工业自动化是指机器设备或生产过程在不需要人工直接干预或较少干预的情况下,按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。按功能划分,自动化控制具体包括控制系统、驱动系统、反馈系统、执行系统、运动控制系统等,其中的控制系统被称为是工厂的“大脑”,是工业生产尤其是流程工业的和基础,其安全稳定性、效率性直接影响生产流程各个生产环节。传统控制系统一般包括仪器仪表系统、DCS系统、PLC系统、SIS系统、SCADA系统、执行调节系统等。即集散控制系统,由输入输出模块、通信模块、控制器和人机界面组成,是一种以控制器和现场设备为基础,将相关工艺信号汇集到系统中,由操作站进行监视或其他控制操作,以分散控制、集中操作、分级管理为主要特征的工业自动化控制系统。侧重于局部逻辑控制相比,DCS更注重模拟量的控制,因此DCS系统拥有更强的数据传输和管理能力,这也是大型项目广泛应用DCS系统的主要原因。
21世纪的控制系统将是网络与控制结合的系统。对网络化控制系统(Networked Control System,简称NCS)的研究已经成为当前自动化领域中的课题之一。随着通信网络作为一个系统环节嵌入控制系统,这很大地丰富了工业控制技术和手段,使自动化系统与工业控制系统在体系结构、控制方法以及人机协作方法等方面都发生了较大的变化,与此同时也带来了一些新的问题,如控制与通信的耦合、时间延迟、信息调度方法、分布式控制方式与故障疹断等。
自 2004 年推出以来,ABB 的 IndustrialIT Extended Automation System 800xA 已销售给各行各业的 6,000 多家新老 ABB 客户。这个数字包括新系统安装,以及现有 ABB 系统升级到 800xA。系统 800xA 是许多 的行业特定自动化应用程序的基础。从一开始就设计为一个集成平台,它已被证明可以促进协作,提高操作员效率,实现无缝控制解决方案,并通过集成多样化的、通常立的工厂系统、应用程序、信息或现场总线和控制器平台提供灵活的演进路径。
软件进展将采用广泛使用的通讯标准提供不同设备的连接,新的PLC指令将立足于增加PLC的智能性,基于知识的学习型的指令也将逐步被引入,以增加系统的能力。可以肯定的是,未来的工厂自动化中,PLC将肯定占据重要的地位,控制策略将被智能地分布开来,而不是集中,超级PLC将在需要复杂运算、网络通信和对小型PLC和机器控制器的监控的应用中获得使用。
实际的DCS操作站是典型的计算机,它与控制站不同,有着丰富的外围设备和人机界面。在人机界面方面,逐渐过渡为以GUI图形用户界面为平台并采用鼠标,组态时制作流程图和控制回路图等采用菜单、窗口等,使人机界面友好。第三代DCS操作站是在个人计算机(PC)及Windows操作系统普及和通用监控图形软件已商品化的基础上诞生的。DDE或OPC接口技术,以太网接口与管理网络相连。DCS系统组态、操作站组态、控制站组态均有相应软件,为DCS用户的工程设计人员提供人机界面。有的DCS的采用通用监控图形软件,或以此类软件为核心,进行二次开发。
PLC有三种输入类型。一是直流输入,一般为DC24V或DC12V,分为源输入和漏输入。源输入是指输入电压为0V,COM端接24V,漏输入是指输入电压为24V,COM端0V;二是交流输入,输入规格为AC220V;第三种输入是模拟量输入,规格为0-20MA电流信号、4-20MA电流信号。
plc输出有三种类型:种是继电器输出,继电器输出反应速度慢,输出电流大,一般达到2A,但触电寿命短,输出频率低,大1HZ;二是晶体管输出,晶体管输出反应速度快,输出电流小,接触寿命长,输出频率高,可达到10KHZ;三是模拟输出,规格一般为0-20MA电流信号、4-20MA电流信号、0-5V电压信号、0-10V电压信号等。
plc开关量输出类型大致分为三种,继电器输出型、晶体管输出型和可控硅输出型. R-继电器;T-晶体管
继电器输出交流直流都可以,晶体管常见有5vdc和24vdc输出,可控硅比较少见,只有特殊输出型号才有.
考虑选用的输出模块类型,通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广(可接市电)、负载能力大,导通压降小,承受瞬时电压和过电流的能力较强,但寿命短、响应时间较长、动作速度较慢等.
在伺服驱动器速度闭环中,电机转子实时速度测量精度对于改善速度坏的转速控制动静态特性至关重要。为寻求测量精度与系统成本的平衡,一般采用增量式光电编码器作为测速传感器,与其对应的常用测速方法为M/测速法。M测速法里然具有一定的测量精度和较宽的测量范围,但这种方法有其固有的缺陷,主要包括:1)测速周期内检测到至少一个完整的码盘脉冲,限制了低可测转速;2)用于测速的2个控制系统定时器开关难以严格保持同步,在速度变化较大的测量场合中无法测速精度。因此应用该测速法的传统速度环设计方案难以提高伺服驱动器速度跟随与控制性能
电源模块是一种可以直接贴装在印刷电路板上的电源转换器,按变换方式一般分为AC转DC或DC转DC。随着科技的发展,电源体积趋向模块化和小型化,于是出现了电源模块。其集成度高,将开关电源的主要电路集成在芯片中,可以实现宽频调制、隔离及多种保护等功能。
常见的基本原理由以下部分组成,输入整流滤波器,包含整流桥和输入滤波电容。单片开关电源,包括功率开关管、控制器及MOSFET。还有高频变压器、漏级钳位保护电路、光耦反馈电路、输出整流滤波器、偏置电路等部分组成。电源模块通过输入整流滤波器一般可以适配交流85~265V或直流100370V的输入电压范围,频率有47400Hz选择,常规一般为50/60Hz。因为它具有小体积、高集成度、高性价比和佳性能指标,只需要简的外围电路,配上少量分立式元件即可使用。并且拥有率、高可靠性、设计灵活等优点,现已成为开发设计中小功率开关电源的优选集成电路.