室设备的调试、单片机、PLC系统综合实训教室设备的试运行阶段。

在这个阶段首先是制订课题所需设备材料;其次是电脑桌及PLC、触摸屏、变频器综合实验台的设计并制作;再次是完成单片机、PLC系统综合实训教室整体布局的部分布局,进入单片机、PLC系统综合实训教室设备的调试和试运行阶段。在这个试运行阶段中,先后分别成功的举办了由柳州市总工会和柳州市科协组织的2007年柳州市紧缺人才(电类高技能人才)培训班的培训;举办了2007年广西社会化技师、高级技师考核培训班的培训和考核鉴定;举办了2007年上汽通用五菱职工维修电工技能竞赛;举办了2007年上汽通用五菱职工维修电工技能竞赛;举办了由市总工会组织的2007年柳州市职工维修电工技能竞赛;另外,还利用单片机、PLC系统综合实训教室,开展了我校参加全国第二届技工院校维修电工专业竞赛(广西赛区)选手的强化训练。

第二阶段主要是课题调试、运作及修补过程。通过第一阶段的试运行后,课题进入调试、运作及修补过程。在这个过程中,完成了我校数维专业的PLC模块的实习教学任务;成功的举办了2007年广西柳工机械工程责任有限公司职工维修电工技能竞赛;完成了玉柴机器股份有限公司五名选手和柳州市六名选手的强化训练,该11名选手在2007年11月参加广西第二届职工维修电工技能竞赛中,分别取得了个人第一、第三、第四、第六、第七、第八、第十名,团体第一、第二名的好成绩,得到了玉柴机器股份有限公司和柳州市总工会的嘉奖,为学校争得了荣誉;在整个第二阶段的课题调试、运作及修补过程中,不断完善,最后在2007年底,本课题中“PLC、触摸屏、变频器综合实验台的制作”分课题,先后在参加2007年学校教科研成果评比和第六届全国技工学校科研课题开发成果评比中,都取得了“一等奖”的荣誉。

第三阶段主要是“西门子自动化工控产品PLC网络教学展示屏”分课题的制作阶段。该阶段的主要工作内容:西门子自动化工控产品PLC网络教学展示屏和三菱Q系列工业现场控制总线配电盘的设计及制作;课题模块的安装、设计编程过程、为课题调试、运作及修补过程;请有关企业专家和兄弟院校的专家对课题成果进行评估。

3实训教室建设的研究成果形式、创新之处

3.1研究成果形式

“单片机、PLC系统综合实训教室的建设”教学科研课题成果属于实验实训教室的建设类课题,其中该成果中的“PLC、触摸屏、变频器综合实验台的制作”和“西门子自动化工控产品PLC网络教学展示屏”两个分课题,都属于教学设备设施类课题。

3.2成果创新之处

该成果是集教学、培训、职业技能鉴定和技术服务为一体的多功能的电类高技能人才实训教室。该教室的整体设计的最大创新之处是利用了计算机仿真技术,使得投入六套PLC设备便可满足42人同时练习,大大降低了投资成本,具有教学模块先进、齐全、实用、高效等特点。

该教室内设43台计算机,其中1台计算机作为教师多媒体教学的主机,其他42台计算机作为学生学习单片机、PLC、触摸屏、电子电路等模块的编程设计及模拟仿真;这43台计算机通过两台24口的交换机构建成多媒体计算机教学网络。

自制的6台PLC、触摸屏、变频器综合实验台,它是一个多功能实验台,主要用于PLC设计、变频器、触摸屏的设计安装调试技能训练。该实验台采用目前最为先进的FX-3U三菱可编程序控制器及三菱系列的触摸屏、变频器等设备作为控制模块,并与Q系列机组成工业现场总线控制,实验台上的计算机分别通过网络与教师主机和学生的编程电脑相连,实现编程计算机与实验台的信息共享。在实验台上还装有活动的I/O外部接线的配线控制板。

自制的西门子自动化工控产品PLC网络教学展示屏,主要用于电类高技能人才与时俱进培训现代自动化工控的模块。它采用目前应用最为广泛及先进的西门子S7-300、200系列的PLC、触摸屏、MM440系列变频器,特别是采用了CP343-1TCP工业以太网通讯处理器,该PLC网络教学展示屏与42台编程电脑相连,实现了机屏分离而信息共享。

4实训教室建设成果应用前景及产生的效果

4.1应用前景

由于该成果的整体设计主要解决了演示教学、编程设计、模拟仿真以及安装调试四位分离的问题。它将构建成集演示教学、编程设计、模拟仿真以及安装调试四位一体的流程式实训环境,营造工程氛围,改革教学方式,有利于高技能人才的培养,因此,在应用前景方面相当乐观,主要体现在:一是“优化实训资源配置,构建流程式实训环境,营造工程氛围,改革培训方式,创新评价方式”。二是使建成的实训教室和已建的数控维修实训教室以及数控模具中心实训基地,一起建成为具有一定科技含量、职业氛围强、功能齐全实用、产学结合密切、职教特色明显、管理规范、使用效率高的校内技能培训基地群,一方面满足本校专业教学需要,另一方面面向社会,服务当地各企业职工职业资格证考试、服务当地劳动力转移培训、服务相关企业行业职工培训,成为集教学、培训、职业技能鉴定和技术服务为一体的多功能实训基地。它主要承担维修电工中、高级工、技师和高级技师等高技能人才的单片机设计、PLC设计、变频器、触摸屏以及电子CAD的设计安装调试的技能训练和鉴定。

另外,该成果之一的“PLC、触摸屏、变频器综合实验台”和“西门子自动化工控产品PLC网络教学展示屏”,可以作为教学设备开发产品,面向中、高等职业技术学校电类高技能人才培训进行推广应用,打造广西职业技术教育电类高技能人才培训先进设备的品牌。

4.2产生的效果

通过对我校选手和玉柴机器股份有限公司选手和柳州市选手的培训教学和强化训练,这些选手在竞赛中所取得的成绩,充分表明了本课题成果的先进性和实用性。

同时,通过成功的举办2007年的各项技能竞赛和技能培训和举办了2007、2008年广西社会化技师、高级技师考核培训班的培训和考核鉴定。目前,已有柳州市总工会、玉柴机器股份有限公司、上汽通用五菱、广西柳工机械工程责任有限公司等企业与我校达成初步协议,要求每年为其企业进行电类高技能人才培训,产生了很好的社会效应。

工业控制技术篇2

摘 要:随着时代的进步和科技的发展,PLC技术在计算机领域的应用有很大的空间,而且其日后发展意义重大。随着工业自动化的不断推进,该技术在工业领域的发展也会发挥重大的作用。所以,在职业教育中要将PLC技术作为专业教学的重点,这也是学生日后工作岗位上的需要。

关键词:PLC控制技术;应用范围;注意事项

一、PLC控制技术在工业控制中的应用范围

如今,随着时代的进步以及科技的不断发展,我国的计算机技术以及微电子技术正在飞快地发展着,而由于PLC技术广泛地应用了计算机技术,也同时具有计算机的相关功能,因此其一方面能够实现逻辑控制,另一方面还具有数据处理的功能。除此之外,由于PCL控制技术具有组装方便、编程简单等多种特点,也使其得到了广泛的应用,一般来讲,PLC技术在工业控制当中主要应用在以下几个范围:

1.用于开关量的逻辑控制

在这一方面PLC技术能够代替继电器进行使用,PLC技术的使用,使逻辑控制以及顺序都得到了有效的实现,一方面能够满足对单台设置的控制;另一方面还能够对自动化流水线进行控制。在具体的工作当中,注塑机、组合机床等都会利用到PLC技术用于开关量的逻辑控制。

2.用于工业的过程控制

就目前对PLC技术的应用来看,对PLC技术的应用,已经不是单单地被应用在离散过程的控制领域当中,在连续过程的控制领域当中PLC技术也得到了十分广泛的应用。随着全球经济化的不断推进,我国传统工业过程的控制市场竞争正在不断加深,很多供应商都认识到了改革和创新的必要性,并有针对性地进行了开拓研究,将传统的过程控制领域进行转移,同时也不得不将一些传统PLC占据的市场抛弃掉,例如,冶金、化工等领域。

3.用于运动控制

在运动控制领域当中,PLC已经得到了很长时间的应用,此外,PLC在运动控制当中的应用也不断地呈现出增长的趋势。将PLC技术应用在运动控制当中,可以对圆周或者是直线运动进行有效的控制,一般而言,通常需要利用专门的运动控制模块和PLC技术进行联合的应用,这种技术在各种机械、电梯等场合都已经得到了大量的有效运用。

4.用于数据处理

由于PLC技术是多种科学技术的整合体,因此PLC技术具备了数学运算、数据转换等多种功能,能够有效地实现数据的采集、处理等工作,从数据的处理上来讲,PLC技术一般主要用于食品工业等控制系统当中。

5.用于通信和联网

就PLC技术的通信功能来讲,PLC技术一方面能够实现PLC与PLC之间的通信,同时也能实现PLC与其他设备之间的通信,如今,随着时代的进步以及科学技术的不断发展,工厂的自动化也在不断推进,这也在一定程度上推进了PLC技术的发展,就目前看来,PLC技术都已经具备通信接口,这使得PLC技术的通信功能更加便捷。

二、PLC技术在工业控制应用当中的注意事项

1.温度

就PLC技术来讲,它要求的环境温度一般是0~55℃之间,这就要求在安装的过程中,不能将PLC放在热量较大的元件下,同时,其周围的通风以及散热空间应足够大,并要保证基本单元与扩展单元之间保留30毫米的间隔,而在开关柜上,不应设置百叶窗,应避免阳光照射,如果发现环境的温度高于55℃,则应安装风扇,进行强迫性的通风。

2.温度

对于PLC周围的空气湿度,应保证小于85%的范围之内,此外,还应保证周围的空气当中不会出现凝露的状况,这种要求是要保证PLC自身的绝缘性。

3.震动

PLC应远离振动源,防治10~55HZ的连续震动,如果不可避免震动的产生,则应有针对性地采取减震措施。

4.空气

对于PLC周围环境当中的空气质量,应保证空气当中没有易燃性或者是腐蚀性的气体存在,如果周围的空气当中存在较多的粉尘,则应将PLC安装在封闭性较为优秀的室内,并有针对性地安装净化装置。

5.电源

一般来讲,对于PLC的电源要求为50HZ 220V的交流电,而PLC本身的抵抗能力是足够对抗电源线的干扰的,对可靠性要求较高的场合,可以安装隔离变压器,减少设备与地面的干扰,一般来讲,PLC本身具有24V的直流输出接线端。

三、PLC在工业应用中的抗干扰分析

在实际的工作过程当中,PLC通常会受到辐射干扰、系统外引线干扰、内部干扰三类干扰现象。

1.辐射干扰

一般而言,空间的辐射电磁场是通过电力网络、雷电、雷达等设备产生的,因此一般称之为辐射干扰,这种干扰的分布较为复杂。

2.系统外引线干扰

这种干扰通常通过电源引入,在我国,这种干扰的现象比较严重,一般来源为电源干扰、信号线引入干扰以及接地系统混乱干扰等几类。

3.内部干扰

一般而言,其内部干扰主要是内部元件的相互辐射产生的,对于电路来讲,这种相互辐射会产生干扰,而逻辑地以及模拟地之间的相互影响也会出现相应的干扰。

总而言之,随着时代的进步和科技的发展,如何有效地应用PLC对于PLC技术的日后发展意义重大,就从目前来看,PLC技术在未来依然有很大的发展空间,并且产品种类丰富,而在未来随着工业自动化的不断推进,PLC也会发挥更大的作用。

参考文献:

[1]李飞.PLC在矿井提升机电控系统中的应用[J].中小企业管理与科技,2011(04).

[2]傅家文.PLC在锅炉自动控制系统中的应用[J].机电国际市场,2002(12).

工业控制技术篇3

摘要:当今电气工程及自动控制方法和应用模式有了很大的改变,新技术的出现导致了传统控制系统结构的改革,全局自动化技术的应用及推广是不争的事实,是企业竞争的必然结果。然而本文全面的阐述电气自动化在工业控制技术系统实验及设计,仅供参考。

关键词:电气自动化、控制技术、系统设计

Abstract: in today's electrical engineering and automatic control method and application models had very big change, the emergence of new technology in the traditional control system structure of the reform, the global automation technology of application and promotion of this is the fact that does not dispute, it is the inevitable result of the enterprise competition. This paper discusses the overall electrical automation technology in industrial control systems experiment and design, only supplies the reference.

Keywords: electrical automation and control technology, system design

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

前言:

目前,国内外高校都在积极研究、探究高效的面向工程应用的教学模式。面向工程应用与工程专业国际认证,创新构建符合现代教育要求的综合实践教学系统也是当务之急。本文完成的创新控制技术综合实验系统的设计,正是顺应了高等工程教学的发展趋势。该设计既能完成基本电机控制、电器控制技术、可编程控制技术、人机界面组态技术、基于 PC 的软逻辑(软PLC)控制技术、计算机控制技术等实践教学的实验工作,又能拓展为面向现代自动化应用技术,开放、开发型的综合技术应用平台。

1、 工业控制技术综合实验装置设计原则

1.1 工业控制技术综合实验装置设计原则

1.1.1借助实验手段的多样性,实现对学生的创造性思维培养

实验系统中的测控对象,可用不同的技术手段或方式进行测控,这样可给学生一个多自由度的测控技术想象空间。彻底摆脱传统测控实验中,控制方法或方式的单一性,解决了传统单一方法测控实验限制学生思维方式的问题。学生通过这样的培训在了解不同的测控技术与方法的同时,还能进一步的分析各种测控方法的性能、难易程度等综合因素,使学生应用技术的分析、比较、综合能力得以提高。

1.1.2增强实验项目开放性,为强化学生动手能力的培养提供条件。

模块式的设计可以实现各种控制方式方便的、多变化的、全新的软、硬件组合,同时界面之间的接口留有余地,可任意扩展,为学生提供了控制实验、设计开发实验的开放性平台。也为教师的科研开发提供了适宜的空间。应用中,积极鼓励学生在完成教学要求实验的基础上,自主设计实验、开发实验。

1.2 工业控制技术综合实验装置创新点

现代工业控制技术开放型实验装置设计注重开放性、可扩充性;注重利用与挖掘实验设备的潜力,最大限度的提高设备利用率;注重实验系统设计的复合性,从而提高实验空间的使用效益;注重实验手段的多样性设计,为学生解决实际工程问题提供丰富的想象空间。注重将自动化的最新技术引入到实验系统中来,以弥补当前教材建设滞后应用技术的不足,最大限度地缩短学生适应未来实际工作的过渡过程。

2. 工业控制技术综合实验系统设计内容

工业控制技术综合实验装置基本覆盖了当今自动化控制技术的各种技术手段,基本内容见图 1 所示,其中上部分为控制器部分,下部分为控制对象,实验中各种控制器之间可组合成综合性实验。

图1工业控制技术综合实验装置系统

2.1常规电器与智能电器原理与应用控制部分

实验系统可提供多块常规控制电器实验模板、LOGO智能控制器实验模板。根据配置可完成常用控制电器如按钮、时间继电器、热继电器、电流继电器、电压继电器、行程开关、接近开关、中间继电器、接触器以及智能控制电器 LOGO 等的应用技术实验。

2.2变频器应用控制技术部分

系统配备变频器控制模板,三相交流电动机,该部分与常规电器、智能控制电器配合,可完成变频器的面板控制、变频器的远动分段控制等实验。

2.3可编程序控制器部分

可编程序控制器部分组成见图2 所示,该部分配备可编程序控制器控制实验模板,与典型工业控制模板系列( 控制对象) 、变频器控制模板、三相交流电动机、常规电器与智能控制电器配合, 可完成可编程序控制器编程技术实验及综合应用技术实验等。

图 2 可编程序控制器部分基本组成图示

2.4人机界面(组态软件)技术部分

人机界面(组态软件) 技术实验部分见图 3 所示,该部分配置了编程计算机、触摸屏和人机界面(软件 )技术,可完成可视化控制技术的基础性实验;配合 PLC 可构成上下位机控制。

图 3 人机界面技术部分基本组成图示

2.5 PC总线技术实验部分

PC总线技术实验部分见图 4 所示,该部分配置了计算机、PC总线板卡以及人机界面(组态软件)软件,与典型工业控制模板系列( 控制对象)、变频器控制模板、三相交流电动机、常规电器与智能控制电器配合,可完成基于 PC 控制技术实验及部分综合性应用技术实验等。

图4PC 总线技术实验部分组成示意图

2.6工业以太网技术部分

工业以太网部分选用先进的现场可编程 Ethernet总线适配器,其数据传送速率为 10M bit/s ,配置现场组合式 I/O。开关量 I/O:8/8(24V);模拟量:4 路AD、2 路DA(0-10V)。

3. 工业控制技术综合实验系统实验项目

工业控制技术综合实验装置功能:实验设计面向当今的自动化应用技术,可完成各种常规工业控制器如计算机控制、可编程控制器控制技术、总线控制技术等。可完成自动化、电气工程及其自动化、机电一体化等相关专业部分课程如“电机与拖动”、“可编程控制技术”、“电气控制技术”、“计算机控制技术”等课程的相关教学实验。特别是系统提供开放式实验教学与设计型实验支持,适合当今教育教学的知识整合与创新实验设计。基本控制实验项目可达 60 多个,系统设计模式是开放的,因而支持用户进行新实验的自主开发设计。

工业控制技术综合实验装置完成的主要实验项目分析如下。

3.1基于电器的控制实验

典型电器与智能电器原理和应用技术实验包括交流电动机的启动控制实验、交流电动机的正反转控制实验、具有过载保护的电动机的正反转控制实验、接触器、按钮连锁的正反转控制实验、交流电动机的启动综合实验、变频器面板控制应用实验、变频器外部分段控制、外部模拟量控制应用、LOGO 控制器应用实验等。

3.2基于可编程序控制器的实验

3.2.1实验模板系列实验

包括电机控制实验、天塔之光实验、抢答器实验、交通灯自控与手控实验、水塔水位自动控制实验、自动成型机实验、自控轧钢机实验、多种液体自动混合实验、自动送料装车系统实验、邮件分拣机实验、多级供电线路的机电保护、供电主接线运行实验等。

3.2.2实际接线系列实验

包括交流电动机的启动控制、交流电动机的正反转控制、具有过载保护的电动机的正反转控制、接触器、按钮连锁的正反转控制、交流电动机的启动综合实验。

3.3基于计算机的可视化(组态技术)控制实验

3.3.1实验模板系列实验

包括电机控制实验、天塔之光实验、抢答器实验、交通灯自控与手控实验、水塔水位自动控制实验、自动成型机实验、自控轧钢机实验、多种液体自动混合实验、自动送料装车系统实验、邮件分拣机实验、多级供电线路的机电保护、供电主接线运行实验等。

3.3.2实际接线系列实验

包括交流电动机的启动控制、交流电动机的正反转控制、具有过载保护的电动机的正反转控制、接触器、按钮连锁的正反转控制、交流电动机的启动综合实验。

3.4综合开发与开放性实验

PLC 与变频器的组合控制技术实验、PLC 与 MCGS组态软件综合实验、变频器与计算机组态软件综合实验等。

3.5 工业控制网技术(含分布 I/O 配置、现场编程技术、以太网通讯技术与组态技术)。

基于工业以太网的分布 I/O 控制技术或基于现场总线技术的分布 I/O 控制技术实验。

4、结语:

完成了基于现代自动化控制技术的综合实验系统设计,其内容涉及常规控制电器、智能电器、可编程序控制器、变频器、工业控制计算机板卡等自动化应用技术。该系统体现了现代控制技术在电气工程领域的应用概貌,既能完成基本的教学实验如电机控制、电器控制技术、可编程控制技术、人机界面组态技术、基于 PC 的软逻辑(软 PLC)控制技术、计算机控制技术以及工业控制应用系统设计技术等项目的工作,又能拓展为面向现代自动化应用技术,开放的、开发型的科研平台。

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