唐山工业PLC培训精英班

培训机构：唐山汇博机器人培训学校

上课地点：河北省唐山市曹妃甸区行知路汇博先进制造公共实训基地

课程简介：唐山汇博教育工业机器人应用编程一体化教学创新平台以工业机器人为核心，融合虚拟调试、离线仿真、二次开发等先进技术，能在多种典型场景下编程操作机器人完成各种作业任务。通过设备实训，可熟练掌握机器人的编程方法，了解机器人在智能制造系统中的作用，是适合机器人技术教学创新和职业技能竞赛的典型装备。

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PLC的基本概念

可编程逻辑控制器（PLC），英文全称为Programmable Logic Controller，是一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器。它可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行，是一种专门为工业自动化领域设计的数字电子设备。PLC内部在购买时是空的，需要使用者根据外部需求功能为其加入应用程序，这些程序可以写入、清除或者修改，这与集成块CPU不同，集成块CPU内部已经设置和编好了应用程序，功能应用固定，不能改变，只要装配到电路板上，通过外围元件和通电就能直接工作。PLC一般由电源模块、CPU模块、输入模块、输出模块、通讯模块几大部分组成。其中，CPU模块负责存储和执行程序；输入模块用于采集外部信息，如传感器、按钮的输入等；输出模块用于控制外部机构；通讯模块用于实现PLC与其他设备的通信扩展，以便进行远程监控与数据共享等操作。PLC采用扫描技术运行，输入模块收集外部信息，CPU根据这些信息执行内部程序逻辑，再将结果通过输出模块传送到外部输出端口，完成这三个阶段被称作一个扫描周期

PLC在工业自动化中的应用领域

（一）逻辑控制
单机设备控制
在工业生产中，许多单机设备需要进行逻辑控制。例如注塑机，它的工作过程包含多个动作的顺序控制，如合模、注塑、保压、冷却、开模等。PLC可以取代传统的继电器电路，通过编程实现对这些动作的精确逻辑控制。PLC根据预设的程序判断各个动作的启动条件和先后顺序，确保注塑机的各个环节按照正确的顺序执行，提高生产效率和产品质量。
对于印刷机来说，纸张的输送、印刷版的滚动、油墨的喷涂等动作都需要精确的逻辑控制。PLC可以根据不同的印刷任务，调整印刷速度、纸张进给量等参数，并且保证各个动作之间的协调配合，从而实现高效、准确的印刷作业。
多机群控及自动化流水线
在组合机床的生产线上，有多台机床协同工作。PLC可以对这些机床进行群控，例如控制不同机床的启动和停止顺序，确保毛坯在各台机床之间的正确传递。它可以根据生产线的整体生产进度，合理安排每台机床的加工任务，避免出现生产瓶颈。
在包装生产线中，涉及到产品的输送、包装材料的供给、产品的装填、封口等多个设备的协同工作。PLC通过逻辑控制，实现这些设备之间的无缝衔接，使整个包装过程高效、稳定地进行，同时还可以根据产品的类型和包装要求，灵活调整包装流程和参数

模拟量控制

工业过程中的模拟量处理
在化工生产过程中，温度、压力、流量、液位等都是连续变化的模拟量。为了保证生产过程的安全和产品质量，这些模拟量需要精确控制。PLC通过配套的A/D（模拟量/数字量）和D/A（数字量/模拟量）转换模块，可以将传感器采集到的模拟信号（如温度传感器采集到的温度信号）转换为数字信号进行处理，然后再将处理后的数字信号转换为模拟信号输出，以控制执行器（如调节阀）的动作。例如在合成氨生产过程中，反应炉内的温度需要严格控制在一定范围内，PLC根据温度传感器采集到的温度值，通过PID（比例 - 积分 - 微分）控制算法，调节加热或冷却设备的功率，使温度保持稳定。
在炼油厂中，原油的流量控制对于生产效率和产品质量至关重要。PLC可以根据流量计采集到的流量数据，结合生产计划和工艺要求，控制油泵的转速，从而精确调节原油的流量，确保整个炼油过程的顺利进行

运动控制

在机械加工领域，PLC可用于控制机床的运动。例如，在数控车床中，PLC可以与驱动系统配合，控制刀具的直线运动和旋转运动。对于多轴联动的加工中心，PLC可以协调各个轴的运动，实现复杂零件的精确加工。通过使用专用的运动控制模块，PLC可以驱动步进电机或伺服电机，实现对圆周运动或直线运动的精确控制。
在机器人应用方面，无论是工业机器人在汽车制造中的焊接、搬运、装配任务，还是服务机器人在特定环境中的移动和操作，PLC都可以作为控制核心，根据预先编写的程序控制机器人的关节运动、轨迹规划等。例如在汽车装配线上，机器人需要将零部件准确地安装到汽车车身的指定位置，PLC通过控制机器人的手臂运动和抓取动作，保证装配过程的准确性和高效性

数据处理

数据采集与分析
在大型的工业控制系统中，如钢铁厂的生产过程，PLC可以采集各种设备运行相关的数据，如加热炉的温度、轧钢机的压力、输送带的速度等。这些数据被采集后，PLC可以进行初步的分析，例如计算一段时间内的平均值、最大值、最小值等统计数据。通过与预设的参考值进行比较，PLC可以判断设备的运行状态是否正常，是否存在潜在的故障隐患。
在食品加工企业的生产线上，PLC可以采集生产设备的运行数据，如搅拌器的转速、烤箱的温度等。这些数据可以用于分析生产过程的稳定性，并且为优化生产工艺提供依据。例如，如果发现某个时间段内产品的质量出现波动，通过分析PLC采集到的数据，可以找出可能影响质量的设备参数变化，从而调整生产工艺。
数据传输与共享
在现代化的工厂中，不同部门需要共享生产数据。PLC通过其通信功能，可以将采集到的数据传输到其他智能装置，如监控计算机、数据服务器等。例如在电子制造工厂，生产线上的PLC可以将设备的运行数据传输到生产管理系统，供生产计划部门、质量控制部门等查看和分析。这些部门可以根据数据进行生产调度、质量监控等工作在工业4.0和物联网环境下，PLC采集的数据还可以上传到云平台，实现远程的数据共享和监控。企业的管理人员可以通过手机或其他移动设备，随时随地查看生产数据，对生产过程进行远程控制和管理。

（四）远程监控与故障预警
在分布式的工业生产系统中，如大型的水利工程或者电力传输网络，PLC可以通过互联网将生产过程中的各种数据上传到云服务器。管理人员即使在离开工厂或者远离生产现场的情况下，也能够通过手机端或电脑端的监控软件，实时查看设备的运行状态、生产数据等信息。例如在风力发电场，分布在广阔区域内的风力发电机组的PLC可以将风机的转速、发电量、故障报警等信息发送到远程监控中心，技术人员可以及时了解每台风机的运行情况，进行集中管理和调度。
在智能建筑系统中，PLC可以对建筑物内的各种设备（如电梯、空调、照明系统等）进行远程监控。物业管理人员可以通过远程监控系统，查看设备的运行参数，进行远程操作（如调整空调温度设定值、控制电梯的运行模式等），提高管理效率和服务质量。

PLC可以自动检测设备运行中的异常情况。例如在自动化流水生产线上，如果某个设备的温度过高、压力异常或者电机电流过大，PLC可以及时检测到这些异常信号。PLC根据预设的故障判断逻辑，当检测到故障时，会立即发送警报信息（如通过声光报警器、短信通知或者电子邮件通知等方式）给相关的维护人员。这样维护人员可以迅速采取措施解决问题，减少生产停机时间，降低生产成本。
在污水处理厂中，各种处理设备的正常运行对于污水处理效果至关重要。PLC可以对污水泵、曝气设备、水质监测仪器等设备进行故障预警。当污水泵的流量异常或者曝气设备的压力不正常时，PLC会发出警报，提醒维护人员进行检修，确保污水处理过程的正常进行

工业自动化PLC常见品牌

（一）国外品牌
西门子（Siemens）
西门子PLC在全球工业自动化领域占据重要地位。其产品具有可靠性高、稳定性好、高效性强等特点。例如，西门子S7 - 1200系列是一款紧凑型、模块化的PLC，适用于各种规模的自动化任务，从简单的单机控制到复杂的网络控制系统都能胜任。它采用了高速处理器，具有出色的处理能力，可以快速响应输入信号并输出控制指令。在工业通信方面，支持多种通信协议，如Profibus、Profinet等，方便与其他设备进行数据交换和联网通信。西门子PLC在生产流水线控制中应用广泛，如在化工、食品、制药等行业中，可以实现对各种传输带、机械臂、机器人等设备的程序控制，完成生产流程的自动化操作，提高生产效率，降低人工成本和出错率。
三菱（Mitsubishi）

三菱PLC以其高性能、高可靠性和丰富的产品线而闻名。其FX系列PLC在小型自动化项目中应用广泛，例如在小型机械加工设备、包装机械等领域。FX系列PLC具有易于编程、功能丰富的特点，编程软件操作简单，对于初学者比较容易上手。在运动控制方面，三菱PLC有专门的定位控制模块，可以精确控制步进电机和伺服电机的运动，适用于需要精确位置控制的设备，如数控车床、印刷机等设备中的纸张定位系统。三菱PLC还支持多种通信方式，如RS - 232、RS - 485等，可以方便地与其他设备进行连接和数据通信。
欧姆龙（Omron）

欧姆龙PLC在工业自动化市场也有较高的占有率。其产品的特点是在小型和中型PLC领域具有很强的竞争力。例如，欧姆龙CP1系列PLC，它的指令系统丰富，可以实现复杂的逻辑控制和数据处理功能。在工业自动化设备的控制中，如在电子设备制造、自动化仓储物流设备等领域，欧姆龙PLC能够提供稳定的控制性能。欧姆龙PLC在传感器和执行器的连接方面具有很好的兼容性，因为欧姆龙本身也是一家知名的传感器和执行器制造商，其PLC与自身的传感器和执行器配合使用时，可以实现更优化的系统性能。
罗克韦尔（Rockwell，AB）

罗克韦尔自动化的PLC产品在美国市场占据主导地位，并在全球范围内广泛应用于工业自动化项目。其ControlLogix系列PLC是一款大型、高性能的PLC，适用于复杂的工业控制系统，如大型的汽车制造生产线、石油化工的连续生产过程控制等。ControlLogix系列PLC采用了先进的多任务处理技术，可以同时运行多个任务，并且具有高速的通信能力，能够满足大规模工业生产中的大量数据传输和实时控制要求。罗克韦尔PLC的编程软件具有强大的功能，支持多种编程语言，方便工程师根据不同的需求进行编程。
（二）国内品牌
台达（Delta）
台达PLC在国内市场有较高的知名度，并且在国际市场上也有一定的份额。台达PLC以高速、稳健、高可靠度而著称，广泛应用于各种工业自动化机械。其产品品种齐全，有各种硬件装置，可以组成能满足各种要求的控制系统，用户不必自己再设计和制作硬件装置。例如在自动化生产线中，台达PLC可以控制各种设备的运行，如供给设备、搬运设备、加工设备等，提高生产效率和产品质量。台达PLC除了具有快速执行程序运算、丰富指令集、多元扩展功能卡及高性价比等特色外，并且支持多种通讯协议，使工业自动控制系统联成一个整体17。
汇川（Inovance）
汇川自动化是国内领先的自动化控制解决方案提供商。其PLC产品具有高速响应、可靠性强和灵活性等突出特点。汇川PLC在工业控制领域应用广泛，特别是在一些对响应速度要求较高的设备控制中表现出色。例如在电梯控制系统中，汇川PLC可以快速响应电梯的各种指令，如楼层呼叫、轿厢内操作等，确保电梯的安全、稳定运行。汇川还提供全方位的技术支持，为用户在PLC的编程、调试、维护等方面提供帮助，这对于国内企业在自动化升级过程中是一个重要的优势。
和利时（Hollysys）
和利时集团从2003年开始，先后推出自主开发的LM小型PLC、LK大型PLC、MC系列运动控制器等产品，并且通过了CE认证和UL认证。和利时的PLC和运动控制产品已经广泛应用于地铁、矿井、油田、水处理、机器装备控制等行业。和利时不仅为客户提供PLC产品，同时还提供运动控制器、人机界面、变频器、电机及驱动等系列产品和机器控制的一体化方案，更为客户提供售前的方案配置、系统优化、售中的技术咨询、编程指导、系统成套，售后的产品维修、备件提供的全方位的服务