S7-300PLC与工业网络控制技术.ppt

S7-300PLC与工业网络控制技术 张 斌 四川工程职业技术学院电气化教研室 2008年9月 序 言 工业自动化技术的发展 工业网络控制概述 PLC的发展 课程主要内容 工业自动化技术的发展 工业类型 按加工处理模式，把工业划分为流程工业、制造业、混合工业三种类型。 流程工业：对物流（气体、液体为主）进行连续加工，对压力、流量、温度、物位等参数进行过程控制为主，大部分场合还有防爆要求。以石油、化工行业为代表。 制造业：对物体进行品质处理、形状加工、组装，以位置形状、力、速度等机械量和逻辑控制为主。以机械制造、汽车制造、生产流水线等为代表。 混合工业：上述两种类型的混合。以冶金、纺织、造纸、电力等行业为代表。 工业自动化技术的发展 自动化技术的发展历程（以流程工业为例） 20世纪50年代 气动盘装仪表 气动变送器和阀门 0.02-0.1MPa 20世纪60年代： 电动单元仪表 电动变送器和阀门 4-20mA 1-5V 20世纪70年代中后期： 集散控制系统和PLC 、IPC 电动仪表和智能仪表 4-20mA 1-5V 20世纪90年代： 现场总线控制系统 总线型智能仪表和设备 全数字信号 工业自动化技术的发展 总结 工业自动化技术的发展从简单的电动单元组合式模拟仪表控制系统、DCS、PLC、IPC，一直发展到现在的FCS。从单机控制系统到工业网络控制系统。 随着社会自动化程度的不断提高，互联网技术的不断成熟，传 统的以单元生产设备为核心的自动化孤岛时代已经过去， 多层次网络互联的自动 化网络化时代正在到来。 工业网络概述 什么是工业网络？ 是应用于工业领域的计算机网络。具体的说是在一个企业范围内将信号检测、数据传输、处理、存储、计算、控制等设备或系统连接在一起，以实现企业内部的资源共享、信息管理、过程控制、经营决策，并能够访问企业外部资源和提供限制性外部访问，使得企业的生产、管理和经营能够高效率地协调动作，从而实现企业集成管理和控制的一种网络环境。 工业网络概述 工业网络的特点 确定性：地域范围、服务范围、控制对象和动作方式是明确的，在一定时期内是稳定的。 集成性：通过技术集成实现了数据集成，得到了功能集成。 安全性：要严防不良侵入，确保系统的稳定和安全。 限制性：作为企业内部的纽带也是联系外部客户的桥梁，确保安全的前提下有限制的对外开放。 可靠性：其底层处于工业现场，应该有强大的抗干扰能力和抵御突发故障的能力。 实时性：底层网络的响应要快，才能满足时刻变化的工业现场参数对控制算法和计算结果的要求，迅速完成监控任务。 工业网络概述 工业网络的结构 按网络连接结构（网络系统）划分： 底层控制网(Infranet, Infrastructure internet) 企业内部网(Intranet, Internal internet) 外部互联网(Internet) 工业网络概述 工业网络的结构 按网络的功能结构划分： 工业网络概述 工业网络的结构 工业控制网络是在工业网络的功能结构层次中处于底层的位置，是构成整个工业网络的基础。 它主要完成现场信号的采集和处理。（包括生产过程的各种控制参数、设备运行的实时信息） 工业网络概述 西门子的工业网络 1997年提出的“全集成自动化”（TIA，Totally Integrated Automation)概念。 见书的P1，图1-1 PLC的发展 从60年代末、70年代初出现并得到迅猛发展的PLC，从简单的逻辑顺序控制到现在复杂的过程控制、运动控制系统都扮演着非常重要和不可替代的角色，使其成为工业自动化领域的三大技术支柱之一。 （ PLC、机器人、CAD/CAM） PLC的发展 PLC是自动化应用的核心产品，它有以下的一些发展： 在过程控制领域的发展 有模拟量输入/输出模块、PID控制模块、热电偶、RTD直接输入模块。 网络功能的发展 智能输入输出模块 专用智能PID控制器、智能模拟量I/O模块、智能位置控制模块、计数模块、智能通讯模块等。 PLC的发展 总结： PLC是自动化应用的核心产品，它朝着两个方向发展： 一是朝着小型、简易、价格低廉的方向发展。 这种可编程序控制器可以广泛地取代继电器控制系统，用于单机控制和规模比较小的自动化生产线控制。 二是朝着大型、高速、多功能和多层分布式全自动网络化方向发展。 这类可编程序控制器一般为多处理器系统，有较大的存储能力和功能很强的输入输出接口。系统不仅具有逻辑运算、计时、计数等功能，还具备数值运算、模拟调节、实时监控、记录显示、计算机接口、数据传送等功能，还能进行中断控制、智能控制、过程控制、远程控制等。 通过网络可以与上位机通讯，配备数据采集系统、数据分析系统、彩色图像系统的操