PLC工业控制技术概况 新5

超声波传感器应用实例
细小的塑料 丝检测， 纸张 – 非 颜色检测，
液位控制
液体 / 剩 余液体润 滑剂 / 清 洁剂油漆 检测
滚轴直径检 测。
测量箱体的 高度和宽度
起重机 控制 铺路机 控制
光栅和光幕产品可应用于多种安全区的防护光栅和 光幕，用于危险区的防护功能
–区域/通道防护 –预警 –停机 –机器的安全性防护
2、步进电机系统 －步进控制的概念
步进控制是指对以下运动变量进行的控制： ◇位置 ◇速度
控制方式上：用脉冲串和方向信号 进行控制 步进电机系统－步进电机控制系统的缺点：
控制精度低。
•低频特性不同步进电机在低速时易出现低频振动现象 。 •矩频特性不同步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会 急剧下降。 •进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的 现象，停止时转速过高易出现过冲的现象。 •步进电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转）需要200～400毫 秒。
•
应用范围 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 传送 转速、频率 计数 定位
MOBY BERO / IQSense
基于射频的辨识 条码、二维码和字符识别 视觉检测 距离测量 形状和尺寸检测 有无判别 定位 位置检测
SIMATIC 机器视觉
13.
门控/人身保护
PLC工业控制技术概况
主讲人：李全利
PLC及其外围设备
主要有：器传感、执行器、 PLC、网络、触摸屏、上位计算机
一、几种常用传感器的简介及应用
1）开关量（二进制）：电容、电感、光电、激光扫描器、安全光幕光 栅传感器等 2）模拟量：温度、压力、流量、转速、液位、超声波传感器等 3）机器视觉传感器 4）无线射频电子标签传感器

在传送技术和运输交通物流中使用的 识别系统。 读/写距离可达3m。 安装服务简单，简化了操作工作。

无线射频电子标签应用

物流与分配中使用的识别技术。 读/写距离可达到900mm。 大容量存储空间并耐高温 (最高 +200 °C)
仓储物流


物流与分配中使用的识别技术。 读/写距离可达到420mm。 工业级的存储空间。
– 机器人
保护危险区的人和物 保护符合 EN 954-1 ，等级 3 . 灵活和独立的调节来源于四个 参数和可调节的保护区
在整个190°的工作,LS4连续 扫描（每40毫秒）所有的角度 （每0.36°). 人和物的防护半径最远可达 4 米 警告的半径最远可达 15 米
水平安全区防护
多区域的水平安全区防护
－伺服控制系统的优点
提高机械的响应、速度和灵活性 提高生产过程的柔性 减小系统建立时间 提高设备的生产率 提高加工制造精度 减少废品
零速时的满额扭矩输出
超低速的平稳运行 简化原有的机械系统，提高性能
交流伺服系统
－交流伺服系统的应用实例
工业机器人及数控机床
交流伺服系统
－交流伺服系统的应用实例
数控切割
组态软件实现的功能
参数曲线 实时监控
各种仪 表数值
状态指示
群 控 电 梯 组 态 监 控 界 面
自动化仓库系统组态监控画面
六、PLC外围设备联接及应用
非接触式的读卡器
读卡器与FPO PLC COM口通信连接图
PLC与读卡器连接应用实例
自 动 化 车 库
PLC综合应用实例录像
自动化仓库应用实例
目前著名的PLC生产厂家很多，典型有的日本的三菱（MITSUBISHI） ，德国 西门子（SIEMENS）公司 、日本的松下（NAIS）、欧姆龙（Omron）公司等 。
2、PLC的常见模块
数字量I/O扩展模块 模拟量I/O扩展模块
温度控制扩展模块
特殊功能模块（位置控制模块） 通讯模块 总线模块
直流电动机的应用
起重机
龙门刨床
7、变频器及分类
伺服 型变 频器 高性 能变 频器 通用 型变 频器 经济 型变 频器
调速
定位
变频器优点及应用
电源直接带动电机
传送带应用 变频器带动运转
突然启动停止,
软启动/软停止
8、气动电磁阀在工业上的应用
气动电磁阀在工业上的应用
三、几种常用PLC品牌及简介 1、PLC的品牌
光栅和光幕
用于危险区 手指和手的 防护的光栅
用于水平 危险区防 护的光栅
用于较大区 域的接近防 护的光栅
用于通道 防护的光 栅
光栅和光幕在生产线上的应用
GKN Hardy company, 英国
Bird Machine company, 英国
使用激光扫描器保护安全区: 不仅在固定物体方面，而且对于移动物体的应 用 – 无人驾驶的运输系统 – 电瓶车 – 电动叉车 – 过程机械 – 传送带 – 提升机
四、PLC网络简介及应用
（1）网络功能 1）数据交换 3）远距离通讯 2）省布线 4）集散控制
（2）PLC生产厂家主要网络简介 1）西门子公司的PLC通信方式主要有： PPI MPI PROFIBUS-DP/FMS/PA 以态网通信 自由口通信 2）日本松下公司PLC通信方式主要有： C-Net PC-Link PROFIBUS-DP 以态网
样式识别
控制流水线
二、几种常用执行器简介及应用
常用的执行器有：步进电机、伺服电机、直流无刷电机、直线电机、变频器、
电磁阀、交流电动机、电动调节阀、继电器等多种工业元器件。
交流伺服电机、步进电机、直流无刷电机、直线电机、交流电机特点和应用
1、交流伺服系统 －伺服控制的概念
伺服控制是指对以下运动变量进行精确的控制： ◇位置 ◇速度 ◇加速、减速 ◇力矩
交流伺服系统
－典型的伺服控制系统
速度反馈 减速器
运动
负载 工作台 编码器
电机 电源 伺服 放大器
丝杠
位置环
0 to ±10VDC
控制器
速度环
交流伺服系统
－伺服控制的特征
反馈控制 实现误差的自动校正
实现高性能的重要手段
控制方式上： •用脉冲串和方向信号 进行控制 •力矩控制 •速度控制
交流伺服系统
三相异步电动机的应用
普通车床
注塑成型机
6、直流电动机
直流电动机的调速还比较方便，可以通过调节电枢供电电压，电枢中串联
电阻，激磁回路串联电阻来实现。
直流电动机调速有三种方法，而且调节电枢供电电压的方法容易实现
平滑、无级、宽范围、低损耗的要求。尽管直流电动机调速就其性能而言， 可以相当满意，但因其结构夏杂，惯量大，维护麻烦，不适宜在恶劣环境中 运行，不易实现大容量化、高压化、高速化，而且价格昂贵。
PLC 综 合 应 用 实 例 录 像
自动贴片机
PLC综合应用实例录像
柔性制造系统
谢谢观看！
机械加工
视觉检测传感器应用实例
保质期限印字位置的检 査 字符识别
检查食品等保质期限的印字位置是 否 在规定范围内
品种判别 CD 异品种混入的防止 断路器异品种混入的检查
CD 的包装工序中，检查有无其他品 种混入（有必要将CD进行360°旋转 检查） 检查断路器柄的数字与标签处的数 字是否一致
－无刷直流电动机应用实例
旋转门 弧形门 平开门
自动门
超大门
4、直线电动机（LEM）－概念
直线电机的工作原理与 旋转电机类似。理论上讲， 旋转电机的工作方式都可以 运用于直线电机。
直线电动机及驱动
直线电动机（LEM）－特点
优点： 直接产生推力 高速运行 无接触运行
结构简单
缺点：
效率和功率因数相对较低，成本高
5、三相异步电动机（交流电机）
一、 分类：
三相：鼠笼式和绕线式
单相：家用电器 分为异步电动机和异步发电机。转速相同为同步机。
二、异步电机与直流电机相比有什么优缺点？
优点：结构简单、重量轻1/2、成本低1/3、效率高、没有换向影响、工作 稳定、维护简单方便。 缺点：启动、调速、制动性能较差，功率因数较低。 三、异步电动机的作用和地位如何？ 作用：如机床电动机。占电动机的90% 地位：占电网总容量60%以上
3）日本欧姆龙公司PLC的通信方式主要有： Controller Link Host-Link Device Net 以态网通信
4）日本三菱公司PLC的通信方式主要有： CC-Link N：N-Link
PLC网络应用
1、TVT-3000C组合式群控电梯 该系统由两台TVT-2000E组合式多层电梯和两级PLC网络组成。每台电梯 由多台PLC通过PC—LINK构成。两台电梯之间通过C-NET网络实现了远 程控制，其控制系统结构框图如下图所示
2、液晶制造设备 将多个对位控制器利用PC-link一并管理
SCADA
Ethernet
PC-LINK
RS232C
对位设备1
对位设备2
对位设备3
3、PROFIBUS总线控制形式示意图
4、三级网络应用
五、上位计算机及监控
常用的监控软件有MCGS、组态王、Wincc、力控、C++、
VC、VB等。
监控软件能集动画显示、流程控制、数据采集、设备控制与输 出、网络数据传输、双机热备、工程报表、数据与曲线等诸多功能 于一身，能与各种设备进行数据交换，广泛应用于石油、电力、化 工、钢铁、矿山、冶金、机械、纺织、航天、建筑、材料、制冷、 交通、通讯、食品、制造与加工业、水处理、环保、智能楼宇、实 验室等多种工程领域。
位置检出 安装孔位置的检出 轮廓检测
工件的鉴别和检测
在机械手安装螺钉的时候检出安装孔 的位置，进行自动安装
测定IC安装机上IC的X、Y、⊙的偏移 量并检查端子是否变形
二维码读取
位置检出 PET Bottle Shrink Film 的位置 检查
不同的颜色对象识别
测量、检查 PET Bottle Shrink Film的高度位置
无人值守系统的应用
无轨电车的碰撞防护
ຫໍສະໝຸດ Baidu线射频电子标签应用

在物流与装配线上识别读取货物信息。 读/写距离可达到 100 mm。 经济性，达到工业级的数据存储容量。
加工生产


装配线

在流程生产和喷涂车间使用的识别系 统。 读/写距离可达到 150 mm。 大容量的数据信息存储空间。
生产车间
货物分配


实时定位

实时定位，监控和物料需求中使用 的识别技术。 识别距离300m(实时定位)和 1000m(信号识别)
视觉检测任务的类型
• 位置检测 • 商标识别 • 形状和尺寸检测
• 完整性检测
• 图像和对象比较 • 表面检查
机器视觉应用行业
制造工业 汽车工业 烟草行业 机电工程 食品和饮料行业 印刷行业 包装行业 制药工业
MOBY-无线射频电子标签
Machine Vision-机器视觉
传 感 器 应 用
转速和频率测量
检测选择零件的末端
电 感 式
检测非金属物体
检测容积
电 容 式
光电型应用实例
装 配 线 上 交 通 控 制 设 备 检 查 垫 片 有 无 分测 类量 箱 体 尺 寸 ， 把 箱 体 检 查 标 签 有 无
步进电机系统－步进电机的应用实例
喷泉喷头角度控制
雕刻机
三画面切换控制
3、无刷直流电动机
－无刷直流电动机的控制
直流电源
开关电路
位置传 感器
电子式换相器
本质：交流同步电机，但电流为方波而不是正弦波
无刷直流电动机
－无刷直流电动机的特点
转子采用铁磁或稀土永磁材料，低惯量，高 效率；
具有直流电机的优良特性：调速性能好，控 制简单；
没有电刷和机械换向器带来的一系列问题： 机械噪声、火花、电磁干扰、寿命
无刷直流电动机
－无刷直流电动机的应用

机器人的驱动

轻工机械、交通用设备 食品/包装机械 变频空调、冰箱、洗衣机等 计算机外设
存贮设备主轴驱动


高性能家用电器
无刷直流电动机
－无刷直流电动机应用实例 车载设备：门控、空调
无刷直流电动机
Safety
电感式 BERO
光电式 BERO
超声波 BERO
电容式 BERO
智能学习和诊断集 成功能 快速拆换 最小 的停机时间 可在任何场合设置 传感器参数和诊断 数据 动态传送“示教” 值 总处于最优调 节 传感器和PLC可融为 一体
SIGUARD-安全光幕光栅和激 光扫描器
智能型传感器