任务1　认识汇川工控产品

任务布置

·工控系统简介。

·汇川工控产品简介。

工控系统是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其他信息技术，对工厂生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的工业自动化系统。一般的工控系统由PLC、HMI、变频器、伺服驱动器、传感器等组成，能够完成一定的控制功能，满足工业企业所要求的生产、运行、管理等需要。

任务训练

1.工控系统简介

一般的工控系统组成元器件示意图如图1-1所示。工控系统主要使用电气控制技术、计算机技术、微电子技术、仪器仪表技术、通信及现场总线技术等手段，使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化，并具有可控性及可视性。在实际应用当中，需要根据具体项目的控制要求，分别进行功能分析、方案设计、硬件设计、软件设计、安装接线、运行调试等几个步骤来完成整个工控系统的项目实施。

PLC是工控系统的重要组成部件，它的主要优点如下：

①编程简单。PLC用于编程的梯形图与传统的继电接触器式电路图有许多相似之处，对于具有一定电工知识和文化水平的人员，都可以在较短的时间内学会编写的步骤和方法。

②可靠性高。PLC是专门为工业控制而设计的，在设计与制造过程中均采用了诸如屏蔽、滤波、无机械触点、精选元器件等多层有效的抗干扰措施，因此可靠性很高，其平均故障时间间隔为20000h以上。此外，PLC还具有很强的自诊断功能，可以迅速方便地检查判断出故障，协助工程技术人员缩短检修时间。

③通用性好。PLC品种多，档次也多，可由各种组件灵活组合成不同的控制系统，以满足不同的控制要求。同一台PLC只要改变相关程序就可实现控制不同的对象或实现不同的控制要求。在构成不同的PLC控制系统时，只需要在PLC的输入、输出端子接上不同的与之相应的输入信号和输出设备，PLC就能接收输入信号和输出符合要求的控制信号。

④功能强。PLC能进行逻辑、定时、计数和步进等控制，能完成A/D（模-数）与D/A（数-模）转换、数据处理和通信联网等任务，具有很强的功能。随着PLC技术的迅猛发展，各种新的功能模块不断得到开发，PLC的功能也日益齐全，应用领域也得到了进一步拓展。

⑤体积小、质量小、易于实现机电一体化。由于PLC采用半导体集成电路，因此具有体积小、质量小、功耗低的特点。

⑥设计、施工和调试周期短。PLC以软件编程来取代硬件接线，由它构成的控制系统结构简单，安装使用方便，而且商品化的PLC模块功能齐全，程序的编制、调试和修改也很方便，因此可大大缩短PLC控制系统的设计、施工和投产周期。

HMI是human machine interface（人机界面）的缩写，又称人机接口。HMI可以连接PLC、变频器、直流调速器、仪表等工业控制设备，利用显示屏显示，通过输入单元（如触摸屏、键盘、鼠标等）写入工作参数或输入操作命令，是实现人与机器信息交互的数字设备，由硬件和软件两部分组成。

变频器是将固定电压、固定频率的交流电变换为可调电压、可调频率的交流电的装置。变频器的问世，使电气传动领域发生了一场技术革命，即交流调速取代直流调速。交流电动机变频调速技术具有节能、改善工艺流程、提高产品质量和便于自动控制等诸多优势，被国内外公认为最有发展前途的调速方式。

伺服驱动器（servo drives）又称伺服控制器、伺服放大器，是用来控制伺服电动机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流电动机，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电动机进行控制，实现高精度的传动系统定位，是目前传动技术的高端产品。

传感器（transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信号输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

2.汇川工控产品

汇川公司是国内专门从事工业自动化控制产品的研发、生产和销售的高新技术企业。主要产品有低压变频器、高压变频器、一体化及专机、伺服系统、PLC、HMI、永磁同步电动机、电动汽车电动机控制器等。这些产品都是组成工控系统的主要电气元件。汇川工控产品的组网控制示意图如图1-2所示。

由图1-2可知，汇川工控产品按组网控制形式主要分为三层，分别为驱动层、控制层和管理层。驱动层主要由变频器、伺服驱动器、专用变频器及一体化控制器等设备组成；控制层主要由H2U-XP、H1U-XP、H0U-XP等系列PLC组成；管理层主要由客户端计算机及InoTouch系列人机界面组成。控制层设备与驱动层设备主要通过Modbus、CANlink协议进行通信；管理层设备与控制层设备主要通过Modbus、Modbus/TCP协议进行通信；另外，通过把H2U-WL系列3G模块与H1U-XP、H2U-XP系列PLC相连接，可实现PLC程序远程升级，PLC远程监控、远程调试等功能。

汇川技术的综合产品通过CANlink总线可实现所有产品高效、快速的连接，如图1-3所示。

汇川工控产品在设计、调试、应用等方面都具有一定的方便之处，具体表现为以下几方面：

①通过U盘，插入HMI，可更改系统中变频器和伺服驱动器的参数，如图1-4所示。

②通过计算机和一根下载线，可更改系统中PLC、HMI程序，以及修改变频器和伺服驱动器中的参数，如图1-5所示。

③HMI可直接与伺服驱动器、变频器通信，在某些小型机器上，可省去PLC以降低客户的成本，提高客户安装效率，减少客户的后期维护；通过PLC、变频器、伺服等软件非标功能，可以将特定功能算法形成程序功能块，简化编程，简化参数设置和调试，如图1-6所示。

④PLC支持多串口通信，可与变频器之间实现Modbus通信，在基础通信的基础上支持点对点的CANlink变频器与变频器通信，实现负荷分配与速度同步，如图1-7所示。

⑤总线通信后的DI/DO/AI/AO资源共享，减少外部PLC的I/O配置，降低成本，如图1-8所示。

⑥PLC远程通信模块，方便实现远程监控，如图1-9所示。

汇川工控产品支持多数主流总线通信方式，可方便与其他产品组合应用，如图1-10所示。

汇川工控产品主要服务于装备制造业、节能环保、新能源三大领域，产品广泛应用于电梯、起重、机床、金属制品、电线电缆、塑胶、印刷包装、纺织化纤、建材、冶金、煤矿、市政、汽车等行业，如图1-11所示。

1.通过网站等了解工控系统的组成及各部分的主要功能。

2.通过网站等了解汇川公司的主要工控产品及应用行业。