优秀的plc毕业论文参考文献
难忘的大学生活即将结束,我们毕业前都要通过最后的毕业论文,毕业论文是一种有计划的、比较正规的检验大学学习成果的形式,写毕业论文需要注意哪些格式呢?下面是我帮大家整理的优秀的plc毕业论文参考文献,仅供参考,欢迎大家阅读。
plc毕业论文参考文献1:
[1]郭鹏,李悦,高文彬.三菱Q系列PLC与FX系列PLC基于CC-Link通讯在轮胎设备中的应用[J].橡胶科技市场,2007(02),13~16.
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关于PLC论文的开题报告
院(系)名称
专业名称
年 级
学生姓名 学 号 指导教师姓名
填表时间: 201XX 年3 月 20 日
机电工程系 机电一体化 09机电三班袁照兰
填 表 说 明
(1)胜任的。 传统的智能控制是一种技术的事先安排,说到底是一种程序控制,是一种周期性的系统自动控制,实际上还算不上智能。而真正的智能电梯应更具人性化特点,不仅具有传统的人工智能的所有优点,而且还有传统的人工智能无法比拟的东西,具有动念和随机处理各种问题的能力,诸如能根据轿厢内的情况和各层的候梯信息,自动地制定每次最优的运动速度和停车政策;自动选择运动方面;双向语音交流;到达目的层的语音提示等,让乘客有更多的主动性,使大楼交通运输实现真正的人机对话。智能化要求电梯有自动安全检测功能,让电梯自己能够检测到电梯的故障所在,并及时报警予以排除。
(2)安全。 运行安全是电梯的根本和关键。可以说,电梯的全部其他工作都是以此为中心展开的,使电梯安全运行更有保障。运行安全不仅要消除电梯启动时较强的电磁辐射,使用安全材料和运行稳定,而且要有一种良好的视觉效果,让每一位乘客在宽敞、明亮轿厢内有安全、舒适的好心情。同时,电梯运行安全也要求电梯在运行中发生故障时,不但要使乘客容易与外界沟通联系,而且电梯本身应当能自动播放让乘客感到放松的音乐,彻底消除产生紧张不安的情绪。当小孩和老人乘坐时,电梯对他们应给予一种如同家人般的照顾,不但让老人和孩子感到方便和舒适,而且更让其家人感到放心。电梯运行安全还要求电梯有自动休眠功能,使电梯在保证运行效率最高的同时,使电梯能最大限度地得到休眠。
(3)与环境的协调和平衡,包括以下几个方面:
①视觉协调。有人曾经做过环境色彩是否对人有影响的研究。该研究发展:视觉不协调的环境色彩对人的情绪、精神影响非常大。色彩宜人,格调高雅,制作精良的电梯,有一种视觉上的舒适。用料低廉,款式陈旧,色彩沉闷,甚至破破烂烂的电梯,乘客视觉协调无从谈起,国内的许多电梯公司对此的`重视是远远不够的,甚至不少通过引进国外技术国产化的电梯也显露出一副土生土长的容貌。
②消除电磁辐射。如前所述,由于电梯是大楼里频繁起制动的大容量电器是电磁干扰的元凶,所以绿色电梯必须是一个达到自身对大楼电磁干扰最小,而又不被其他电磁干扰影响的建筑机电设备。这样不仅可以保证乘客的身心健康,而且也可以保证大楼、大厦中的大楼的办公自动化、楼宇自动化、通讯自动化的正常运转。
③舒适感。通过采用高载频波矢量静音变频器,可降低噪声变换频率及电压。以CPU控制电压及频率的连续变换方式,按人体生理适应要求,利用计算机优化设计而成的理想运行曲线,实现更稳定、更舒适的运行。
对现代化电梯性能的衡量,主要着重于可靠性、安全性和乘坐的舒适性。此外,对经济性、能耗、噪声等级和电磁干扰程度等方面也有相应要求。随着时代的发展,相信电梯行业会越来越贴近生活。
研究的主要内容及所解决的问题
目前,在电梯的控制方式上,主要有继电器控制、PLC控制和微型计算机控制三种。而PlC实际上是一种专用计算机,它采用巡回扫描的方式分时处理各项任务,而且依靠程序运行,这就保证只有正确的程序才能运行,否则电梯不会工作;又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等实际上是PLC系统内存工作单元,即无线圈又无触点,使用次数不受限制,属无触点运行,因此,它比继电器控制有着明显的优越性,运行寿命更长,工作更加可靠安全,自动化水平更高。PLC控制是三种控制方式中最具有可靠性、实用性和灵活性的控制方式,它更适合于用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代,是电梯控制系统中理想的控制新技术。
电梯的控制是比较复杂的,可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空间,随着PLC应用技术的不断发展,将使得它的体积大大减小,功能不断完善,过程的控制更平稳、可靠,抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内,把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。它已经成为电梯运行中的关键技术。因此,研究plc技术更具有了战略性的意义。
PLC电气工程自动化控制中的应用论文
摘要 :随着科技水平的不断发展,现代计算机技术已经得到了快速发展,在此优良的环境下,PLC关键技术因此而生。此技术在电器工程控制中得到广泛应用,大大提高了自动化控制水平效率,PLC技术应用及高性能高效率的特点与优势占据现代电气工程市场的大部分,成为电气系统自动化应用中最为广泛的技术之一。
关键词 :PLC技术;电气工程;自动化;应用
1PLC技术在电气工程自动化控制中的特点
通用性强
在PLC应用过程中能够支持对工业环境的设计,PLC的通用性在运用过程中表现在相对应的装置设备特别齐全,能够满足不同控制对象所需要的不同的要求,同时在PLC使用过程中人与机器能够相互配合及通讯设备良好应用,相关控制工作可行性非常高,操作过程简单易学。PLC技术的通用性大大提高了电气自动化控制中的效率。PLC技术可以和其它设备进行合理的契合以此达到电气工程自动化控制的要求。
可靠性高
PLC实现了对大规模集成电路技术的大幅度应用,对于传统意义上来讲,在接触器的控制系统而言,PLC的好处便在于它省去了大量的硬接点去也就意味着在PLC技术的运用期间故障的发生率会大大的降低,对PLC的系统工程抗干扰能力也有大幅度提升的重要价值。PLC技术相对于其他技术而言可靠性较高,有较强的可参考性。PLC的运行速度快,智能化程度高,集成密度大网络分布范围大,这些特点和优势充分满足了电气工程自动化的需要,也是PLC技术在于电气工程自动化技术的优势因素。
便捷性好
PLC系统支持利用计算机进行现实模拟实验来支持对相关设备的设计安全操作,此行为对减少工作量、加大工作效率有重要效果,同时PLC技术拥有自我诊断的作用,能够在相应合适的时间段内进行相应高效的对于故障进行分析与检测,来对维修提供准确切实的技术及数据支持,来保证系统正常有效率的运行。在PLC控制系统实际应用中,其良好的便捷性为自动控制的完成提供了保障,所以在PLC控制技术的研究中,我们必须加强对系统整体便捷性的技术研究工作,特别是在高温高压等较为恶劣的生产环境及生产过程中,电磁干扰严重的生产环境中,更要提高系统整体的便捷性来达到技术进一步的高效应用。
2PLC技术在电气工程自动化控制中的应用要点
顺序控制技术
在现代社会中,大多数的企业利用PLC技术是作为顺序控制器来用用的,例如在火力电厂及其它电厂中除灰的过程中就要运用PLC技术及控制顺序这项技术,在发电的过程中,能否提高除灰效率的影响因素就是电气工程自动化控制的好坏。提高效率是一个发电厂最重要的目标。为了达到理想,达到合适的效率大幅度提升必须利用PLC技术,PLC技术的重要性就在于在电气工程自动化控制中很大程度地降低了企业的成本,大大减少了劳动力成本工作人员及技术人员可以通过控制适中的程序就可以进行有效的控制来达到减少企业劳动力,达到施工过程中运行效率的提高。目前我国的控制技术已达到了一定的水准,PLC技术也因此得到了广泛的应用及推广。
闭环控制技术
众所周知,电气化自动控制系统分为现场手动系统和机器启动技术,电气化自动控制系统中PLC系统的闭环控制发挥着很大的作用,它可对自动化控制系统的运行造成影响,例如在在动力机开机时PLC模版结合点器自动化系统的运行进行正确的访问,即可确定是否启动或关闭,从当前技术的应用状态来看闭环技术已经在电气化自动工程中发挥着重大的作用。PLC技术与常规控制系统有效率的结合来弥补PLC系统的不足。常规控制系统现已经得到了企业的广泛应用,闭环控制技术现已得到了大众的广泛认知。
开关量控制技术
在传统的电气控制系统中,电磁性电器是电器正常控制系统的主要载体,但电磁性继电器在运行过程中经常会出现故障,严重的降低了电力系统正常运行的能力,在开关量控制过程中,PLC技术采用的大量的电器提高了电气自动化过程中的安全性。也维护了其他电器功能齐全的特点。在满足电力系统设备的同时,简化了电气二次设备接线的过程,再用PLC系统技术时,电气自动化过程故障出现率大幅度降低,辅助开关数量明显减少可集中控制多个断路的运行信号,例如,在火力发电系统中,电气自动化系统在合理运用PLC技术后,技术人员可根据系统运行状况进行合理的调整,保证整个系统的数据处理能力的完整性,实现电气自动化系统的稳定运行。开关量控制的有效实施将保证电气自动化控制应用中的一个里程碑的建立,与传统的电气自动化控制形成鲜明的对比来体现现代电器化自动控制的优势与特点。
网络控制技术
由于神经网络控制具有高性能的特点,能够在很大程度上减少及定位的时间,对于非初始速度的变化进行有效的监控,在神经网络控制中其结构具有多样性复杂性的特点,它能够进行反向和正向的学习计算,在网络控制系统中,可以根据电气参数对速度进行合理的控制及计算,能够在信号处理及其它模式识别方面进行有效的应用,具有非线性一致估计在电气工程自动化控制方面也有很大的应用,网络控制系统及神经网络技术具有较强的一致性及复杂性,在进行操控是对技术人员的要求较高,不需要网络教学模型同时对于故障也有一定的抗低抗性。这就需要企业提高技术人员的能力,加大对于技术人员的培训及专业知识能力的培养。以此来达到网络控制技术高效率的实施。如果企业不能保证技术人员的能力,就不能保证电气工程自动化系统过程中故障的排除。不能达到网络控制技术高性能的实施。
3结束语
PLC技术以处理器为基础建立在数字运算知识向实现自动控制,具有通用性可靠性高的优良特点,对电气自动化的发展有很好的较强的推动作用,PLC技术在电气自动化控制系统中提升了系统的运作效率,提升其灵活性及智能化水平,大大的简化了系统维护程序,降低系统基本成本。可以预测PLC技术在电气化自动控制系统中的应用将越来越广泛,发挥越来越重要的作用。
参考文献:
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plc是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。下面是我为大家精心推荐的plc论文范文,希望能够对您有所帮助。
PLC概述及维护
摘要:针对在信号系统与外部接口设计中广泛使用的PLC,本文介绍了PLC的概况和使用中的常见问题处理。
Abstract: In view of the signaling system with exterior connection design in widespread used PLC, this article introduced PLC’s survey and frequently malfunctions.
关键词:PLC, 接口,故障,维修,地铁,信号
Key words: PLC, Interface, Malfunction,Maintenance, Subway,Signaling
中图分类号: U231+.7 文献标识码:A文章编号:
一、背景及基本概念
背景
在信号系统中的设计中,越来越多的使用PLC作为内部及外部接口的元器件,而接口的问题一直是设备调试、维护中比较难于掌握的。所以作为工程人员就需要对PLC的工作原理,及常见的问题有一定的了解。
基本概念
定义
PLC即可编程控制器PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER 的简称。国际电工委员会(IEC)颁布了对PLC的规定:可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程控器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PLC的结构及基本配置
一般讲,PLC分为箱体式和模块式两种。但它们的组成是相同的,对箱体式PLC,有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,当然按CPU性能分成若干型号,并按I/O点数又有若干规格。对模块式PLC,有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。无任哪种结构类型的PLC,都属于总线式开放型结构,其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。PLC的基本结构框图如下:
图1
一、CPU:
PLC中的CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,每台PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路,
与通用计算机一样,主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,还有外围芯片、总线接口及有关电路。它确定了进行控制的规模、工作速度、内存容量等。内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。
CPU模块的外部表现就是它的工作状态的种种显示、种种接口及设定或控制开关。一般讲,CPU模块总要有相应的状态指示灯,如电源显示、运行显示、故障显示等。箱体式PLC的主箱体也有这些显示。它的总线接口,用于接I/O范本或底板,有内存接口,用于安装内存,有外设口,用于接外部设备,有的还有通讯口,用于进行通讯。CPU模块上还有许多设定开关,用以对PLC作设定,如设定起始工作方式、内存区等。
二、I/O模块:
PLC的对外功能,主要是通过各种I/O接口模块与外界联系的,按I/O点数确定模块规格及数量,I/O模块可多可少,但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或机架槽数限制。I/O模块集成了PLC的I/O电路,其输入缓存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。
三、电源模块:
有些PLC中的电源,是与CPU模块合二为一的,有些是分开的,其主要用途是为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时,有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源以其输入类型有:交流电源,加的为交流220VAC或110VAC,直流电源,加的为直流电压,常用的为24V。
四、底板或机架:
大多数模块式PLC使用底板或机架,其作用是:电气上,实现各模块间的联系,使CPU能访问底板上的所有模块,机械上,实现各模块间的连接,使各模块构成一个整体。
PLC的通信及编程
PLC具有通信联网的功能,它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其它智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。现在几乎所有的PLC新产品都有通信联网功能,它和计算机一样具有RS-232接口,通过双绞线、同轴电缆或光缆,可以在几公里甚至几十公里的范围内交换信息。
当然,PLC之间的通讯网络是各厂家专用的,PLC与计算机之间的通讯,一些生产厂家采用工业标准总线,并向标准通讯协议靠近,这将使不同机型的PLC之间、PLC与计算机之间可以方便地进行通讯与联网。
PLC编程
PLC的编程语言与一般计算机语言相比,具有明显的特点,它既不同于高级语言,也不同与一般的汇编语言,它既要满足易于编写,又要满足易于调试的要求。目前,还没有一种对各厂家产品都能兼容的编程语言。如三菱公司的产品有它自己的编程语言,OMRON公司的产品也有它自己的语言。但不管什么型号的PLC,其编程语言都具有以下特点:
1. 图形式指令结构:程序由图形方式表达,指令由不同的图形符号组成,易于理解和记忆。系统的软件开发者已把工业控制中所需的独立运算功能编制成象征性图形,用户根据自己的需要把这些图形进行组合,并填入适当的参数。在逻辑运算部分,几乎所有的厂家都采用类似于继电器控制电路的梯形图,很容易接受。如西门子公司还采用控制系统流程图来表示,它沿用二进制逻辑组件图形符号来表达控制关系,很直观易懂。较复杂的算术运算、定时计数等,一般也参照梯形图或逻辑组件图给予表示,虽然象征性不如逻辑运算部分,也受用户欢迎
2. 明确的变数常数:图形符相当于操作码,规定了运算功能,操作数由用户填人,如:K400,T120等。PLC中的变量和常数以及其取值范围有明确规定,由产品型号决定,可查阅产品目录手册。
3. 简化的程序结构:PLC的程序结构通常很简单,典型的为块式结构,不同块完成不同的功能,使程序的调试者对整个程序的控制功能和控制顺序有清晰的概念。
4. 简化应用软件生成过程:使用汇编语言和高级语言编写程序,要完成编辑、编译和连接三个过程,而使用编程语言,只需要编辑一个过程,其余由系统软件自动完成,整个编辑过程都在人机对话下进行的,不要求用户有高深的软件设计能力。
5. 强化调试手段:无论是汇编程序,还是高级语言程序调试,都是令编辑人员头疼的事,而PLC的程序调试提供了完备的条件,使用编程器,利用PLC和编程器上的按键、显示和内部编辑、调试、监控等,并在软件支持下,诊断和调试操作都很简单。
二、PLC维护
维护概述
一般各型PLC均设计成长期不间断的工作制。对于地铁维护人员来讲,是不需要更改PLC内部程序的。但是在调试期间就需要对相应动作进行修改。
查找故障的设备
PLC的指示灯及机内设备,有益于对PLC整个控制系统查找故障。编程器是主要的诊断工具,他能方便地连到PLC上面可以观察整个控制系统的状态。根据PLC厂家的不同编程器也有区别,有的是运行在PC上的软件,有的是一个专用的设备。
查找故障顺序
根据下列问题,并根据发现的合理动作逐个否定。一步一步地更换PLC中的各种模块,直到故障全部排除。所有主要的修正动作能通过更换模块来完成, 除了一把螺丝刀和一个万用电表外,并不需要特殊的工具。
1、PWR(电源)灯亮否?如果不亮,在采用交流电源的框架的电压输入端(98-162VAC或195-252VAC)检查电源电压;对于需要直流电压的 框架,测量+24VDC和0VDC端之间的直流电压,如果不是合适的AC或DC电源,则问题发生在PLC之外。如AC或DC电源电压正常,但PWR灯不亮,检查保险丝,如必要的话,就更换CPU框架。
2、PWR(电源)灯亮否?如果亮,检查显示出错的代码,对照出错代码表的代码定义,做相应的修正。
3、RUN(运行)灯亮否?如果不亮,检查编程器是不是处于PRG或LOAD位置,或者是不是程序出错。如RUN灯不亮,而编程器并没插上,或者编程器处于RUN方式 且没有显示出错的代码,则需要更换CPU模块。
4、BATT(电池)灯亮否?如果亮,则需要更换锂电池。由于BATT灯只是报警信号,即使电池电压过低,程序也可能尚没改变。更换电池以后, 检查程序或让PLC试运行。如果程序已有错,在完成系统编程初始化后,将录在磁带上的程序重新装入PLC。
在日常的维修活动中,可以根据故障统计来准备备品备件,并不需要准备整个PLC。掌握了故障判断方法后,可以进行针对性地更换,这样可以减少维修成本,增加维修效率。
三、总结
了解PLC的组成部分及工作原理,可以更加准确的对PLC进行故障判断,在系统设计和生产使用中要对该系统的设备消耗、元器件设备故障发生点有清楚的估计,可以减少安装调试、维修成本,延长PLC控制系统的寿命。
在信号设计过程中有过把系统改复杂的现象,如采用复杂的控制方式和设备来实现,本可以用简单装置来实现的控制,违背了经济、简单、实用的原则,并可能会增加故障率。另外我们在信号系统中大多使用PLC处理接口信息,所以在设计过程中要尽量将接口信息容易识别,这样在出现故障时,能够尽快判断故障的归属方,便于地铁的运营管理。
分析故障或处理故障时也要注意系统性,要综合的考虑系统的各个输入输出才能能准确地判断故障点。
浅析PLC控制技术
[摘要]PLC是Programmable Logic Controller的缩写,即可编程逻辑控制器。IEC对PLC的定义是:PLC是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
[关键词]PLC技术发展现状发展趋势
中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1210064-01
一、PLC技术的概念
PLC即可编程控制器(Programmable logic Controller,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(International
Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。”
二、PLC技术的发展历史
1968年,通用汽车对外公开招标,寻求新的电气控制装置,1969年,美国数字设备公司制成的首台plc,1971年日本从美国引进了PLC技术加以消化,由日本公司研制成功了日本的第一台PLC。从70年代初开始,不到三十年时间里,PLC生产发展成了一个巨大的产业,据不完全统计,现在世界上生产PLC及其网络的厂家有二百多家,生产大约有400多个品种的PLC产品。其中在美国注册的厂超过100家,生产大约二百个品种;日本有60~70家PLC厂商,也生产200多个品种的PLC产品;在欧洲注册的也有几十家,生产几十个品种的PLC产品PLC产品的产量、销量及用量在所有工业控制装置中居首位,市场对其需求仍在稳步上升。进入二十世纪九十年代以来,全世界PLC年销售额以达百亿美元而且一直保持15%的年增长的势头。
三、我国PLC技术的发展现状
我国研究PLC技术起步较晚,但发展速度较快。中国电力科学研究院自1997年开始研究PLC技术,主要考虑PLC技术用于低压抄表系统,传输速率较低。1998年开发出样机,并通过了试验室功能测试,1999年在现场进行试运行,获得了产品登记许可。1999年5月开始进行PLC系统的研究开发工作。主要对我国低压配电网络的传输特性进行了测试,并对测试结果进行了数据处理和分析,基本取得了我国低压配电网传输特性和参数,为进行深入研究和系统开发提供依据。2000年开始引进国外的PLC芯片,研制了2Mbps的样机,2001年下半年在沈阳供电公司进行了小规模现场试验,实验效果良好,并于6月20日在沈阳通过验收。验收委员会通过现场检测认为,该实验从中国配电网的实际传播特性出发,对电力线通信技术的理论、实际应用和工程技术进行了开创性研究,在国内率先研制成功2Mbps和14Mbps高速电力线通信系统,建立了我国第一个电力线宽带接入实验网络;实现了自家庭至配电开关柜的高速电力线数据通信,并将办公自动化系统延伸至家庭。该实验的成功标志着我国已经全面掌握了高速电力线通信的核心技术,具备了研制生产这种技术实用化设备的能力。据悉,今年年底以前将建成200户的试验网络。
我国工业控制自动化的发展道路,大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收,然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展,我国工业计算机系统行业已经形成。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。
四、PLC的未来发展趋势
1.功能向增强化和专业化地方向发展,针对不同行业的应用特点,开发出专业化的PLC产品,以此来提高产品的性能和降低产品的成本,提高产品的易用性和专业化水平。
2.规模向小型化和大型化的方向发展,小型化是指提高系统可靠性基础上,产品的体积越来越小,功能越来越强;大型化是指应用在工业过程控制领域较大的应用市场,应用的规模从几十点扩展到上千点,应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足所有的用户要求。
3.系统向标准化和开放化方向发展,以个人计算机为基础,在Windows平台上开发符合全新一体化开放体系结构的PLC。通过提供标准化和开放化的接口,可以很方便地将PLC接入其它系统。
五、PLC技术的特点
1.配套齐全,功能完善,适用性强:PLC发展到今天,可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,现代PLC多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制,CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
2.系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造:PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造周期大为缩短,同时维护变得容易起来。更重要的是可以使同一设备经过改变程序改变生产过程。
3.体积小,重量轻,能耗低:以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。
六、PLC应用中应注意的问题
PLC是专门为工业生产服务的控制装置,通常不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用。但是,当生产环境过于恶劣时,就不能保证plc的正常运行,因此在使用中应注意以下环境问题。
1.温度:PLC要求环境温度在0-55℃,安装时不能放在发热量大的元件下面,四周通风散热的空间应足够大,基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔;开关柜上、下部应有通风的百叶窗,防止太阳光直接照射;如果周围环境超过55℃,要安装电风扇强迫通风。
2.湿度:为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。
3.震动:应使PLC远离强烈的震动源,防止振动频率为10-55hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时,必须采取减震措施,如采用减震胶等。
4.空气:避免有腐蚀和易燃的气体,例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境,可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中,并安装空气净化装置。
参考文献:
[1]钟肇新,可编程控制器原理与应用[M].广州:华南理工大学出版社,2000.
[2]储云峰,施耐德电气可编程序控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社,2006.
[3]高勤,电器及PLC控制技术[M].北京:高等教育出版社,2002.
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关于PLC论文的开题报告
院(系)名称
专业名称
年 级
学生姓名 学 号 指导教师姓名
填表时间: 201XX 年3 月 20 日
机电工程系 机电一体化 09机电三班袁照兰
填 表 说 明
(1)胜任的。 传统的智能控制是一种技术的事先安排,说到底是一种程序控制,是一种周期性的系统自动控制,实际上还算不上智能。而真正的智能电梯应更具人性化特点,不仅具有传统的人工智能的所有优点,而且还有传统的人工智能无法比拟的东西,具有动念和随机处理各种问题的能力,诸如能根据轿厢内的情况和各层的候梯信息,自动地制定每次最优的运动速度和停车政策;自动选择运动方面;双向语音交流;到达目的层的语音提示等,让乘客有更多的主动性,使大楼交通运输实现真正的人机对话。智能化要求电梯有自动安全检测功能,让电梯自己能够检测到电梯的故障所在,并及时报警予以排除。
(2)安全。 运行安全是电梯的根本和关键。可以说,电梯的全部其他工作都是以此为中心展开的,使电梯安全运行更有保障。运行安全不仅要消除电梯启动时较强的电磁辐射,使用安全材料和运行稳定,而且要有一种良好的视觉效果,让每一位乘客在宽敞、明亮轿厢内有安全、舒适的好心情。同时,电梯运行安全也要求电梯在运行中发生故障时,不但要使乘客容易与外界沟通联系,而且电梯本身应当能自动播放让乘客感到放松的音乐,彻底消除产生紧张不安的情绪。当小孩和老人乘坐时,电梯对他们应给予一种如同家人般的照顾,不但让老人和孩子感到方便和舒适,而且更让其家人感到放心。电梯运行安全还要求电梯有自动休眠功能,使电梯在保证运行效率最高的同时,使电梯能最大限度地得到休眠。
(3)与环境的协调和平衡,包括以下几个方面:
①视觉协调。有人曾经做过环境色彩是否对人有影响的研究。该研究发展:视觉不协调的环境色彩对人的情绪、精神影响非常大。色彩宜人,格调高雅,制作精良的电梯,有一种视觉上的舒适。用料低廉,款式陈旧,色彩沉闷,甚至破破烂烂的电梯,乘客视觉协调无从谈起,国内的许多电梯公司对此的`重视是远远不够的,甚至不少通过引进国外技术国产化的电梯也显露出一副土生土长的容貌。
②消除电磁辐射。如前所述,由于电梯是大楼里频繁起制动的大容量电器是电磁干扰的元凶,所以绿色电梯必须是一个达到自身对大楼电磁干扰最小,而又不被其他电磁干扰影响的建筑机电设备。这样不仅可以保证乘客的身心健康,而且也可以保证大楼、大厦中的大楼的办公自动化、楼宇自动化、通讯自动化的正常运转。
③舒适感。通过采用高载频波矢量静音变频器,可降低噪声变换频率及电压。以CPU控制电压及频率的连续变换方式,按人体生理适应要求,利用计算机优化设计而成的理想运行曲线,实现更稳定、更舒适的运行。
对现代化电梯性能的衡量,主要着重于可靠性、安全性和乘坐的舒适性。此外,对经济性、能耗、噪声等级和电磁干扰程度等方面也有相应要求。随着时代的发展,相信电梯行业会越来越贴近生活。
研究的主要内容及所解决的问题
目前,在电梯的控制方式上,主要有继电器控制、PLC控制和微型计算机控制三种。而PlC实际上是一种专用计算机,它采用巡回扫描的方式分时处理各项任务,而且依靠程序运行,这就保证只有正确的程序才能运行,否则电梯不会工作;又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等实际上是PLC系统内存工作单元,即无线圈又无触点,使用次数不受限制,属无触点运行,因此,它比继电器控制有着明显的优越性,运行寿命更长,工作更加可靠安全,自动化水平更高。PLC控制是三种控制方式中最具有可靠性、实用性和灵活性的控制方式,它更适合于用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代,是电梯控制系统中理想的控制新技术。
电梯的控制是比较复杂的,可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空间,随着PLC应用技术的不断发展,将使得它的体积大大减小,功能不断完善,过程的控制更平稳、可靠,抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内,把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。它已经成为电梯运行中的关键技术。因此,研究plc技术更具有了战略性的意义。
PLC电气工程自动化控制中的应用论文
摘要 :随着科技水平的不断发展,现代计算机技术已经得到了快速发展,在此优良的环境下,PLC关键技术因此而生。此技术在电器工程控制中得到广泛应用,大大提高了自动化控制水平效率,PLC技术应用及高性能高效率的特点与优势占据现代电气工程市场的大部分,成为电气系统自动化应用中最为广泛的技术之一。
关键词 :PLC技术;电气工程;自动化;应用
1PLC技术在电气工程自动化控制中的特点
通用性强
在PLC应用过程中能够支持对工业环境的设计,PLC的通用性在运用过程中表现在相对应的装置设备特别齐全,能够满足不同控制对象所需要的不同的要求,同时在PLC使用过程中人与机器能够相互配合及通讯设备良好应用,相关控制工作可行性非常高,操作过程简单易学。PLC技术的通用性大大提高了电气自动化控制中的效率。PLC技术可以和其它设备进行合理的契合以此达到电气工程自动化控制的要求。
可靠性高
PLC实现了对大规模集成电路技术的大幅度应用,对于传统意义上来讲,在接触器的控制系统而言,PLC的好处便在于它省去了大量的硬接点去也就意味着在PLC技术的运用期间故障的发生率会大大的降低,对PLC的系统工程抗干扰能力也有大幅度提升的重要价值。PLC技术相对于其他技术而言可靠性较高,有较强的可参考性。PLC的运行速度快,智能化程度高,集成密度大网络分布范围大,这些特点和优势充分满足了电气工程自动化的需要,也是PLC技术在于电气工程自动化技术的优势因素。
便捷性好
PLC系统支持利用计算机进行现实模拟实验来支持对相关设备的设计安全操作,此行为对减少工作量、加大工作效率有重要效果,同时PLC技术拥有自我诊断的作用,能够在相应合适的时间段内进行相应高效的对于故障进行分析与检测,来对维修提供准确切实的技术及数据支持,来保证系统正常有效率的运行。在PLC控制系统实际应用中,其良好的便捷性为自动控制的完成提供了保障,所以在PLC控制技术的研究中,我们必须加强对系统整体便捷性的技术研究工作,特别是在高温高压等较为恶劣的生产环境及生产过程中,电磁干扰严重的生产环境中,更要提高系统整体的便捷性来达到技术进一步的高效应用。
2PLC技术在电气工程自动化控制中的应用要点
顺序控制技术
在现代社会中,大多数的企业利用PLC技术是作为顺序控制器来用用的,例如在火力电厂及其它电厂中除灰的过程中就要运用PLC技术及控制顺序这项技术,在发电的过程中,能否提高除灰效率的影响因素就是电气工程自动化控制的好坏。提高效率是一个发电厂最重要的目标。为了达到理想,达到合适的效率大幅度提升必须利用PLC技术,PLC技术的重要性就在于在电气工程自动化控制中很大程度地降低了企业的成本,大大减少了劳动力成本工作人员及技术人员可以通过控制适中的程序就可以进行有效的控制来达到减少企业劳动力,达到施工过程中运行效率的提高。目前我国的控制技术已达到了一定的水准,PLC技术也因此得到了广泛的应用及推广。
闭环控制技术
众所周知,电气化自动控制系统分为现场手动系统和机器启动技术,电气化自动控制系统中PLC系统的闭环控制发挥着很大的作用,它可对自动化控制系统的运行造成影响,例如在在动力机开机时PLC模版结合点器自动化系统的运行进行正确的访问,即可确定是否启动或关闭,从当前技术的应用状态来看闭环技术已经在电气化自动工程中发挥着重大的作用。PLC技术与常规控制系统有效率的结合来弥补PLC系统的不足。常规控制系统现已经得到了企业的广泛应用,闭环控制技术现已得到了大众的广泛认知。
开关量控制技术
在传统的电气控制系统中,电磁性电器是电器正常控制系统的主要载体,但电磁性继电器在运行过程中经常会出现故障,严重的降低了电力系统正常运行的能力,在开关量控制过程中,PLC技术采用的大量的电器提高了电气自动化过程中的安全性。也维护了其他电器功能齐全的特点。在满足电力系统设备的同时,简化了电气二次设备接线的过程,再用PLC系统技术时,电气自动化过程故障出现率大幅度降低,辅助开关数量明显减少可集中控制多个断路的运行信号,例如,在火力发电系统中,电气自动化系统在合理运用PLC技术后,技术人员可根据系统运行状况进行合理的调整,保证整个系统的数据处理能力的完整性,实现电气自动化系统的稳定运行。开关量控制的有效实施将保证电气自动化控制应用中的一个里程碑的建立,与传统的电气自动化控制形成鲜明的对比来体现现代电器化自动控制的优势与特点。
网络控制技术
由于神经网络控制具有高性能的特点,能够在很大程度上减少及定位的时间,对于非初始速度的变化进行有效的监控,在神经网络控制中其结构具有多样性复杂性的特点,它能够进行反向和正向的学习计算,在网络控制系统中,可以根据电气参数对速度进行合理的控制及计算,能够在信号处理及其它模式识别方面进行有效的应用,具有非线性一致估计在电气工程自动化控制方面也有很大的应用,网络控制系统及神经网络技术具有较强的一致性及复杂性,在进行操控是对技术人员的要求较高,不需要网络教学模型同时对于故障也有一定的抗低抗性。这就需要企业提高技术人员的能力,加大对于技术人员的培训及专业知识能力的培养。以此来达到网络控制技术高效率的实施。如果企业不能保证技术人员的能力,就不能保证电气工程自动化系统过程中故障的排除。不能达到网络控制技术高性能的实施。
3结束语
PLC技术以处理器为基础建立在数字运算知识向实现自动控制,具有通用性可靠性高的优良特点,对电气自动化的发展有很好的较强的推动作用,PLC技术在电气自动化控制系统中提升了系统的运作效率,提升其灵活性及智能化水平,大大的简化了系统维护程序,降低系统基本成本。可以预测PLC技术在电气化自动控制系统中的应用将越来越广泛,发挥越来越重要的作用。
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plc是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。下面是我为大家精心推荐的plc论文范文,希望能够对您有所帮助。
PLC概述及维护
摘要:针对在信号系统与外部接口设计中广泛使用的PLC,本文介绍了PLC的概况和使用中的常见问题处理。
Abstract: In view of the signaling system with exterior connection design in widespread used PLC, this article introduced PLC’s survey and frequently malfunctions.
关键词:PLC, 接口,故障,维修,地铁,信号
Key words: PLC, Interface, Malfunction,Maintenance, Subway,Signaling
中图分类号: U231+.7 文献标识码:A文章编号:
一、背景及基本概念
背景
在信号系统中的设计中,越来越多的使用PLC作为内部及外部接口的元器件,而接口的问题一直是设备调试、维护中比较难于掌握的。所以作为工程人员就需要对PLC的工作原理,及常见的问题有一定的了解。
基本概念
定义
PLC即可编程控制器PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER 的简称。国际电工委员会(IEC)颁布了对PLC的规定:可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程控器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PLC的结构及基本配置
一般讲,PLC分为箱体式和模块式两种。但它们的组成是相同的,对箱体式PLC,有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,当然按CPU性能分成若干型号,并按I/O点数又有若干规格。对模块式PLC,有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。无任哪种结构类型的PLC,都属于总线式开放型结构,其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。PLC的基本结构框图如下:
图1
一、CPU:
PLC中的CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,每台PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路,
与通用计算机一样,主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,还有外围芯片、总线接口及有关电路。它确定了进行控制的规模、工作速度、内存容量等。内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。
CPU模块的外部表现就是它的工作状态的种种显示、种种接口及设定或控制开关。一般讲,CPU模块总要有相应的状态指示灯,如电源显示、运行显示、故障显示等。箱体式PLC的主箱体也有这些显示。它的总线接口,用于接I/O范本或底板,有内存接口,用于安装内存,有外设口,用于接外部设备,有的还有通讯口,用于进行通讯。CPU模块上还有许多设定开关,用以对PLC作设定,如设定起始工作方式、内存区等。
二、I/O模块:
PLC的对外功能,主要是通过各种I/O接口模块与外界联系的,按I/O点数确定模块规格及数量,I/O模块可多可少,但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或机架槽数限制。I/O模块集成了PLC的I/O电路,其输入缓存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。
三、电源模块:
有些PLC中的电源,是与CPU模块合二为一的,有些是分开的,其主要用途是为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时,有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源以其输入类型有:交流电源,加的为交流220VAC或110VAC,直流电源,加的为直流电压,常用的为24V。
四、底板或机架:
大多数模块式PLC使用底板或机架,其作用是:电气上,实现各模块间的联系,使CPU能访问底板上的所有模块,机械上,实现各模块间的连接,使各模块构成一个整体。
PLC的通信及编程
PLC具有通信联网的功能,它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其它智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。现在几乎所有的PLC新产品都有通信联网功能,它和计算机一样具有RS-232接口,通过双绞线、同轴电缆或光缆,可以在几公里甚至几十公里的范围内交换信息。
当然,PLC之间的通讯网络是各厂家专用的,PLC与计算机之间的通讯,一些生产厂家采用工业标准总线,并向标准通讯协议靠近,这将使不同机型的PLC之间、PLC与计算机之间可以方便地进行通讯与联网。
PLC编程
PLC的编程语言与一般计算机语言相比,具有明显的特点,它既不同于高级语言,也不同与一般的汇编语言,它既要满足易于编写,又要满足易于调试的要求。目前,还没有一种对各厂家产品都能兼容的编程语言。如三菱公司的产品有它自己的编程语言,OMRON公司的产品也有它自己的语言。但不管什么型号的PLC,其编程语言都具有以下特点:
1. 图形式指令结构:程序由图形方式表达,指令由不同的图形符号组成,易于理解和记忆。系统的软件开发者已把工业控制中所需的独立运算功能编制成象征性图形,用户根据自己的需要把这些图形进行组合,并填入适当的参数。在逻辑运算部分,几乎所有的厂家都采用类似于继电器控制电路的梯形图,很容易接受。如西门子公司还采用控制系统流程图来表示,它沿用二进制逻辑组件图形符号来表达控制关系,很直观易懂。较复杂的算术运算、定时计数等,一般也参照梯形图或逻辑组件图给予表示,虽然象征性不如逻辑运算部分,也受用户欢迎
2. 明确的变数常数:图形符相当于操作码,规定了运算功能,操作数由用户填人,如:K400,T120等。PLC中的变量和常数以及其取值范围有明确规定,由产品型号决定,可查阅产品目录手册。
3. 简化的程序结构:PLC的程序结构通常很简单,典型的为块式结构,不同块完成不同的功能,使程序的调试者对整个程序的控制功能和控制顺序有清晰的概念。
4. 简化应用软件生成过程:使用汇编语言和高级语言编写程序,要完成编辑、编译和连接三个过程,而使用编程语言,只需要编辑一个过程,其余由系统软件自动完成,整个编辑过程都在人机对话下进行的,不要求用户有高深的软件设计能力。
5. 强化调试手段:无论是汇编程序,还是高级语言程序调试,都是令编辑人员头疼的事,而PLC的程序调试提供了完备的条件,使用编程器,利用PLC和编程器上的按键、显示和内部编辑、调试、监控等,并在软件支持下,诊断和调试操作都很简单。
二、PLC维护
维护概述
一般各型PLC均设计成长期不间断的工作制。对于地铁维护人员来讲,是不需要更改PLC内部程序的。但是在调试期间就需要对相应动作进行修改。
查找故障的设备
PLC的指示灯及机内设备,有益于对PLC整个控制系统查找故障。编程器是主要的诊断工具,他能方便地连到PLC上面可以观察整个控制系统的状态。根据PLC厂家的不同编程器也有区别,有的是运行在PC上的软件,有的是一个专用的设备。
查找故障顺序
根据下列问题,并根据发现的合理动作逐个否定。一步一步地更换PLC中的各种模块,直到故障全部排除。所有主要的修正动作能通过更换模块来完成, 除了一把螺丝刀和一个万用电表外,并不需要特殊的工具。
1、PWR(电源)灯亮否?如果不亮,在采用交流电源的框架的电压输入端(98-162VAC或195-252VAC)检查电源电压;对于需要直流电压的 框架,测量+24VDC和0VDC端之间的直流电压,如果不是合适的AC或DC电源,则问题发生在PLC之外。如AC或DC电源电压正常,但PWR灯不亮,检查保险丝,如必要的话,就更换CPU框架。
2、PWR(电源)灯亮否?如果亮,检查显示出错的代码,对照出错代码表的代码定义,做相应的修正。
3、RUN(运行)灯亮否?如果不亮,检查编程器是不是处于PRG或LOAD位置,或者是不是程序出错。如RUN灯不亮,而编程器并没插上,或者编程器处于RUN方式 且没有显示出错的代码,则需要更换CPU模块。
4、BATT(电池)灯亮否?如果亮,则需要更换锂电池。由于BATT灯只是报警信号,即使电池电压过低,程序也可能尚没改变。更换电池以后, 检查程序或让PLC试运行。如果程序已有错,在完成系统编程初始化后,将录在磁带上的程序重新装入PLC。
在日常的维修活动中,可以根据故障统计来准备备品备件,并不需要准备整个PLC。掌握了故障判断方法后,可以进行针对性地更换,这样可以减少维修成本,增加维修效率。
三、总结
了解PLC的组成部分及工作原理,可以更加准确的对PLC进行故障判断,在系统设计和生产使用中要对该系统的设备消耗、元器件设备故障发生点有清楚的估计,可以减少安装调试、维修成本,延长PLC控制系统的寿命。
在信号设计过程中有过把系统改复杂的现象,如采用复杂的控制方式和设备来实现,本可以用简单装置来实现的控制,违背了经济、简单、实用的原则,并可能会增加故障率。另外我们在信号系统中大多使用PLC处理接口信息,所以在设计过程中要尽量将接口信息容易识别,这样在出现故障时,能够尽快判断故障的归属方,便于地铁的运营管理。
分析故障或处理故障时也要注意系统性,要综合的考虑系统的各个输入输出才能能准确地判断故障点。
浅析PLC控制技术
[摘要]PLC是Programmable Logic Controller的缩写,即可编程逻辑控制器。IEC对PLC的定义是:PLC是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
[关键词]PLC技术发展现状发展趋势
中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1210064-01
一、PLC技术的概念
PLC即可编程控制器(Programmable logic Controller,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(International
Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。”
二、PLC技术的发展历史
1968年,通用汽车对外公开招标,寻求新的电气控制装置,1969年,美国数字设备公司制成的首台plc,1971年日本从美国引进了PLC技术加以消化,由日本公司研制成功了日本的第一台PLC。从70年代初开始,不到三十年时间里,PLC生产发展成了一个巨大的产业,据不完全统计,现在世界上生产PLC及其网络的厂家有二百多家,生产大约有400多个品种的PLC产品。其中在美国注册的厂超过100家,生产大约二百个品种;日本有60~70家PLC厂商,也生产200多个品种的PLC产品;在欧洲注册的也有几十家,生产几十个品种的PLC产品PLC产品的产量、销量及用量在所有工业控制装置中居首位,市场对其需求仍在稳步上升。进入二十世纪九十年代以来,全世界PLC年销售额以达百亿美元而且一直保持15%的年增长的势头。
三、我国PLC技术的发展现状
我国研究PLC技术起步较晚,但发展速度较快。中国电力科学研究院自1997年开始研究PLC技术,主要考虑PLC技术用于低压抄表系统,传输速率较低。1998年开发出样机,并通过了试验室功能测试,1999年在现场进行试运行,获得了产品登记许可。1999年5月开始进行PLC系统的研究开发工作。主要对我国低压配电网络的传输特性进行了测试,并对测试结果进行了数据处理和分析,基本取得了我国低压配电网传输特性和参数,为进行深入研究和系统开发提供依据。2000年开始引进国外的PLC芯片,研制了2Mbps的样机,2001年下半年在沈阳供电公司进行了小规模现场试验,实验效果良好,并于6月20日在沈阳通过验收。验收委员会通过现场检测认为,该实验从中国配电网的实际传播特性出发,对电力线通信技术的理论、实际应用和工程技术进行了开创性研究,在国内率先研制成功2Mbps和14Mbps高速电力线通信系统,建立了我国第一个电力线宽带接入实验网络;实现了自家庭至配电开关柜的高速电力线数据通信,并将办公自动化系统延伸至家庭。该实验的成功标志着我国已经全面掌握了高速电力线通信的核心技术,具备了研制生产这种技术实用化设备的能力。据悉,今年年底以前将建成200户的试验网络。
我国工业控制自动化的发展道路,大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收,然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展,我国工业计算机系统行业已经形成。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。
四、PLC的未来发展趋势
1.功能向增强化和专业化地方向发展,针对不同行业的应用特点,开发出专业化的PLC产品,以此来提高产品的性能和降低产品的成本,提高产品的易用性和专业化水平。
2.规模向小型化和大型化的方向发展,小型化是指提高系统可靠性基础上,产品的体积越来越小,功能越来越强;大型化是指应用在工业过程控制领域较大的应用市场,应用的规模从几十点扩展到上千点,应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足所有的用户要求。
3.系统向标准化和开放化方向发展,以个人计算机为基础,在Windows平台上开发符合全新一体化开放体系结构的PLC。通过提供标准化和开放化的接口,可以很方便地将PLC接入其它系统。
五、PLC技术的特点
1.配套齐全,功能完善,适用性强:PLC发展到今天,可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,现代PLC多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制,CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
2.系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造:PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造周期大为缩短,同时维护变得容易起来。更重要的是可以使同一设备经过改变程序改变生产过程。
3.体积小,重量轻,能耗低:以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。
六、PLC应用中应注意的问题
PLC是专门为工业生产服务的控制装置,通常不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用。但是,当生产环境过于恶劣时,就不能保证plc的正常运行,因此在使用中应注意以下环境问题。
1.温度:PLC要求环境温度在0-55℃,安装时不能放在发热量大的元件下面,四周通风散热的空间应足够大,基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔;开关柜上、下部应有通风的百叶窗,防止太阳光直接照射;如果周围环境超过55℃,要安装电风扇强迫通风。
2.湿度:为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。
3.震动:应使PLC远离强烈的震动源,防止振动频率为10-55hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时,必须采取减震措施,如采用减震胶等。
4.空气:避免有腐蚀和易燃的气体,例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境,可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中,并安装空气净化装置。
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优秀的plc毕业论文参考文献
难忘的大学生活即将结束,我们毕业前都要通过最后的毕业论文,毕业论文是一种有计划的、比较正规的检验大学学习成果的形式,写毕业论文需要注意哪些格式呢?下面是我帮大家整理的优秀的plc毕业论文参考文献,仅供参考,欢迎大家阅读。
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关于PLC论文的开题报告
院(系)名称
专业名称
年 级
学生姓名 学 号 指导教师姓名
填表时间: 201XX 年3 月 20 日
机电工程系 机电一体化 09机电三班袁照兰
填 表 说 明
(1)胜任的。 传统的智能控制是一种技术的事先安排,说到底是一种程序控制,是一种周期性的系统自动控制,实际上还算不上智能。而真正的智能电梯应更具人性化特点,不仅具有传统的人工智能的所有优点,而且还有传统的人工智能无法比拟的东西,具有动念和随机处理各种问题的能力,诸如能根据轿厢内的情况和各层的候梯信息,自动地制定每次最优的运动速度和停车政策;自动选择运动方面;双向语音交流;到达目的层的语音提示等,让乘客有更多的主动性,使大楼交通运输实现真正的人机对话。智能化要求电梯有自动安全检测功能,让电梯自己能够检测到电梯的故障所在,并及时报警予以排除。
(2)安全。 运行安全是电梯的根本和关键。可以说,电梯的全部其他工作都是以此为中心展开的,使电梯安全运行更有保障。运行安全不仅要消除电梯启动时较强的电磁辐射,使用安全材料和运行稳定,而且要有一种良好的视觉效果,让每一位乘客在宽敞、明亮轿厢内有安全、舒适的好心情。同时,电梯运行安全也要求电梯在运行中发生故障时,不但要使乘客容易与外界沟通联系,而且电梯本身应当能自动播放让乘客感到放松的音乐,彻底消除产生紧张不安的情绪。当小孩和老人乘坐时,电梯对他们应给予一种如同家人般的照顾,不但让老人和孩子感到方便和舒适,而且更让其家人感到放心。电梯运行安全还要求电梯有自动休眠功能,使电梯在保证运行效率最高的同时,使电梯能最大限度地得到休眠。
(3)与环境的协调和平衡,包括以下几个方面:
①视觉协调。有人曾经做过环境色彩是否对人有影响的研究。该研究发展:视觉不协调的环境色彩对人的情绪、精神影响非常大。色彩宜人,格调高雅,制作精良的电梯,有一种视觉上的舒适。用料低廉,款式陈旧,色彩沉闷,甚至破破烂烂的电梯,乘客视觉协调无从谈起,国内的许多电梯公司对此的`重视是远远不够的,甚至不少通过引进国外技术国产化的电梯也显露出一副土生土长的容貌。
②消除电磁辐射。如前所述,由于电梯是大楼里频繁起制动的大容量电器是电磁干扰的元凶,所以绿色电梯必须是一个达到自身对大楼电磁干扰最小,而又不被其他电磁干扰影响的建筑机电设备。这样不仅可以保证乘客的身心健康,而且也可以保证大楼、大厦中的大楼的办公自动化、楼宇自动化、通讯自动化的正常运转。
③舒适感。通过采用高载频波矢量静音变频器,可降低噪声变换频率及电压。以CPU控制电压及频率的连续变换方式,按人体生理适应要求,利用计算机优化设计而成的理想运行曲线,实现更稳定、更舒适的运行。
对现代化电梯性能的衡量,主要着重于可靠性、安全性和乘坐的舒适性。此外,对经济性、能耗、噪声等级和电磁干扰程度等方面也有相应要求。随着时代的发展,相信电梯行业会越来越贴近生活。
研究的主要内容及所解决的问题
目前,在电梯的控制方式上,主要有继电器控制、PLC控制和微型计算机控制三种。而PlC实际上是一种专用计算机,它采用巡回扫描的方式分时处理各项任务,而且依靠程序运行,这就保证只有正确的程序才能运行,否则电梯不会工作;又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等实际上是PLC系统内存工作单元,即无线圈又无触点,使用次数不受限制,属无触点运行,因此,它比继电器控制有着明显的优越性,运行寿命更长,工作更加可靠安全,自动化水平更高。PLC控制是三种控制方式中最具有可靠性、实用性和灵活性的控制方式,它更适合于用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代,是电梯控制系统中理想的控制新技术。
电梯的控制是比较复杂的,可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空间,随着PLC应用技术的不断发展,将使得它的体积大大减小,功能不断完善,过程的控制更平稳、可靠,抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内,把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。它已经成为电梯运行中的关键技术。因此,研究plc技术更具有了战略性的意义。
PLC电气工程自动化控制中的应用论文
摘要 :随着科技水平的不断发展,现代计算机技术已经得到了快速发展,在此优良的环境下,PLC关键技术因此而生。此技术在电器工程控制中得到广泛应用,大大提高了自动化控制水平效率,PLC技术应用及高性能高效率的特点与优势占据现代电气工程市场的大部分,成为电气系统自动化应用中最为广泛的技术之一。
关键词 :PLC技术;电气工程;自动化;应用
1PLC技术在电气工程自动化控制中的特点
通用性强
在PLC应用过程中能够支持对工业环境的设计,PLC的通用性在运用过程中表现在相对应的装置设备特别齐全,能够满足不同控制对象所需要的不同的要求,同时在PLC使用过程中人与机器能够相互配合及通讯设备良好应用,相关控制工作可行性非常高,操作过程简单易学。PLC技术的通用性大大提高了电气自动化控制中的效率。PLC技术可以和其它设备进行合理的契合以此达到电气工程自动化控制的要求。
可靠性高
PLC实现了对大规模集成电路技术的大幅度应用,对于传统意义上来讲,在接触器的控制系统而言,PLC的好处便在于它省去了大量的硬接点去也就意味着在PLC技术的运用期间故障的发生率会大大的降低,对PLC的系统工程抗干扰能力也有大幅度提升的重要价值。PLC技术相对于其他技术而言可靠性较高,有较强的可参考性。PLC的运行速度快,智能化程度高,集成密度大网络分布范围大,这些特点和优势充分满足了电气工程自动化的需要,也是PLC技术在于电气工程自动化技术的优势因素。
便捷性好
PLC系统支持利用计算机进行现实模拟实验来支持对相关设备的设计安全操作,此行为对减少工作量、加大工作效率有重要效果,同时PLC技术拥有自我诊断的作用,能够在相应合适的时间段内进行相应高效的对于故障进行分析与检测,来对维修提供准确切实的技术及数据支持,来保证系统正常有效率的运行。在PLC控制系统实际应用中,其良好的便捷性为自动控制的完成提供了保障,所以在PLC控制技术的研究中,我们必须加强对系统整体便捷性的技术研究工作,特别是在高温高压等较为恶劣的生产环境及生产过程中,电磁干扰严重的生产环境中,更要提高系统整体的便捷性来达到技术进一步的高效应用。
2PLC技术在电气工程自动化控制中的应用要点
顺序控制技术
在现代社会中,大多数的企业利用PLC技术是作为顺序控制器来用用的,例如在火力电厂及其它电厂中除灰的过程中就要运用PLC技术及控制顺序这项技术,在发电的过程中,能否提高除灰效率的影响因素就是电气工程自动化控制的好坏。提高效率是一个发电厂最重要的目标。为了达到理想,达到合适的效率大幅度提升必须利用PLC技术,PLC技术的重要性就在于在电气工程自动化控制中很大程度地降低了企业的成本,大大减少了劳动力成本工作人员及技术人员可以通过控制适中的程序就可以进行有效的控制来达到减少企业劳动力,达到施工过程中运行效率的提高。目前我国的控制技术已达到了一定的水准,PLC技术也因此得到了广泛的应用及推广。
闭环控制技术
众所周知,电气化自动控制系统分为现场手动系统和机器启动技术,电气化自动控制系统中PLC系统的闭环控制发挥着很大的作用,它可对自动化控制系统的运行造成影响,例如在在动力机开机时PLC模版结合点器自动化系统的运行进行正确的访问,即可确定是否启动或关闭,从当前技术的应用状态来看闭环技术已经在电气化自动工程中发挥着重大的作用。PLC技术与常规控制系统有效率的结合来弥补PLC系统的不足。常规控制系统现已经得到了企业的广泛应用,闭环控制技术现已得到了大众的广泛认知。
开关量控制技术
在传统的电气控制系统中,电磁性电器是电器正常控制系统的主要载体,但电磁性继电器在运行过程中经常会出现故障,严重的降低了电力系统正常运行的能力,在开关量控制过程中,PLC技术采用的大量的电器提高了电气自动化过程中的安全性。也维护了其他电器功能齐全的特点。在满足电力系统设备的同时,简化了电气二次设备接线的过程,再用PLC系统技术时,电气自动化过程故障出现率大幅度降低,辅助开关数量明显减少可集中控制多个断路的运行信号,例如,在火力发电系统中,电气自动化系统在合理运用PLC技术后,技术人员可根据系统运行状况进行合理的调整,保证整个系统的数据处理能力的完整性,实现电气自动化系统的稳定运行。开关量控制的有效实施将保证电气自动化控制应用中的一个里程碑的建立,与传统的电气自动化控制形成鲜明的对比来体现现代电器化自动控制的优势与特点。
网络控制技术
由于神经网络控制具有高性能的特点,能够在很大程度上减少及定位的时间,对于非初始速度的变化进行有效的监控,在神经网络控制中其结构具有多样性复杂性的特点,它能够进行反向和正向的学习计算,在网络控制系统中,可以根据电气参数对速度进行合理的控制及计算,能够在信号处理及其它模式识别方面进行有效的应用,具有非线性一致估计在电气工程自动化控制方面也有很大的应用,网络控制系统及神经网络技术具有较强的一致性及复杂性,在进行操控是对技术人员的要求较高,不需要网络教学模型同时对于故障也有一定的抗低抗性。这就需要企业提高技术人员的能力,加大对于技术人员的培训及专业知识能力的培养。以此来达到网络控制技术高效率的实施。如果企业不能保证技术人员的能力,就不能保证电气工程自动化系统过程中故障的排除。不能达到网络控制技术高性能的实施。
3结束语
PLC技术以处理器为基础建立在数字运算知识向实现自动控制,具有通用性可靠性高的优良特点,对电气自动化的发展有很好的较强的推动作用,PLC技术在电气自动化控制系统中提升了系统的运作效率,提升其灵活性及智能化水平,大大的简化了系统维护程序,降低系统基本成本。可以预测PLC技术在电气化自动控制系统中的应用将越来越广泛,发挥越来越重要的作用。
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在电气行业的实际工作中,PLC技术的加入对其发展起到了很大的促进作用,在改进完善电气系统的同时更提高了电气控制的工作质量,对电气行业今后的发展有着重大影响。 下面是我整理的电气控制与plc技术论文,希望你能从中得到感悟!
电气控制与PLC技术研究
在现今高科技水平的带动下,所有技术设备都在不断的升级,对电气控制系统的要求也变得越来越高。在电气行业的实际工作中,PLC技术的加入对其发展起到了很大的促进作用,在改进完善电气系统的同时更提高了电气控制的工作质量,对电气行业今后的发展有着重大影响。
【关键词】电气控制 PLC技术 探析
PLC从外观来讲,具有体积小质量轻的特点,小型的PLC底部尺寸一般不超过100mm,质量不超过150g,所以在安装方便,和电气系统组装容易。PLC应用范围广泛,一般的电气控制场所都可以使用,尤其是数据应用能力在数字控制方面的运用更为广泛。另外,抗干扰技术的应用更使电气控制系统运行的安全性和可靠性提供了有力保障。PLC外部检测系统的设置,为自身内部和系统外部的故障检验提供了良好的条件。而且,PLC的安装操作简单易懂,对于从事电气控制方面的人员来说掌握起来也比较容易。储存逻辑是PLC技术在实际应用中所使用的,接线比较简单,这样也方便日后维修和改造,在减少工作量的同时又提高了工作效率。
1 PLC技术与电气控制融合后的工作流程
电气控制主要是通过对电气设备一次和二次回路控制来确保设备正常运行,其在现代工业自动化方面已经成为一个不可缺少的重要角色,更是推进工业自动化发展的重要武器。而PLC技术的实质就是一个控制器,专门用于专业控制,主要利用计算机、通讯技术、自动化等技术发展起来的通讯控制器。PLC技术与电气控制技术融合可以生成强大的抗干扰能力和自我诊断能力,完善电气的控制系统的同时有效排除系统中故障。
目前,PLC技术在电气控制行业的应用十分广泛,很多企业开始逐渐重视这些外来技术的引进,作为现代电控行业中的重要角色,PLC技术的应用将会在很大程度上推动电气控制行业的发展。同时,想要PLC技术与电气控制合理融合就必须要对PLC技术有一定的掌握和了解,这是PLC技术能够更好的运用于实际的前提条件和重要基础。此外,PLC技术在工业体系中也有着广泛应用,如石油、建材、钢铁、化工、电力、机械制造、汽车、交通运输等。
结合PLC的工作流程,根据实际工作经验,将PLC技术与电气控制融合后的工作流程划分为三个阶段。主要有收集和输入原始数据、用户程序执行、刷新输出。
(1)采取收集数据是PLC工作进程的第一步。通过扫描的方式依次读取并存储输入状态点和数据,同时存入I/O映像区中的相应单元。完成后,进入用户程序执行和输出的刷新阶段。在这一阶段,I/O映像区中相应单元的状态和数据不发生改变。
(2)在第一步完成的基础上,对用户程序按照由上到下的顺序扫描。用户程序是执行阶段,具体的实施中,先扫描用户程序左边的控制线路,同时依然遵守由上到下和由左到右的顺序对触点构成的的控制线路进行逻辑运算。同样,在I/O映像区内单元中的状态和数据也不会发生变化,但其他输出点和软设备在I/O映像单元区域或系统RAM存储区域的状态和数据都可能会发生变化。
(3)PLC工作流程的最后阶段,即输出刷新阶段。在用户程序扫描结束后,PLC就会进入输出刷新阶段。此阶段中,CPU按照I/O映像区相应的状态和数据刷新所有输出锁存电路之后再由输出电路完成相应设备的驱动设置是PLC的最后输出过程。
PLC的工作流程与大部分其他的机械设备相似,是一个周期循环的过程。这三个工作阶段是循环运行的,每进行三个阶段为一个周期。PLC技术与电气控制技术的融合在提高工作效率的同时又节省了故障和开发研究的开销。
2 PLC技术在电气控制应用中常见的问题
系统控制出现故障。可能由于线路老化、周围环境破坏等原因造成控制出现故障,进而无法将信号传递给系统内部,也就无法完成对数据的接收、加载和转换,同时对系统发出的其他执行命令也没办法接收。
数据收集和传输故障也可能是由于开关一类的设备操作不到位造成的,例如打开、闭合不彻底,致使无法接收或接收错误信息,造成控制运作出现错误,系统无法正常运行,即造成了PLC无法接收信号控制系统出现故障。
设备开关和现场变送器的自身故障也是使PLC技术无法正常工作的原因,引发故障的原因可能是接线接触不良,出现破损等,同样也会造成以上PLC控制分析系统无法接收数据和进一步的处理。此外,人为操作出错也是造成系统故障的原因之一。
3 PLC技术问题相应的解决方法
对输入PLC控制系统信号的可靠性加强注意。保证所有的现场设备和相关部件的性能完好,杜绝由于设备自身零部件问题造成信号无法正常传送和接收的现象发生。此外,更新改进主界面功能模块设置也有利于减少控制的出错。
完善系统设置,使其更加具有可靠性、自动化、网络一体化。在PLC电气控制系统遭受破坏或出错时,起到预警系统的报警作用,这项功能在PLC系统控制里十分重要,能够有效的对工作情况进行监控,减少了由于指令出错带给系统的损失。确保PLC周围的运行环境,及时排除干扰因素,实施24小时监控。
加强人员的技术培训,提高业务能力和自身素质修养,鼓励员工学习新技术、新的方法和技巧来提高工作质量。
4 总结
面对如今高科技迅猛发展的形势,在任何领域如果想要健康长远的发展,就必须不断的学习掌握新的技术,只有对新技术和设备做好充分的了解和学习并合理应用,才会真正的有所收获。PLC在电气控制方面发挥着巨大的推动作用,二者的融合将会在很大程度上促进电气控制行业的进步发展。
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作者简介
张车(1981-),男,江苏省张家港市人。本科学历。中级工程师。研究方向为电气自动化控制。
作者单位
张家港沙钢集团 江苏省张家港市 215600
电气控制与PLC技术的应用
摘 要:针对传统数控车床在自动化控制功能方面的薄弱,以CK6140普通数控车床为对象,详细探讨了数控车床的电气控制,基于PLC实现了数控车床的自动化改造功能,给出了详细的电气化、自动化改造的方案和控制结构,对于进一步提高PLC自动化控制技术在电气控制领域中的应用具有较好的借鉴意义。
关键词:电气控制;PLC技术;自动化;无人值守
1 引言
随着可编程逻辑控制器(PLC)技术的逐渐发展,很多工业生产要求实现自动化控制的功能,都采用PLC来构建自动化控制系统,尤其是对于一些电气控制较为复杂的电气设备和大型机电装备,PLC在电气化和自动化控制方面具有独到的优势,如顺序控制,可靠性高,稳定性好,易于构建网络化和远程化控制,以及实现无人值守等众多优点。基于此,PLC技术逐渐成为工业电气自动化控制的主要应用技术。
本论文主要结合数控机床的电气化功能的改造,详细探讨数控机床电气化改造过程中基于PLC技术的应用,以及PLC技术在实现数控机床自动化控制功能上的应用,以此和广大同行分享。
2 数控机床的电气化改造概述
数控机床的主要功能
数控机床是实现机械加工、制造和生产中应用的最为广泛的一类机电设备。数控机床依托数控化程序,实现对零部件的自动切削和加工。但是目前我国仍然有超过近1000万台的数控机床,主要依靠手动控制完成切削加工,无法实现基本的电气化和自动化控制。为此,本论文的主要的目的是基于PLC控制技术,实现数控机床的电气化改造,主要实现以下功能:
(1) 数控机床的所有电机、接触器等实现基于PLC的自动化控制;
(2)数控机床的进给运动由PLC控制自动完成,无需人工手动干预;
(3) 自动检测零部件切削过程中的相关参数,如加工参数、状态参数等等;
(4) 结合上位机能够实现对数控机床的远程控制,以达到无人值守的目的。
电气化改造的总体方案
结合上文对于数控车床的电气化、自动化改造的功能要求,确定了采用上位机与下位机结合的自动化改造方案。该方案总体结构分析如下:
(1) 上位机借助于工控机,利用工控机强大的图像处理能力,重点完成数控车床的生产组态画面显示,以及必要的生产数据的传输、保存、输出,同时还要能够实现相关控制指令的下达,确保数控车床能够自动完成所有切削加工生产任务。
( 2)下位机采用基于PLC技术的电气控制模式,由传感器、数据采集板卡负责采集数控车床的生产数据、环境数据、状态数据等所有参数,由PLC实现对相关数据的计算,并传输给上位机进行相关数据的图形化显示和保存;另一方面,PLC控制系统还接收来自于上位机的控制指令,实现对数控车床的远程控制。
(3) 对于数控车床最为关键的控制――进给运动的控制,利用PLC+运动控制板卡的模式实现电气化和自动化的控制。具体实现方式为:选用合适的运动控制板卡,配合PLC的顺序控制,对进给轴电机实现伺服运动控制,从而实现对数控车床进给运动的自动化控制。
3 数控车床电气化自动控制改造的实现
系统改造结构设计
数控车床的电气化自动控制改造,其整体结构如下图1所示,其整体结构主要由以下几个部分构成:
底层设备
底层设备主要包括两个方面,首先是实现数控车床自动切削加工运转等基本功能的必要电气、机电设备,如电源模块、电机模块等,这些机电设备能够保证数控车床的基本功能的稳定可靠的实现;其次,底层设备还包括各类传感器,比如监测电机转速、温度的速度传感器和温度传感器,监测进给轴运动进给量的光栅尺等,这些传感类和数据采集类设备为实现数控车床自动化控制提供了基础数据源。
本地PLC站
本地PLC站主要负责接收底层传感设备传送过来的传感参数、状态参数及其他检测参数,通过内部程序的运算,判断整个数控车床的工作状态,并将其中的重点参数上传到远程控制终端进行数据的图形化显示、存储、输出打印等操作;另一方面,本地PLC站同时还接收来自于远程控制终端所下达的控制指令,比如停机、启动等控制指令,PLC站通过对相应执行器(比如电机)的控制,从而实现自动化控制的功能。
远程控制终端
远程控制终端主要是依赖于工控机实现的上位机数据管理和状态监控,需要专门开发一套面向数控车床加工、生产和自动控制的软件程序,以实现对数控车床的远程化、网络化、自动化控制,真正实现无人值守的功能。
PLC电气控制系统的设计实现
本研究论文以CK6140普通数量机床为具体研究对象,详细探讨其电气化、自动化控制的改造。通过上文对机床改造方案和结构功能的分析,可以确定整个机床电气化、自动化改造,一共需要实现14个系统输入,9个系统输出。结合控制要求,这里选用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC,输入回路采用24V直流电源供电方式。根据对数控机床的各模块控制功能的分析,选用合适的接触器、继电器、开关、辅助触点等电气控制元件,与PLC共同实现对电气设备的控制,比如PLC通过接触器控制电机模块,PLC通过继电器控制电磁阀等部件,从而完成基于PLC控制的数控车床电气化改造。
4 结语
随着电气设备的越来越复杂,工业生产对于电气控制的要求也越来越高,基于PLC的自动化控制技术得到了广泛的应用,逐渐成为了当前工业自动化生产控制中的主流技术之一。采用PLC技术最大的优势在于实现自动化控制同时具有较高的可靠性和抗干扰能力,极大的避免了由于采用单片机技术而造成的系统不稳定现象。本论文结合电气控制详细探讨了PLC自动化技术的应用,给出了具体的系统设计实例,对于进一步提高PLC自动化技术的工业化应用具有很好的指导和借鉴意义。
参考文献:
plc实训报告参考文献使用步骤如下:1、在知网上检索文献,可以直接导出正确的参考文献格式。以关键词“中学教学”为例,点击第一个文献。2、点击右上角引用的图标。3、在弹出的界面中直接复制即可。PLC控制系统也就是可编程逻辑控制器,是专为工业生产设计的一种数字运算操作的电子装置。
plc及其有关设备,都应按照易于与工业控制形成一个整体,易于扩充其功能的原则来设计。下面是我为大家精心推荐的plc毕业设计论文,希望能够对您有所帮助。
浅谈PLC的应用
【摘 要】可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计的。可编程控制器采用可编程序的存储器,用来在其内部执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令,并通过数字式、模拟式的输入或输出,控制各类型的机械或生产过程。可编程控制器在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位,在可预见的将来,是无法取代的。
【关键词】可编程控制器;模拟量
可编程控制器是可编程序控制器(Programmable Controller)的简称,通常缩写为PC。但它不是个人计算机的PC(Personal Computer)。也不仅是(但包括)早期的可编程逻辑控制器PLC(Programmable Logic Controller)、可编程顺序控制器PSC(Programmable Sequenec Controller)及可编程矩阵控制器PMC(Programmable Matrix Controller)。
可编程控制器及其有关设备,都应按照易于与工业控制形成一个整体,易于扩充其功能的原则来设计。目前 ,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、 交通 运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况主要分为如下几类:
1.开关量逻辑控制
取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
2.工业过程控制
在工业生产过程当中,存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量(即模拟量),PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节 方法 。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
3.运动控制
可编程控制器可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块,如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
4.数据处理
可编程控制器具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
5.通信及联网
可编程控制器通信含可编程控制器间的通信及可编程控制器与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展,现在的PLC都具有通信接口,通信非常方便。
可编程控制器是一种用于工业生产自动化控制的设备,一般不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用。然而,尽管有如上所述的可靠性较高,抗干扰能力较强,但当生产环境过于恶劣,电磁干扰特别强烈,或安装使用不当,就可能造成程序错误或运算错误,从而产生误输入并引起误输出,这将会造成设备的失控和误动作,从而不能保证可编程控制器的正常运行,要提高可编程控制器控制系统可靠性,一方面要求可编程控制器生产厂家提高设备的抗干扰能力;另一方面,要求设计、安装和使用维护中引起高度重视,多方配合才能完善解决问题,有效地增强系统的抗干扰性能。
当今时代是一个自动化时代,交通灯控制等很多行业的设备都与计算机密切相关。因此,一个好的交通灯控制系统,将给道路拥挤、违章控制等方面给予技术革新。随着大规模集成电路及计算机技术的迅速发展,以及人工智能在控制技术方面的广泛运用,智能设备有了很大的发展,是现代科技发展的主流方向。本文介绍了一个智能交通灯系统的设计。该智能交通灯控制系统可以实现的功能有:对某市区的四个主要交通路口进行监控;各路口有固定的工作周期,并且在道路拥挤时中控中心能改变其周期;对路口违章的机动车能够即时拍照,并提取车牌号。在世界范围内,一个以微电子技术,计算机和通信技术为先导的,以信息技术和信息产业为中心的信息革命方兴未艾。而计算机技术怎样与实际应用更有效的结合并有效的发挥其作用是科学界最热门的话题,也是当今计算机应用中空前活跃的领域。本文主要从单片机的应用上来实现十字路口交通灯智能化的管理,用以控制过往车辆的正常运作。
随着城市和经济的发展,交通信号灯发挥的作用越来越大,正因为有了交通信号灯,才使车流、人流有了规范,同时,减少了交通事故发生的概率。然而,交通信号灯不合理使用或设置,也会影响交通的顺畅。
交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成。红灯表示禁止通行,绿灯表示准许通行,黄灯表示警示。交通信号灯分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。交通信号灯用于道路平面交叉路口,通过对车辆、行人发出行进或停止的指令,使各同时到达的人、车交通流尽可能减少相互干扰,从而提高路口的通行能力,保障路口畅通和安全。
十字路口交通信号灯现场示意图如图1所示,南北和东西每个方向各有红、绿、黄三种信号灯,为确保交通安全,要求如下。
1)采用PLC构成十字路口的南北向和东西向交通信号灯的电气控制。系统上电后,交通指挥信号控制系统由由一个3位转换开关SA1控制。SA1手柄指向左45°时,接点SA1-1接通,交通指挥系统开始按常规正常控制功能工作,按照如图2所示工作时序周而复始,循环往复工作。SA1手柄指向中间0°时,接点SA1-2接通,交通指挥系统南北向绿灯常亮,东西向红灯常亮,。SA1手柄指向右45°时,接点SA1-3接通,交通指挥系统东西向绿灯常亮,南北向红灯常亮。
2)正常控制时
①当东西方向允许通行(绿灯)时,南北方向应禁止通行(红灯);同样,当南北方向允许通行(绿灯)时,东西方向应禁止通行(红灯)。②在绿灯信号要切换为红灯信号之前,为提醒司机提前减速并刹车,应有明显的提示信号:绿灯闪烁同时黄灯亮。③信号灯控制系统启动后应能自动循环动作。
信号灯动作的时序图如图2所示,它是按信号灯置1与置0两种状态绘制的,置1表示信号灯点亮。
3)输入/输出信号分配
随着微处理器、网络通信、人―机界面技术的迅速发展,工业自动化技术日新月异,各种产品竞争激烈,新产品不断涌现。PLC也由最初的只能处理开关量而发展到可以处理模拟量和数据,加之与DCS、pid调节器、工业pc等技术相结合,使之不再是一种简单的控制设备,而且必将随着自动控制技术的不断发展而发展生存下去。可编程控制器在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位,在可预见的将来,是无法取代的。
PLC工程应用分析
摘要:文章针对PLC工程应用开发过程中的使用特点,研究了PLC硬件组成、软件结构,分析了PLC控制使用的工作过程,最后探讨了PLC编程语言语句,对PLC在控制系统的应用有一定指导意义。
关键词:PLC工程;硬件系统;软件系统;编程语言语句;控制系统 文献标识码:A
中图分类号:TP27 文章编号:1009-2374(2015)34-0033-03 DOI:
可编程序控制器(Programmable Logical Controller,PLC)是一种新型的工业自动化装置,PLC的核心是微处理器,由自动化、通信、计算机技术三者融合而成。PLC的特征是具有简单灵活的可编程性、能够抵抗恶劣工作环境的高抗压能力以及适应性能强。PLC凭借体积小、价格便宜、重量轻等优势,广泛应用于工业控制上,在热电厂自动化工程的应用也日益广泛。
1 PLC的结构研究
不同型号可编程逻辑控制器的结构及组成基本原理相同,研究可编程控制原理应该从硬件结构与软件开发入手。
PLC的硬件组成部分
PLC的硬件系统组成部分包括CPU板、输入和输出电路、存储器扩展接口等。
CPU板:PLC的核心系统就是CPU板,CPU板中包含中央处理器、只读存储器、随机存储器、并行接口及串行接口等等组成部件。CPU板在PLC的作用是运算和控制程序,对不同的逻辑运算、算术运算以及系统整体的部件起到管理、控制的作用。随机存储器和只读存储器配备在PLC程序内部,具有存储各种系统程序的作用。并行接口和串行接口实现中央处理器与每一个接口电路之间的信息交换。
输入/输出电路:输入电路包括直流输入和交流输入两种电路。输入电路能够对现场输入设备所提示的控制信号程序进行接收,接收后光电耦合器可将控制信号隔离进行程序编码,从而转换为PLC程序中的标准使用的信号格式,再经过CPU实现信号读入,从而传输至存储器内。
输出电路在PLC中,主要作用是实现输出信号,在PLC系统中的控制信号输出时,输出电路负责将控制信号传送至其他外部输出设备中,实现输出电路的工作。输出电路的形式分为三种:(1)继电器形式的输出电路,该形式的输出电路对继电器的线圈进行控制,使继电器的触点发生通断,从而达到电气隔离的目的;(2)晶体管输出型电路,该电路运用光电耦合器达到电路开关晶体管出现通断的目的,以此来对输出设备进行控制;(3)可控硅输出型,以可控硅为媒介对输出设备进行控制,当触发可控硅,即可出现电路通断。
存储器扩展接口:是只读存储器与随机存储器所运用的扩展卡盒。扩展卡盒常用的类型有三种:(1)COMS ROM,COMS可由主板上的锂电池提供备用电量,该卡盒的优点在于停电或断电故障下确保数据及程序不会丢失;(2)可擦除可编程ROM卡盒,该卡盒在写入时需要运用专门的编程器,才能将调试好的ROM内的资料进行写入,在擦写时,透过紫外线照射可见内部芯片,从而擦除其内的数据,且在写入时,需具备一定的编程电压,可以重复进行擦除和编程;(3)EEPROM卡盒,电可擦可编程只读存储器,是一种断电情况下也不会出现数据丢失,实施编程与擦除操作时运用专用编程器即可实现。
输入/输出扩展接口:CPU与输入、输出扩展接口之间通过总线连接法进行连接,它对所有的扩展单元均可连接,从而让信号点数规模具备更强的灵活性。输入/输出扩展接口也可与模拟量、高速脉冲等其他适配器进行连接,从而扩展、增强PLC的作用。
编程器及其接口:编程器在PLC中的作用是对数据和信息的输入进行调试、编辑以及检测输入数据的安全性。正常运行状态下的PLC不需要编程器进行编程数据,所以编程器作为PLC部件中独立设计的存在。PLC上通常设有一个编程器专用接口,该接口适应于连接不同类型的编程器,以便完成对PLC程序的写入及调试。
对可编程控制的研究分析
一个控制系统如要实现自身的控制功能,必须借助相应的控制程序才能得以实现。控制程序分为以下两种类型:
固定布线程序控制。在旧模式下的继电器中,如果要对各种程序进行控制,继电器的电路连接需为布线形式,输入设备的作用是将控制信号送入控制系统,如按钮开关、传感器等。输出设备的作用是将被控制者的动作进行控制。该设备对输出的控制信号的控制方式是由连线来完成的。接线完成后,控制程序也随之确定,如需要重新对控制程序改动时,需要将原先控制程序的整个连线重新布线连接,制定新的连接方式。在复杂的控制系统中,该类型的程序控制难度较大,编程可行性不高。
可编程序控制。可编程序控制对系统进行控制时,只需运用专用编程器,通过相应的程序语言实现编程,将控制程序下装至存储器中,最后借助可编程序控制器对编程实施各项操作。如要改动可编程系统,只需将程序存储器中的程序语言进行相应改动,通过编程器即可完成,无需改动电路连接重新布线。通俗地说就是使用特定的软件程序语言编写程序代码实现被控对象的各种动作控制。
2 PLC工程的工作原理
PLC的核心电子部件是微处理器,也可视为由继电器、定时器、状态器等的综合组成部件。PLC中,输入继电器通过外部开关进行驱动,输出继电器则安装有许多触点。PLC开展工作,其实就是执行程序。PLC在工作状态下,CPU以分时操作为工作原理,在一个周期内执行相应的操作,即CPU的程序扫描。CPU在对程序进行运算处理时速度很快,因此从宏观角度看其数据结果可发现CPU的程序运算似乎是在极短时间内完成。PLC对程序的执行过程分为以下三个部分:
输入处理 PLC在执行程序过程中,运用重复扫描来完成。执行前,CPU将所有的输入信号以地址中出现的编码顺序为标准编程至输入存储器中,随后开始开展程序执行。在CPU执行程序时,即使输入状态发生了变化,但输入寄存器中的数据内容不会随着输入状态的变化而发生变化,直至扫描周期结束CPU才对输入状态进行重新读取。
程序执行
PLC在执行程序时,依据顺序对用户程序进行扫描。完成一条程序的执行后,所需信息将经过寄存器由程序读出,并参与程序运算,接着再将程序执行的数据结果编程到相关的寄存器中。
输出处理
当PLC将所有指令全部执行结束后,PLC会把所有程序结果输入到输出锁存寄存器中,最终传送至程序执行终端。
3 PLC的软件系统组成部分
一个完整的PLC控制系统由硬件系统和软件组成,两者结合构成复杂的控制功能。在PLC软件系统中,分为系统程序和用户程序。
系统程序在PLC中的作用是管理、服务和翻译用户程序,可将其视为一个软件平台。系统程序的质量与PLC的性能具有直接联系,系统程序质量好,则PLC的性能强,反之性能弱。系统软件是固定存在于程序中的,无法自行修改或存取。用户程序即应用程序,是用户根据控制系统的要求运用程序语言进行编制的应用,其存放于系统程序指定的存储位置。
4 PLC的编程语言
运用面向顺序和面向过程对程序进行控制的“自然语言”,即为PLC的编程语言,PLC的编程语言有很多,如梯形图、逻辑方程式、语名表或布尔代数式等语言种类。下面对常用的PLC编程语言进行介绍。
PLC的基本指令(如三菱FX2系列为例)如下所示:
逻辑联取及输出(LD/LDI/OUT)指令
LD/LDI指令用于取常开触点/常闭触点于母线相连。另外,在分支开始处,这些指令与后述的ANB(块与)指令组合使用;OUT指令用于驱动输出继电器,辅助继电器、状态器、定时器及计数器的线圈,但不能用来驱动输入继电器的线圈。对于定时器、计数器的线圈,在输出指令(OUT)后必须设定适当的常数。
触点串联指令
AND(与),ANI(非)指令,AND为常开触点串联连接,ANI即常闭触点串联连接,AND与ANI均可用于对触电进行串联连接,同时运算于逻辑。对串联触点并不限制其个数,是可以重复使用的程序指令。
触点并联指令
OR(或),ORI(或非)指令,OR常开触点并联连接,ORI常闭触点并联连接,两者可对触点进行并联连接或使用于逻辑运算。对并联触点的设置并不限制其个数,是可以重复使用的程序指令。当两个以上触点的串联电路块进行并联连接时,应使用后述的ORB(块或)指令。
串联电路块的并联指令(ORB)块
串联电路块是指将两个以上的触点电路进行串联连接,一般情况下,一个串联电路块就是一条线路分支。在对串联电路块实施并联连接的形式时,各分支的始端用LD或LDI指令,在分支的终点用ORB指令。在多重并联电路中,若每个串联电路块的终点分别使用ORB指令,则并联的串联电路块的数量不受限制。ORB指令与后述的ANB指令一样都是无操作元件号的独立指令。
并联电路块的串联指令
ANB(块与)并联电路块的串联连接两个以上的触点并联接的电路称为并联电路块,通常每一个并联电路块称为一条分支。在进行并联电路块的串联连接时,各分支的始端用LD或LDI指令,并联电路块结束后,使用ANB指令,实现与前面的电路串联。
ANB指令与前述的ORB指令一样,都是无操作元件号的独立指令。若多个并联电路块依次与前一电路串联,则ANB指令的使用数量不受限制。
主控触点指令
MC(主控),MCR(主控复位),MC主控电路块起点,MCR主控电路块终点。
在编程过程中,经常会遇到几个逻辑行同时受一个触点或一组触点的控制,受到一个公共条件的控制,叫做主控,这时就可以使用MC/MCR指令进行编辑。当主控条件满足时,执行MC和MCR之间的指令。执行MC指令后,使母线移至MC主控触点之后,执行MCR指令后,母线又返回到原来的位置上。MC和MCR指令必须配对使用。
置位和复位指令
SET(置位),RST(复位),SET令元件自保持ON,令元件自保持OFF,清除数据寄存器。当执行SET指令时,将对应的操作元件(Y,M,S)置位,并具有自保持功能。当执行RST指令时,将对应的操作元件(Y,M,S)置位,并具有自保功能。使用RST指令还可以数据寄存器D、变址寄存器V和Z清零。
END(程序结束)指令
END输入输出处理程序回到第“0”步。
5 结语
在使用PLC系统设计时,要求输入点数很多。尤其对于需要进行多个位置、多点控制的热电厂系统,对输入点数要求较为突出。所以,能够有效地减少系统的输入点,有效地降低PLC的成本。在进行PLC控制系统的设计时,要求运用以下的技巧和要点:(1)在设计时,根据软件的控制功能不同进行相应设计,如果是梯形图,则设计方式应采用模块化形式;(2)在使用循环扫描时,应保持指令与指令、模块与模块之间的时序关系不变,使程序在设计功能基础上正常运行;(3)对于自动关门、换速、自动切换时间等需要进行调节的参数项目,使其与程序分离。因此,在需要进行调整参数时,无需将程序进行改动,方便快捷、便于调试,同时能够使软件的可靠性有效提高;(4)对于串联开关、联动开关,比如层门之间的连锁开关、轿顶和轿厢之间,可将其设置为一个输入点;(5)对于具备相同作用的开关信号,如安全触板的开关以及大门开关,可将其采用并联的形式输入PLC内;(6)采用组合式按钮输入法,应用该方法时应使用两个输入点数,把按钮键进行组合,再由程序自动对组合信号进行识别和复原;(7)进行编码的输入:运用二进制编码,在按钮开关中输入识别信号,再自动转接到PLC程序进行复原、识别,可以非常有效地减少PLC输入点数。
参考文献
[1] 朱善君,等.可编程序控制系统原理、应用、维护[M].北京:清华大学出版社,1992.
[2] 王兆义.可编成控制器教程[M].北京:机械工业出版社,2000.
作者简介:王琼(1980-),男,浙江嵊州人,上虞杭协热电有限公司热控工程师,研究方向:电厂自动化控制系统管理与维护、硬件的日常维护及软件编程。
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摘要:夏代作为中国青铜时代的发展时期,其青铜器的审美特征突出地表现在酒器和兵器的造型形式和纹饰意蕴之中。尽管这一时期的青铜器仍然显得相对朴实,但其实用功能和形式美感兼具的造型,以及变化多样的几何纹和威严庄重的动物纹装饰,却凸显了其鲜明的时代审美风格:寓意象征性、庄严厚重性和整体适应性。这为商周青铜器鼎盛时代的到来,在审美的造型、纹饰和风格上均作了必要的铺垫。关键词:夏代青铜器;造型;几何纹;动物纹;寓意象征;庄严厚重Abstract: As the development time of Chinese Bronze Age, the esthetic characteristics of Xia Dynasty bronze utensil prominently is shown on modeling form and decorative design of drinking utensil and weapon. Although this time’s bronze utensil still appeared relatively simple, the modeling with practical function and form esthetic sense, as well as the changed diverse geometry decoration and the dignified grave animal decoration, actually display its bright time esthetic style: Implication symbolic, dignified massiveness and overall compatibility, which prepare both for the arrival of Shang and Zhou bronze prosperous time and the esthetic modeling, decorative design, word: The Xia dynasty’s bronze; modeling; geometry grain; animal grain; implication symbol; dignified早在6500年前,陕西临潼姜寨的仰韶文化先民铸造出了第一块铜片;随后,从马家窑文化到龙山文化时代,先民们又遗留下来了陶寺遗址的铜铃,登封王城岗遗址的残铜片、坩锅残片等;到了甘肃青海的齐家文化时代,他们则开始冶铸或冷锻出铜刀、凿、锥、钻头、斧、匕、指环以及小饰件和镜子等铜器。这些显示了中国文化由“铜石并用时代”向“青铜时代”的缓慢过渡。而到了夏代,青铜器工艺在总结新石器时代器物制造经验的基础上取得了长足的进步。偃师二里头遗址和夏县东下冯遗址这一片独特面貌的早期青铜文化区域,同中国历史记载的夏王朝统治的范围大致吻合;考古发掘的大量青铜器,又与夏人的一些史实——如夏禹的 “贡金九牧,铸鼎物象”(《左传•宣公三年》)、“以铜为兵”(《越绝书•记宝剑》),夏后启的采矿冶铜等,也是可以相互印证的。尤其是二里头遗址中发掘的炼渣、炼铜坩埚残片、陶范碎片,表明青铜器的冶炼作坊已初具规模。因此,“青铜器的大量铸造和使用是二里头文化的重要特征之一……二里头文化……已进入中国青铜时代的发展时期”[1]。夏代青铜器已经开始走出新石器时代青铜器制造的原始阶段,其大量的礼器和兵器形成了中国青铜器造型的基本格局,神秘的兽面纹开启了中国青铜器纹饰的主体图案,庄严厚重的审美感受更是代表了中国青铜器的整体艺术风格,这些均为商周青铜器艺术鼎盛时期的到来作了必要的铺垫。一 造型形式以二里头文化遗址为代表的夏代文明,其出土的青铜器主要有礼器中的酒器爵、斝、角、盉,饪食器鼎,兵器中的戈、钺、镞,乐器中的铃,以及镶嵌绿松石兽面纹铜牌饰和残存的圈足器等,从而奠定了中国青铜器以礼器和兵器为主要形制的造型格局。在众多的器形之中,仅就青铜爵而言,“二里头文化的青铜爵大体上有两种造型,一类是原始型的,即爵的样式基本上是模仿陶爵的,它的外形和二里头遗址中出土的手制陶爵有着相似的特征,细腰、平底、短足,呈荷叶状的边口部和流从口部的延伸不甚规整,外观颇像用手捏成的陶器。另一类造型是比较精致型的,器壁匀薄流狭长而线条优美精细,虽然同是细腰平底,显然是在陶范上事先作过细致修整的,三足细长而微呈曲线形”[2]。这种原始型和精致型的变化,实际上体现了从早期到晚期夏代青铜器造型由简单向复杂多样,由粗放向精致演变的审美历程。早期的青铜器形制主要受同时期的各类陶器的影响。如夏代早期作为食器的青铜三足云纹鼎,矮小、无柱、口沿平直,其祖型就是新石器时代的陶鼎;作为酒器的青铜束腰爵,素面无柱,形体单薄古拙,充满着浓厚的原始初创气息,其流的长短、俯仰以及爵身趋扁宽的形式也同龙山文化的豫西三里桥类型和豫北后岗类型陶器如出一辙,并没有摆脱陶爵的三条矮尖足附于器底的外侧、形体圆润以及没有棱角变化等浓重特征,更“没有形成青铜器所特有的准确造型和挺劲的轮廓线,也未经精工磨砺”[3],这无疑是二里头青铜爵的最早形式。铜鬲的口沿也与陶鬲口沿的折沿式和侈沿式相对应,其足仍沿用规整圆锥体的陶鬲足。因而,这一时期的青铜容器“从其形制特征来讲,它们几乎全与同时的陶器相同,它们的发展演变也与相应的陶器同步”[4]。夏代早期的青铜器尚处于祖型于陶器的阶段,还没有形成自身独立的审美特征。到了夏代后期,青铜器则相对精巧,造型具有一定的审美价值。此时,青铜爵造型的陶器特征显著减退,在注重实用的同时,还十分讲究形式感,增设了距离很近且具有装饰性的两乳钉状柱,三足分布规矩,接近于等腰三角形,口沿呈凹弧流线型。另外,爵的侧面设一折弧形大鋬,鋬面上又加铸两个狭长的镂孔,既有效控制了鋬的厚度,又增饰了具有装饰效果的镂孔纹;1959年上海博物馆自废铜中抢救出来的乳钉纹管流爵,其一侧设斜置的流管,流上铸两个方折形饰物,造型别具一格,其鋬下有一圈较宽的假腹,其上铸用多个空心圆孔,形成镂空的装饰效果;尤其是二里头出土的乳钉纹长流爵,流特别细长,作狭槽状,尾与其对应,既平衡了重心,又显得修长而纤细,三足尖端呈弯弧线状而外撇,这些与扁平直立式样规整的橄榄形爵身搭配和谐,刚柔相济,已经脱离了夏代陶爵的体制,并成为中国酒具的形象代表。这时的青铜鼎,其腹部较为高深,配三只四棱锥形空心足,两耳立于口沿上,其中一耳与一足呈垂直线对应,另一耳则位于另外两足中间,整体造型兼具实用和审美的双重要求,给人一种规整中有生气,对比中显和谐的审美感受。同时,这一时期还出现了创新型的高颈扁腹直壁斝(二里头遗址六区M9:1),口沿上设两个三菱锥状矮柱,腹部鼓起,下承三个大空锥足,器壁很薄,其先进的设计直接是二里岗文化铜斝的原始祖型。夏代晚期处理器壁匀薄的技巧,也为商代青铜器物新颖造型的设计开创了先河。二 纹饰意蕴夏代青铜器的纹饰,一方面对同时期的灰陶和礼玉的纹饰有所继承,另一方面又结合当时专制社会形成阶段的特征对其纹饰作了一定的扬弃,所以无论是纹饰的结构特征,还是其表现方法,均形成了鲜明的时代特征。夏代青铜器纹饰多以乳钉或圆饼状的实心的连珠纹,以及弦纹、云雷纹等几何纹为主,虽然还没有发现像商代青铜器上直接铸刻的饕餮动物纹为主题的装饰,但在二里头遗址发掘的用绿松石镶嵌而成的动物头部图案的铜牌饰上,却已经形成了这一动物纹的基本模式,从而开启了中国青铜器动物纹的先河。(一)几何纹几何纹在新石器时代的彩陶上就早已出现,而到了夏代,青铜器则开始模仿陶器的各种几何纹饰类型,出现了一些简单的连珠纹、弦纹和云雷纹,从而开启了中国青铜器纹饰的先河。这些几何纹虽然相对单纯和平面化,却不仅具有形式上的变化和结构上的美感,体现了丰富的审美风尚和极具时代性的文化内涵。最早出现的连珠纹图案呈小圆珠状,有单排和双排两种横式排列,圆圈也有实心和空心之分,多饰在器物的肩上或器盖的边缘等部位,其形成也经历了一定的演变过程。如青铜器上的乳钉等,首先可能是防碰撞的实用功能和相对规则的装饰功能的统一,后来其实用功能退化,渐渐演化为专门的装饰性图案。二里头乳钉纹斝颈部突出的圆饼状乳钉纹(即连珠纹),作为青铜器上简单而原始的纹饰,就是在防滑的实用基础上而形成的。据考证,连珠纹是用一个管状器在陶范上印制的,圈与圈间距的疏密,横行排列的整齐,虽不很严格,却显得自然。如二里头铜爵上也饰有很不规矩的圆点纹,作单向或双向排列,类似的还有上海博物馆收藏的一件铜角,其杯体下部也铸有圆圈状的连珠纹。弦纹也是青铜器上简单的纹饰,为一根凸起的直或横的线条,简洁朴素。它一般与乳钉状连珠纹配合使用,并且多作为连珠纹的边框。如夏代晚期的乳钉纹管流爵的颈上也饰弦纹三道,其间夹杂疏密有致的双排乳钉纹,显得规整而又有变化;二里头出土的铜斝,与鋬相背的腰腹正面装饰有两道凸弦纹,中间则夹有一排五颗乳钉纹,从而在腹部形成了一周由凸弦纹与圈纹组成的宽带纹,显得简洁而利落,形成了夏代青铜器纹饰的特有形式,与青铜时代的其它阶段的纹饰风格迥异。云雷纹是夏代青铜器上最为典型的几何形图案,是用利器在陶范上刻划而成,圆柔形的云纹和方折形的雷纹连续出现,构成了回旋式线条,显得自然流畅。夏代青铜鼎的腹部一般多饰以云雷纹,较特殊的是二里头六区(KM3:2)青铜戈,其曲内后部也铸有凸起的云纹,纹间的凹槽内还镶嵌有绿松石,将相对神秘庄重的云雷纹打扮得楚楚动人,寓庄严与审美于一体。这种云雷纹的阳纹线条在纹饰中间均形成一个圆圈,颇似神秘而狞厉的斜角目纹,周围再搭配饰以抽象而富于变化的阳纹线条,整个构图简洁而生动,寓狞厉与生气为一体,很可能就是商周青铜鼎上兽面纹的胎形。除此之外,二里头文化中出现的几何纹还有近似水涡的涡纹;阳纹线条纵横交错而成的网格纹,如二里头遗址五区M1:1青铜鼎腹部饰有粗疏的带状网格纹;以及绿松石镶嵌十字纹,如1975年偃师二里头遗址出土的圆形青铜器上就饰有两头粗中间细的十字纹,另外一件夏代晚期的镶嵌十字纹方钺在其中心圆孔周围的正反两面也用形状规整的小绿松石片镶嵌成两周十字图案,并在其内外用绿松石片组成两个圆周将其围住,整个图案排列整齐有序,又富于变化。十字纹、圆圈纹与中心镂孔形成方圆,体现了虚实融合的和谐形式感。(二)动物纹到了夏代晚期,铜牌饰的出现才标志着中国青铜器中以夸张形式或以幻想中的动物头部为主体的抽象兽面图案,这也是迄今发现的青铜器上最早的动物纹。该纹饰的动物头部,除两眼之外的其他部分,均为抽象的,而不是具体表现实样的。这可以追溯到龙山文化遗址中石锛上怪异的动物纹饰,身上横条沟曲形的刻线与青铜兽面纹就极为相似,新寨二里头一期文化遗存中发现的陶器盖上也有类似的怪兽纹饰。夏代兽面铜牌上的兽面纹,图案设计简单质朴,特别突出兽目,后来逐渐发展成二里头玉柄形器上的饕餮图案,并成为早商及其以后青铜容器上兽面纹和饕餮纹的祖型。李学勤分析山东日照两镇的玉锛饕餮纹、河南偃师二里头铅的嵌绿松石青铜牌饰饕餮纹时,也指出了其审美过渡性:“山东龙山文化和二里头文化的饕餮纹确实可以看成良渚文化和商代这种花纹的中介”[5]。夏代也有部分铜酒器在器盖的边缘饰以变形的动物纹图案,并且特别突出骇人的双目,营造了一种威严的氛围,既与使用者的礼仪和等级地位相呼应,也与夏代关于龙的神话传说相印证。夏代青铜器上的动物纹装饰,当为商周同类青铜器纹样的滥觞,而且经过变形的动物纹图案也形成了后来青铜纹饰的主体。总之,夏代晚期的青铜器纹饰,一方面赋予了青铜器外在形式的华美与瑰丽,如青铜质料的器物表面,刻以单层平雕纹饰,且纹饰多作条带状,往往给人以既有力度和锐度的触觉感受,又有流畅和圆润的视觉感受,“灵活的线形纹饰弥补了青铜器体块特质的不足,赋予了凝重的青铜器以生命的气息”[6],形成了刚柔相济的艺术审美韵味;另一方面又承载着特定的文化意味和精神特质,夏代先民把现实以及臆想的物象铸刻在象征权力、威仪和用以祭祀的青铜礼器上,如夏代九鼎的纹饰既满足了其宗教性的龙崇拜,也通过把天下各地的自然资源和财富绘制成图象,刻铸于鼎上,以此作为帝王享有灵物和征收贡赋的象征,突出其现实的攫取权力和树立威信的政治意义。三 艺术风格夏代青铜器由于工艺技术的演进而极大地促进了先民们审美理想的物化,在各类器物造型和纹饰的审美设计中,充分吸收夏王朝这个全新社会形态中的精神内涵和生活习俗,将社会各阶层,尤其是统治阶层的意识形态形象化抽象化地熔铸于这一高贵典雅的青铜器物之中,从而形成了独具时代特色的青铜艺术风格:寓意象征性、庄严厚重性、整体适应性。一是寓意象征性。夏代青铜礼器和兵器的特定功用及其造型纹饰的文化内涵是极具寓意象征性的,不仅寄寓着当时夏代贵族和下层民众对所谓自然力量的利用和膜拜,而且还直接象征着当时社会的政治权力和等级制度。青铜礼器和兵器造型庄重,纹饰逐渐走向神秘化,发挥着“钟鸣鼎食”的重要作用。《左传•宣公三年》载:“昔夏之方有德也,远方图物,贡金九牧,铸鼎象物,百物而为之备,使民知神奸”,夏代青铜九鼎的纹饰图案在象生的背后,仍然隐含着一定的表意性,用鼎的大小、轻重和不同形状、纹饰来象征各种事物和等级制度,既是天下各地自然资源和财富的体现,也是帝王享有灵物和征收贡赋的象征。夏代晚期出土的镶嵌十字纹方钺,根据其平直无锋刃的造型和镶嵌绿松石十字纹的纹饰判断,应该不是一件简单的兵器,“而可能作为仪仗用,是一种军事权力的象征,是现实所有者身份的特殊兵器”[3],寄寓象征着夏代这一特定历史阶段的意识形态和精神内涵。同时,夏代青铜器的装饰性纹饰自此一改以往的仿生化形式模拟,更多地向着抽象化方向发展。如镶嵌十字纹方钺上的十字纹,是一种抽象的线条,二里头五区M4出土的青铜兽面牌饰,有突出的圆目,装饰性和抽象性特征较明显。夏代是一个充满残酷战争和奴役的时代,这种兽面纹饰“一方面是恐怖的化身,另方面又是保护的神祗。它对异氏族、部落是威惧恐吓的符号;对本氏族、部落则又具有保护的神力。这种双重性的宗教观念、情感和想象便凝聚在此怪异狞厉的形象之中”[7],夏代青铜礼器的王权性象征在其纹饰尤其是在兽面纹中彰显无疑。因此,夏代社会生活内容和宗教礼仪的丰富,特别是青铜礼器和兵器的精神性特征,强化了夏代器物创造的寓意象征性。二是庄严厚重性。青铜器在夏代作为国家第一重器,其礼仪性比当时全社会普及的陶器要浓厚得多,无论是其坚硬的质地、凝重的色泽,还是独特的造型、别样的纹饰,都在陶器、玉器的基础上融入了审美形式的因素,呈现出威严而凝重的审美风格,形成一种独具时代气息的庄严厚重美。如夏代青铜爵改造了以往陶爵的基本造型,力求使器物的上中下各部位比例协调,左中右各部位保持平衡,以便器物的重心落在中心位置,从而取得沉稳的视觉效果。同时,流管等附件的安置,也在不破坏整体平衡的原则下进行,成为一种有效调节平衡的手段,显得规整而庄严;镶嵌绿松石兽面纹图案的双目以及周围的抽象化线条,装饰虽简洁,却突现出神秘动物的凶猛与残酷,且采用对称平衡的方式,更是给人一种庄严肃穆的审美感受。同时,夏代青铜器的社会政治功能性也极大地影响着青铜艺术的发展方向,几何式的方圆结构,长短大小的比例变化,器腹多为圆方造型,下面贯之以三足,与夏礼的规范性合拍。如青铜鼎在仿照新石器时代陶鼎造型的基础上进一步融入国家的理念,对称规整的双耳立于口沿之上,坚实浑厚的三足承于圆腹之下,营造了一种厚实而稳定的氛围,确实有“定鼎”的气度,成为国家的象征。厚重而不失其精致,形体规整而又显得大方,夏代器物在活泼愉快的自然美基础上形成了厚重而神秘的庄严美,而这种庄严厚重性蔚为夏代青铜艺术的主流,也是整个三代青铜器艺术的审美特质之一。因此,夏代青铜器整体风格的形成,一方面与青铜艺术本身内在求变的的传承与创新有关,另一方面外在的社会、政治、文化也在其演变中也充当着重要的角色,从而实现了器物整体造型和纹饰庄重风格和现实社会权力等级制度庄严氛围的完美统一。三是整体适应性。夏代青铜器尤其注重器物造型、纹饰及其功用的整体适应性。“青铜器的整体艺术造型,主要是器物的形象特点,各种附饰和纹饰的整体适应性水平”[8],因而夏代青铜器的整体艺术造型也正是表现为其形制、装饰和功能的整体性和相应性,在表现形式、表现手法上,均讲究别致的形制与其特殊功能的紧密联系,讲究纹样及图案在各种不同器皿具体部位结合时的“适形造型”方式。如上海博物馆馆藏的一夏代钉形柱爵,其中腰极细,与上部伸出的流尾,以及下部外撇的锥足形成分段,既利于饮用,又方便摆放,形制与功用得到了完美的结合。此外,夏代青铜器的纹饰,也“布置严谨,意匠奇妙,虽是一种装饰艺术,但和器的形制是一致的,表现一个时代工艺美术的时代特征,也反映了当时人们的观念形态”[9],并且这些纹饰形象随着不同时代的社会风俗和制作目的的不同,附着于不同的青铜式样上而表现出不同的精神内涵与艺术趣味,从而突显了夏代青铜器的纹饰与功用整体适应性的时代特征。如二里头遗址出土的呈盾牌状的铜牌饰,其凸面由各式形状的绿松石片粘嵌排列成浅浮雕式的兽体形象,多为龙的各种变体,且下体背侧有的还饰以卷云纹,飞龙在天的威严和自由,与夏代先民的龙崇拜思想以及铜牌饰的礼仪功能相得益彰,铜牌饰的纹饰与功用也就在夏代先民的想象中得到了整合。“中国真正进入青铜时代大约是从公元前21世纪开始的,从公元前21世纪至公元5世纪中叶,包括古代文献上记载的夏、商、西周和春秋几个历史时代是中国的青铜时代。时间长达1600年左右”[10],而在这1600年的演变历程中,夏代青铜器中礼器和兵器的两大工艺造型,几何纹与兽面纹的工艺装饰,以及独具时代特征的庄严厚重的审美艺术风格,无疑具有举足轻重的作用,是我国青铜器工艺的源头,为商代和西周时代青铜铸造业的持续稳定发展奠定了坚实的物质和精神基础。参考文献:[1]张之恒 周裕兴.夏商周考古[M].南京:南京大学出版社,1995:32-33.[2]马承源.中国青铜器研究[M].上海:上海古籍出版社,2002:14-15.[3]陈佩芬.夏商周青铜器研究•夏商篇上》[M].上海:上海古籍出版社,2006: 7、16.[4]郑光.二里头陶器文化论略[J].二里头陶器集粹,中国社会科学出版社,1995: 24.[5]李学勤.良渚文化玉器与饕餮纹的演变[J].走出疑古时代,辽宁大学出版社,1997:90.[6]朱志荣 邵君秋:《商代青铜器纹饰的审美特征[J].安徽师范大学学报,2003,1: 99.[7]李泽厚.美的历程[M].天津:天津社会科学出版社,2001: 57.[8]马承源.中国青铜器[M].上海:上海古籍出版社,2003: 15.[9]容庚 张维持.殷周青铜器通论[M].北京:文物出版社,1984: 102.[10]李伯谦.中国青铜文化结构体系研究[M].北京:科学出版社,1998: 275.
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试论利用考古学资料研究百越民族史的相关问题来源:中国论文下载中心 [ 10-10-22 15:53:00 ] 作者:杨杰 编辑:studa090420 论文摘要:20世纪80年代是百越民族史研究的兴盛时期。在当时和其后的研究中,出现了使用材料杂芜、牵强附会和过分强调考古学资料的两种倾向。考古学文化与古代族属研究关系密切,但不能简单地在二者之间画等号。在研究过程中要充分考虑到文化的层次性。以生产工具为代表的古代物质文化史与其所处社会形态并无必然联系。 论文关键词:考古学;百越;民族史;研究 百越作为我国古代早期历史上的一支重要民族群体,曾长久地活跃于祖国南方的大地上。他们是当地最为古老的民族之一,与比之更早的当地新石器时代和早期青铜时代文化有着一脉相承的发展渊源关系。 关于百越民族的情况,在先秦时期就见诸文献记载。正史《史记》、《汉书》等也都有所叙述。另外还有其他一些专著或章节也记述了越族的历史情况。这些记载是后人了解和研究越人历史的弥足珍贵的第一手资料,但由于百越地处南部一隅,社会发展水平又长期落后于中原地区,因而古代文献记载既简略又带有歧视性,百越的历史始终扑朔迷离,众说纷纭。 新中国成立后,历史学、民族学、考古学等学科领域的成果令人瞩目,对百越民族史的研究也甚为活跃,尤其是在20世纪80年代达到一个高潮。《百越民族史》、《百越民族文化》一、《百越源流史》•等是其中的代表性论著。 《百越民族史》是建国后研究百越民族史的第一部专著。全书共分l3章,分别论述了百越的名称、分布、来源、文化特征、社会经济、社会性质、民族关系以及百越对中华民族的贡献等。附有《百越大事年表》,已故著名民族学家翁独健先生为之作序。 《百越民族文化》是同一作者群体在《百越民族史》的基础上重新整理写成的,两本书并无本质区别。何光岳撰写的《越源流史》是于l989年底出版的,主要依据文献记载并结合其他方面的资料写成。在20世纪80年代还多次召开关于百越民族史研究的全国性会议,并出版有《百越民族史论集》、《百越民族史论丛》、《百越史论集》、《百越史研究》、《百越民族研究》等论文集。 《百越民族史》等一批论及百越史的专著尽管已经出版20多年了,但作为开山之作,我们在涉猎百越民族史时不能不读。因为其可谓集那一阶段百越史研究成果之大成,而在那次研究高潮之后,百越史研究并无大的突破。究其原因,一是有一批“文革”前就活跃于民族史学界、造诣颇深的专家学者,经多年积聚,正当年富力强之时,迎来了建国后前所未有的学术繁荣时期。他们的研究成果得以大量发表;二是改革开放后各地基本建设规模空前,考古新发现随之层出不穷。现在重新审视相关考古资料,不难发现为深入研究提供第一手材料、成为综合研究支撑点的重要考古发现成果大多出自20世纪70—80年代。这就为把文献记载和考古发现相结合进行南方民族史研究提供了难得的良机。 诚然,我们在把握某一领域学术动态时,必须充分关注最新科研成果,但比起一些昙花一现的所谓学术著作来,那些在充分占有材料的基础上旁征博引、论述精辟、经得起推敲而带有经典性质的学术论著更值得我们去仔细玩味。 《百越民族史》在充分吸收前人研究成果的基础上,大量借助考古资料及成果,经过分析,得出自己的结论。尽管其中有许多方面迄今尚无定论,但其仍不失为一家之言。如对百越非夏民族之一支的论述,对东瓯、闽越及西瓯、骆越相互关系及地望的考证都言之成理,颇为精审。《百越源流史》依托历史文献记载,不拘一格地运用各方面材料,对历史上的百越民族及其各支系进行了综合研究,立论大胆而新颖。 《百越源流史》和《百越民族史》反映了百越史研究的两种倾向。 《百越源流史》一书使用的考古资料屈指可数,在其他材料的选用上也略显杂芜,有牵强附会之感。突出表现是将作者认为属于百越族系的各南方族群的源头绝大部分都追根到北方中原甚至是西北地区,对各族群迁移流向的研究也过于宽泛,解释随意,缺乏过硬的证据。由此可以看出,仅仅依靠文献记载和其他更为间接的材料是难以得出令人信服的结论的。 在文献不足征引的情况下,大量运用考古资料是《百越民族史》一大特色。作者在论述族属的来源及分布时,几乎无一例外地借助考古学资料和研究成果来证实自己的观点。应当说把文献记载和考古资料相结合进行中国古代史、尤其是早期历史的研究,是史学研究寻求突破的一条有效途径。但《百越民族史》也存在过分倚重考古学资料的倾向,在与文献记载发生矛盾时,往往否定后者。 任何学术著作都不会是十全十美的,特别是随着时间的推移,其时代的局限性就会日益显露,但这又是不可避免的客观现象。那种以今天的结论和视角去恣意评判、指摘前人以显示自己的正确的做法是不足取的。正确的态度应当是首先观其成果是否尽可能充分地占有了当时所能提供的材料,并在此基础上得出较为合理的结论;其次是不苛求于前人,应尽量去吸收前人成果的合理成分,总结他们的得失,在其基础之上吸纳新的东西,力求有所突破,得出新的结论。 通过考察上述有关百越民族史研究的资料,引发出笔者对考古学资料与民族史研究方面的若干思考。 (一)关于考古学文化与古代族属的关系 在中国,考古学是广义历史学的一部分。经过新中国成立后近60年的发展,中国考古学以其数不胜数的重大发现和辉煌成果,当之无愧地成为我国最有成就的学科之一。正因为有如此巨大的成就,所以考古学在学术界中具有了越来越多的话语权,在当今中国从事古代史综合研究,完全不理会考古学所提供的材料是不可想象的,其研究的深度和广度也势必受到局限,对于先秦史的研究更是如此。 尽管随着考古学研究的日益深入和领域的不断拓宽,其研究成果越来越为历史学界所重视和吸收,但由于考古学本身的特殊性和局限性,使得二者的结合难如人意,尚存在不少问题和难点。“考古学文化”是代表同一时代的、集中于一定地域内的、有一定特征的遗迹和遗物的共同体。这种共同体,应该是属于某一特定的社会集团的。但考古学文化是由人通过主观意志对客观存在加以判断后确立的,因而这种主观判断并非总是正确的。事实上,考古学研究只能是不断地接近于历史的原貌,而几乎不可能完全复原之。 正如张忠培先生所说:“对历史的认识只能是愈益增进,即逐渐接近历史的真实,却永不能达到完善的认识”,“一代一代的人们向着历史的真实走去,可是,这一代一代的人们只能接近这历史的真实,却永远摸不着它,更不能全面地认识这历史的真实”。在考古学实践中,我们看到在考古学文化的认定上,就中国而言目前还没有一支考古学文化是完全取得一致意见的。即使像“仰韶文化”、“龙山文化”这类稍有历史知识的中国人就知晓的名称,对其内涵在考古学界仍有许多不同观点。 在考古工作中,只要田野工作基础扎实,科学可靠,并且达到一定的工作规模,那么在量化的基础上较为准确地把握若干遗迹群的整体文化特征是完全可能的。问题在于当这种特征,也就是差别达到怎样的程度就可以确定为一支考古学文化?换言之,就是确立考古学“文化”、“类型”等不同层次的标准是什么?我们看到,东北地区的“兴隆洼文化”、“新乐文化”、“赵宝沟文化”等都是以筒形罐为主的考古学遗存,这些文化尽管略有时间早晚上的不同,但其在特征上的差别似乎并不比“河南龙山文化”中各类型之间的差别更大。这种情况表明,在考古学文化和类型的划分上存在一定的人为因素。 基于上述原因,我们在借助考古学材料进行族属研究时,就存在一个方法问题。 首先,一支考古学文化是否可以和历史记载中的某一族属划等号?笔者认为对此要持慎重态度。完全巧合并非不可能,但显然概率极低。一般来讲,一支考古学文化所涵盖的范围要小于一个部族或民族共同体。因为既然是一族属,其分布范围就不会过分狭窄,其内部的文化面貌也很难整齐划一,而其内部差别在考古学研究中就极有可能被识别出来并确定为不同的考古学文化。张忠培先生说过:“古籍记载的一族,有时恰等于一个考古学文化,有时包含着几个考古学文化,还未见过一个以上的族共有一考古学文化的现象。”事实上,真正从事田野工作的考古学者是不轻易把考古学文化和族属研究相联系的。考古学文化面貌上的差别不一定就是族属上的差别。 当然,在考古学研究达到一定深度和规模时,适时就其族属问题开展研究和讨论是必要的。因为考古学作为一门成熟学科,通过人类遗留的实物资料进行历史研究是其最高目标。考古学分期、分区及“文化”、“类型”的研究仅仅是进行深入研究的手段而绝非目的。然而当我们在掌握已知条件有限的情况下,对一个事物的描绘越详细,则离其真实情况就可能相去越远,因此笔者以为在目前情况下,运用考古资料进行族属研究时,具体操作上宜粗不宜细。只要我们能够大致描绘出某一或某些族属分布区内当时人类的物质文化是怎样的,达到什么样的发展水平及其主要文化特征也就可以了。在特征上宜捕捉那些数量多、具有普遍性的最为典型的共性因素,而不能拘泥于考古学本身对遗存的过细区分与描述。严文明先生说:“考古学资料虽然不可能反映当时社会的全貌,总还是那个社会的直接遗留和缩影。通过它不仅对当时社会的许多方面可以有形象的真切的认识,也能了解整个社会大致的轮廓及其发展轨迹,从中得出一些规律性的认识。这应当是现代考古学所追求的主要目标。” 《百越民族史》认为广泛分布于东南部地区的有段石锛、有肩石器及几何印纹陶器等属于百越族物质文化特征的一部分,就是针对最典型因素来说的。 (二)文化及其层次性与国家、民族的关系 广义的文化可以分为物质文化、制度文化和精神文化三个层面。考古学文化所反映的主要是物质文化方面的情况。文化是区分不同民族的最核心的内容,一个民族失去了自己的文化,也就失掉了自己的特性。同时,“民族是文化的载体,文化都具有民族性。民族性是文化的基本特征。”一个古代国家是否就只有一个民族(即单一民族)、一种文化(此处指广义的文化)?一种文化是否就只能由一个民族所拥有?答案显然都是否定的。一个国家、一个民族、一种文化的情况不是不可能存在,问题是当我们由一支考古学文化反推族属甚或国家时,就不能简单地去画等号,实际情况可能要复杂得多。严文明先生指出:“考古学文化同族的共同体尽管有密切的关系,毕竟还不是一回事,不能在二者间画等号。要通过考古学文化来研究与族类有关的问题,还需要从实践和理论上来加以论证。” 从理论上讲,考古学文化所反映并主要研究的是古代物质文化层面的东西,在此基础上也会讨论更高层面上的制度文化和精神文化方面的问题,但严格意义上说,这已经超出了纯粹考古学所研究的范畴。任何一支考古学文化无疑都属于某个族群,但其所属族群不一定都在历史上留下记载。因此,只有一部分考古学文化可以和古代文献记载的族属相关联,而且我们看到的考古学文化内容只是该族属全部文化的一小部分。这些因素都是通过考古学文化研究古代族群的困难所在。 《百越民族史》从考古学材料出发,认为“句吴”、“于越”、“东瓯”……都是由新石器时代居民发展而来的土著居民,几乎否定了人口迁徙对文化的影响。诚然,从考古学编年谱系角度看,在文献记载中提到的百越民族分布区内的青铜时代文化和新石器时代文化之间是有不少文化继承因素,但也不应无视来自中原地区的文化因素(尤其是青铜器方面)对南方文化的影响。对中国古代文献记载也不应因暂时找不到考古学证据而一概加以否定。 文化是有层次的。平民和贵族的文化从古至今都是不一样的。考古学文化中除大中型墓葬、宫殿衙署、宗教祭祀、礼器等遗迹遗物属贵族文化外,用以确定考古学文化属性的最为重要的陶器、石器、聚落形态、墓葬习俗等,大都属于平民文化。因此,我们现在看到和归纳的考古学文化特征所反映的远非当时社会的全部内容。用占主流的平民文化来否定统治阶层可能存在的另有族源和迁徙现象,同样是缺乏说服力的。 总之,在文献资料有限、百越之义众说纷纭的情况下,充分利用考古学研究成果是寻求突破的有效途径,而将二者有机地结合起来还需要一个艰难而漫长的探索过程,同时也有赖于考古学理论与实践的提高和丰富。 (三)物质文化与社会形态的关系 社会形态发展阶段论是马克思主义经典作家的重要论述,长期以来被奉为圭臬。在此我们不打算对社会形态论本身发表评论,只是对以考古学文化为代表的早期物质文化史与社会形态的关系进行简略的讨论。 社会形态的表述是以生产关系的状况为基础的,而生产关系又受到生产力的制约,但这只是社会发展的一般状况,生产力某些要素的变化并不一定迅速导致社会形态的变化。因此可以说,以生产工具为代表的古代物质文化史与其所处社会形态并无必然联系。 有些学者认为广东发现了青铜文化,其发展阶段当属奴隶制社会。《百越民族史》一书也认为西瓯使用青铜器,青铜器时代即奴隶制。我们认为,青铜器和奴隶制不能简单地画等号。落后民族在先进民族的影响下,使用一些较先进的生产工具,但不一定就会立即引起社会性质的改变。 从目前发现的岭南青铜文化面貌观察,当时确实出现了明显的贫富分化和等级差别,但没有确切证据可以证明那些富贵者就一定是奴隶主,在原始社会末期就已经出现了等级和贫富差别,而且这种差别贯穿于其后的所有社会发展阶段,因而也不能以此作为当时就是奴隶制社会的证据。需要指出的是,我们这里反对的是青铜文化直接等同于奴隶制的观点,至于岭南青铜文化的具