工业控制自动化技术现状和发展趋势.ppt

工业控制自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术 主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分 工业控制自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，主要解决生产效率与一致性问题。 我国工业控制自动化的发展道路，大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收，然后进行二次开发和应用。 从20世纪60年代开始，西方国家就依技术进步（即新设备、新工艺以及计算机应用）开始对传统工业进行改造，使工业得到飞速发展。 20世纪末世界上最大的变化就是全球市场的形成。 全球市场导致竞争空前激烈，促使企业必须加快新产品投放市场时间（Time to Market）、改善质量（Quality）、降低成本（Cost）以及完善服务体系（Service），这就是企业的T.Q.C.S.。 基础自动化 过程自动化 管理自动化 核心是基础自动化和过程自动化 传统的自动化系统，基础自动化部分基本被PLC和DCS所垄断 过程自动化和管理自动化部分主要是由各种进口的过程计算机或小型机组成，其硬件、系统软件和应用软件的价格之高令众多企业望而却步 中小型企业以及准大型企业走的还是低成本工业控制自动化的道路 该类企业将会大量选用基于工业PC的自动化系统 工业个人计算机（Industrial Personal Computer─IPC）是一种加固的增强型个人计算机，它可以作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行 通常称为“工控机” 全钢机箱 抗冲击、抗振动、抗电磁干扰 无源底板 由ISA和PCI总线的多个插槽组成，包括CPU卡、显示卡、控制卡、I/O卡 工业电源 CPU卡 其他配件 1、采用符合“EIA”标准的全钢化工业机箱，增强了抗电磁干扰能力。 2、采用总线结构和模块化设计技术。CPU及各功能模块皆使用插板式结构，提高了抗冲击、抗振动能力。 3、机箱内装有双风扇，正压对流排风，并装有滤尘网用以防尘。 4、配有高度可靠的工业电源，并有过压、过流保护。 5、电源及键盘均带有电子锁开关，可防止非法开、关和非法键盘输入。 6、具有自诊断功能。 7、可视需要选配I/O模板。 8、设有“看门狗”定时器，在因故障死机时，无需人的干预而自动复位。 9、开放性好，兼容性好，吸收了PC机的全部功能，可直接运行PC机的各种应用软件。 10、可配置实时操作系统，便于多任务的调度和运行。 11、可采用无源母板（底板），方便系统升级。 例如：SIMATIC-RACK-PC-847B 以工业PC、I/O装置、监控装置、控制网络组成了PC-based自动化系统 全自动汽车检测系统是通过工位机系统各负其责，完成对数据的采集传输，在主控机上实现汇总处理、控制和存储。 通过联网上传至主管部门。 1．防震动：机箱采用高强度钢结构壳体，坚固耐用，经过严格的震动和冲击实验，能够在震动的环境下正常运行 2．防温差大、潮湿、灰尘：采用7*24小时运行设计。可以很好的在-10度～60度恶劣环境下正常运行。 3．高性能：主板最高支持到P4 3.06G，支持双通道高达2G的内存，对于用户的主控机高性能要求可以很好满足 4．系统扩展性好：用户可以使用ISA的采集卡，底板还提供4个PCI槽 5．显示性能好：主板集成32MB 显存，可以很好满足用户程序的图形化要求 2.5 发展趋势 基于PC的控制系统易于安装和使用，有高级的诊断功能，为系统集成商提供了更灵活的选择，PC控制系统维护成本低，对PLC形成了冲击。 业PC与PLC的竞争将主要在高端应用 软PLC PC-based具有大运算能力；具有开放标准的系统平台和PCI接口；精美且低成本的显示技术；丰富的组网能力 系统的可靠性略差，如性能较好的IPC的平均无故障时间间隔约5万小时（PLC为100万小时）。 PC-based虽然具有很强的CPU，但其多任务操作系统是非实时的，所以程序的循环周期反而没有高性能的PLC快 三、PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展 3.1 PLC概述 国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。 它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 PLC在工控领域中占有主要的地位 PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。 主要应用在汽车（23%）粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业 从结构