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【科技成果推介】可编程控制器(PLC)

【科技成果推介】可编程控制器(PLC)

发布时间:
2020/04/14
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  从1969年诞生起,可编程序控制器(PLC,Programmable Logic Controller)就具备了强大的生命力,PLC在工业自动化、制造业和楼宇自动化等领域有着广泛的应用。

  随着近年来工业互联、物联网、智能制造等倡导的理论开始纵深发展,PLC作为现场设备层数据处理的“代言人”,是设备现场控制、数据采集的首选设备,把工业制造(如工厂、车间)的生产数据通过通讯设备传入工业互联网,再完成对生产过程的控制,成为工业互联网时代的背后核心力量。更有人认为,PLC在工业环境下,无所不能。

  今天小编带大家了解的就是我院嵌入式系统及物联网研究所研发的PLC系列产品。

 

【科技研发】

什么是PLC?

  可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC),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,可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行。可编程控制器由CPU、指令及数据内存、输入/输出接口、电源、数字模拟转换等功能单元组成。早期的可编程逻辑控制器只有逻辑控制的功能,所以被命名为可编程逻辑控制器,后来随着不断地发展,这些当初功能简单的计算机模块已经有了包括逻辑控制、时序控制、模拟控制、多机通信等各类功能,名称也改为可编程控制器(Programmable Controller),但是由于它的简写PC与个人电脑(Personal Computer)的简写相冲突,加上习惯的原因,人们还是经常使用可编程逻辑控制器这一称呼,并仍使用PLC这一缩写。

  作为自动化核心控制产品,国产PLC目前在国内PLC市场的占有率一直无法突破10%的比例,已成为自动化控制产品范畴自主可控的“短板”,是必须得到补足的部分。如不能快速实现国产化替代,将对国内信息安全、实现自主可控留下隐患。

 

【科技创新】

  嵌入式所选择在PLC领域进行突破和实现产业化,成功开发大型PLC和中小型PLC,尤其在2019年推出大型PLC,是国内少数具有成功应用案例的产品,打破了国内大型PLC没有商业化应用的局面。

(1)RPC3000系列大型PLC

  RPC3000系列PLC是面向中大型工程项目和高端装备配套而研制的新一代控制系统,在先进性、稳定性、可靠性、开放性、易用性等方面达到了国际先进水平。

技术优势

■ 充分融合过程控制技术和离散控制技术,兼具DCS和PLC优点

■ 单指令运算周期仅为0.01us

■ 冗余:包括CPU冗余、通讯冗余、电源冗余

■ 热插拔技术,模块可带电插拔

■ I/O容量为可扩展4万个数字量、2500个模拟量

■ 通讯协议,包括TCP/IP、Profinet、Profibus-DP、Modbus、自由协议等

 

(2)RPC2000系列中小型PLC

  RPC2000系列PLC具有强大的控制运算能力和高性能的信号处理能力,是设备配套和小型自动化工程的首选控制产品。

技术优势

■ 运算速度快,IO扩展能力强,丰富的通讯扩展能力,具有业内顶尖的模拟量处理能力

■ CPU性能优越,单指令处理时间为0.06μs

■ CPU模块自带1个以太网、1个RS232和2个RS485

■ I/O容量为504个数字量/203个模拟量

■ 单CPU可扩展25个模块

 

特色及亮点

可编程网关:采用可编程技术、通讯技术和数据存储技术,将多个串口和以太网口连接起来。

PLC便携式下载器:无需携带电脑即可下载PLC程序。

基于云服务器的客户端平台:采用大数据、移动互联网等技术,提供基于云服务器的数据挖掘和数据管理平台软件。

GPRS通讯模块:自带定位功能,在对移动设备监控的基础上,实现设备定位功能。

交流采样模块:直接采集三相电参数,包括电流、电压、功率因数、谐波信号、漏电信号等。

   
    煤矿供电设备               垃圾焚烧电厂            净水系统             应急供水控制 

 

【产业应用】

典型案例:5A级大型名胜景区泵站集控系统

  蓄水调洪和水源涵养是大型水库最为重要的功能,泵站群为大型水库的正常运转提供了保障。泵站群集控系统以可编程控制器(PLC)为核心,实现泵站群的自动控制和调度管理,以确保大型水库的安全运行。该泵站群集控系统,采用嵌入式系统及物联网研究所研制的RPC2000系列PLC和物联网智能监控系统,实现对水库水位和水泵运行状况的实时监测、泵站群的网络级联、泵站群的自动化控制和调度管理,达到泵站群“无人值班(少人值守)”的要求。

 

   
RPC3000系列可编程控制器(PLC)      RPC2000物联网智能监控控制柜  

性能与优势

  PLC采集泵站群数据,并与上位监控系统进行数据交互,实现信息共享,完成水库水位监测、泵站开关启停、报警信息处理等功能。通过授权,管理人员可通过电脑、手机随时随地获取泵站群信息,实现远程调度和管理。在实时监控和远程调度的基础上,泵站集控系统对设备进行优化控制,进行预测性维护,延长水泵使用寿命。

 


泵站群集控系统信息化管理平台

 

应用领域

 

(1)轨道交通自动化

<典型应用>

轨道交通综合监控系统

EMC地铁节能系统

地铁站内空调群控系统

地铁车载空调控制器

地铁牵引及供电监控

 

(2)水处理自动化

<典型应用>

中水处理监控系统

污水处理监控系统

应急供水车自动控制

全自动一体化污水处理设备

全自动软水、污水处理器

 

(3)煤矿自动化

<典型应用>

矿井排水监控系统

输煤皮带监控系统

低压馈电开关控制器

高压隔爆开关控制器

磁力启动器控制器

移动变电站控制器

 

(4)环保及节能自动化

<典型应用>

烟气监测系统

水质监测系统

脱硫控制系统

工业节能控制系统

建筑节能监控系统

 

(5)供热自动化

<典型应用>

热源自动控制

热网综合监控

换热站自动监控

单元式供热机组控制

能源管理及优化调度

 

合作企业案例

 

嵌入式系统及物联网研究所

  我院嵌入式系统及物联网研究所成立于2016年,在自动化、信息化等领域具有雄厚的技术积累和丰富的产业化经验,长期致力于嵌入式控制及物联网技术的研究。研究所所长徐昌荣研究员曾获"2010年度中国自动化领域年度人物"称号,现任中国机电一体化技术应用协会PLC分会理事长。研究所基于多年自动化产品设计、开发和应用经验,融合了先进、实用的信号处理技术、通讯技术、计算机技术和自动控制技术,其产品在性能、质量、可靠性、稳定性、开放性和易用性上达到国际先进水平。其PLC技术与工业互联、云计算、大数据等技术完美结合,更是为智能制造用户提供了完善的解决方案。

 

技术对接、业务洽谈

联系人:徐昌荣

固定电话:022-84856585

移动电话:13701392991

邮箱:xuchangr@tsinghua-tj.org

传真:022-84856585转608

 

来源|嵌入式系统及物联网研究所

编辑|王肖

以上相关技术最终解释权归嵌入式系统及物联网研究所所有

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