任務1　認識匯川工控產品

任務布置

·工控系統簡介。

·匯川工控產品簡介。

工控系統是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其他信息技術，對工廠生產過程實現檢測、控制、優化、調度、管理和決策，達到增加產量、提高質量、降低消耗、確保安全等目的的工業自動化系統。一般的工控系統由PLC、HMI、變頻器、伺服驅動器、傳感器等組成，能夠完成一定的控制功能，滿足工業企業所要求的生產、運行、管理等需要。

任務訓練

1.工控系統簡介

一般的工控系統組成元器件示意圖如圖1-1所示。工控系統主要使用電氣控制技術、計算機技術、微電子技術、儀器儀表技術、通信及現場總線技術等手段，使工廠的生產和制造過程更加自動化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。在實際應用當中，需要根據具體項目的控制要求，分別進行功能分析、方案設計、硬件設計、軟件設計、安裝接線、運行調試等幾個步驟來完成整個工控系統的項目實施。

PLC是工控系統的重要組成部件，它的主要優點如下：

①編程簡單。PLC用于編程的梯形圖與傳統的繼電接觸器式電路圖有許多相似之處，對于具有一定電工知識和文化水平的人員，都可以在較短的時間內學會編寫的步驟和方法。

②可靠性高。PLC是專門為工業控制而設計的，在設計與制造過程中均采用了諸如屏蔽、濾波、無機械觸點、精選元器件等多層有效的抗干擾措施，因此可靠性很高，其平均故障時間間隔為20000h以上。此外，PLC還具有很強的自診斷功能，可以迅速方便地檢查判斷出故障，協助工程技術人員縮短檢修時間。

③通用性好。PLC品種多，檔次也多，可由各種組件靈活組合成不同的控制系統，以滿足不同的控制要求。同一臺PLC只要改變相關程序就可實現控制不同的對象或實現不同的控制要求。在構成不同的PLC控制系統時，只需要在PLC的輸入、輸出端子接上不同的與之相應的輸入信號和輸出設備，PLC就能接收輸入信號和輸出符合要求的控制信號。

④功能強。PLC能進行邏輯、定時、計數和步進等控制，能完成A/D（模-數）與D/A（數-模）轉換、數據處理和通信聯網等任務，具有很強的功能。隨著PLC技術的迅猛發展，各種新的功能模塊不斷得到開發，PLC的功能也日益齊全，應用領域也得到了進一步拓展。

⑤體積小、質量小、易于實現機電一體化。由于PLC采用半導體集成電路，因此具有體積小、質量小、功耗低的特點。

⑥設計、施工和調試周期短。PLC以軟件編程來取代硬件接線，由它構成的控制系統結構簡單，安裝使用方便，而且商品化的PLC模塊功能齊全，程序的編制、調試和修改也很方便，因此可大大縮短PLC控制系統的設計、施工和投產周期。

HMI是human machine interface（人機界面）的縮寫，又稱人機接口。HMI可以連接PLC、變頻器、直流調速器、儀表等工業控制設備，利用顯示屏顯示，通過輸入單元（如觸摸屏、鍵盤、鼠標等）寫入工作參數或輸入操作命令，是實現人與機器信息交互的數字設備，由硬件和軟件兩部分組成。

變頻器是將固定電壓、固定頻率的交流電變換為可調電壓、可調頻率的交流電的裝置。變頻器的問世，使電氣傳動領域發生了一場技術革命，即交流調速取代直流調速。交流電動機變頻調速技術具有節能、改善工藝流程、提高產品質量和便于自動控制等諸多優勢，被國內外公認為最有發展前途的調速方式。

伺服驅動器（servo drives）又稱伺服控制器、伺服放大器，是用來控制伺服電動機的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流電動機，屬于伺服系統的一部分，主要應用于高精度的定位系統。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服電動機進行控制，實現高精度的傳動系統定位，是目前傳動技術的高端產品。

傳感器（transducer/sensor）是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信號輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。

2.匯川工控產品

匯川公司是國內專門從事工業自動化控制產品的研發、生產和銷售的高新技術企業。主要產品有低壓變頻器、高壓變頻器、一體化及專機、伺服系統、PLC、HMI、永磁同步電動機、電動汽車電動機控制器等。這些產品都是組成工控系統的主要電氣元件。匯川工控產品的組網控制示意圖如圖1-2所示。

由圖1-2可知，匯川工控產品按組網控制形式主要分為三層，分別為驅動層、控制層和管理層。驅動層主要由變頻器、伺服驅動器、專用變頻器及一體化控制器等設備組成；控制層主要由H2U-XP、H1U-XP、H0U-XP等系列PLC組成；管理層主要由客戶端計算機及InoTouch系列人機界面組成。控制層設備與驅動層設備主要通過Modbus、CANlink協議進行通信；管理層設備與控制層設備主要通過Modbus、Modbus/TCP協議進行通信；另外，通過把H2U-WL系列3G模塊與H1U-XP、H2U-XP系列PLC相連接，可實現PLC程序遠程升級，PLC遠程監控、遠程調試等功能。

匯川技術的綜合產品通過CANlink總線可實現所有產品高效、快速的連接，如圖1-3所示。

匯川工控產品在設計、調試、應用等方面都具有一定的方便之處，具體表現為以下幾方面：

①通過U盤，插入HMI，可更改系統中變頻器和伺服驅動器的參數，如圖1-4所示。

②通過計算機和一根下載線，可更改系統中PLC、HMI程序，以及修改變頻器和伺服驅動器中的參數，如圖1-5所示。

③HMI可直接與伺服驅動器、變頻器通信，在某些小型機器上，可省去PLC以降低客戶的成本，提高客戶安裝效率，減少客戶的后期維護；通過PLC、變頻器、伺服等軟件非標功能，可以將特定功能算法形成程序功能塊，簡化編程，簡化參數設置和調試，如圖1-6所示。

④PLC支持多串口通信，可與變頻器之間實現Modbus通信，在基礎通信的基礎上支持點對點的CANlink變頻器與變頻器通信，實現負荷分配與速度同步，如圖1-7所示。

⑤總線通信后的DI/DO/AI/AO資源共享，減少外部PLC的I/O配置，降低成本，如圖1-8所示。

⑥PLC遠程通信模塊，方便實現遠程監控，如圖1-9所示。

匯川工控產品支持多數主流總線通信方式，可方便與其他產品組合應用，如圖1-10所示。

匯川工控產品主要服務于裝備制造業、節能環保、新能源三大領域，產品廣泛應用于電梯、起重、機床、金屬制品、電線電纜、塑膠、印刷包裝、紡織化纖、建材、冶金、煤礦、市政、汽車等行業，如圖1-11所示。

1.通過網站等了解工控系統的組成及各部分的主要功能。

2.通過網站等了解匯川公司的主要工控產品及應用行業。