文 献 综 述

一，前言

1.1课题背景及意义

电气控制技术应用于国民经济的各行各业。电气控制技术的发展，是随着科学技术的不断发展、生产工艺的不断改进和电气控制装置的日新月异而迅速发展的。从最早的手动控制到自动控制，从简单的控制设备发展到复杂的控制系统，从有触点的硬接线继电-接触器控制系统发展到以计算机为中心的上位机对下位机的监控系统，现代电气控制技术综合了计算机技术、自动控制技术、电子技术、精密测试等许多先进的科学技术成果。本课题是一个实用性很强的课题，主要内容是以电动机和其他执行电器为控制对象，介绍继电-接触器控制系统和PLC控制系统的工作原理、应用技术，典型机械的电器控制电路以及电气控制系统的设计方法。

PLC控制系统是集变频技术，电器技术和现代控制技术于一体的控制系统，组态软件是一个专门为工控开发的工具软件，以组态王6.53作为上机位监控系统对下机位S7-200PLC进行数据读取，同时PLC对管网中的阀体等进行自动控制，这将成为一个良好的自动控制及监测系统^［1］。

1.2 国内外PLC系统的发展状况

20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程逻辑控制器，使可编程逻辑控制器增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的可编程逻辑控制器为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程逻辑控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）^［2］。
　　20世纪70年代中末期，可编程逻辑控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。
　　20世纪80年代初，可编程逻辑控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。
　　20世纪80年代至90年代中期，是可编程逻辑控制器发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，可编程逻辑控制器逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统^［3］。
　　20世纪末期，可编程逻辑控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程逻辑控制器的工业控制设备的配套更加容易^［4］。我国市场上流行的有如下几家PLC产品:施耐德公司，包括早期天津仪表厂引进莫迪康公司的产品，目前有Quantum, Premium, Momentum等产品;罗克韦尔公司(包括AB公司)PLC产品，目前有SLC,} Micro Logix, Control Logix等产品;西门子公司的产品，目前有SIMATIC S7-400/300/200系列产品;GE公司的产品;日本欧姆龙、三菱、富士、松下等公司产品^［5］。

二，PLC控制系统的基本组成

2.1PLC控制实验系统的概括

PLC自动控制实验系统提供的是一种实验环境。在这一环境中，上机位和可编程序控制器作为主要的硬件设备骑着信息处理和展示功能，而使他们实现上述功能的软件及实现两者间的联系的软件和辅助硬件装置则是使这一实验环境发挥其应用作用的重要保障^［6］。

为保证系统的功能和可靠性要求，在系统设计时必须对各种功能模块进行合理划分，同时确定各模块间的相互联系^［7］。结合系统的功能要求，我们对系统总体框架进行构建，如图2-1所示^［8］。

2-1 实验系统的总体框架

PLC控制实验系统由电源模块，输入模块，变频器模块，可编程序控制器及特殊控制模块与输出模块组成。它既可做单机实验，也可作组网实验，既能进行验证性，设计性实验，又能提供综合性实验^［9］。

（1） 电源模块

电源模块不仅提供可编程序控制器所需的电源，而且提供实验系统用到的多种电源。电源带三相漏电流保护，过电流及过电压保护^［10］。