1. 手机发展历史介绍
如果追溯我们会发现,手机这个概念早在40年代就出现了。当时是美国最大的通讯公司贝尔实验室开始试制的。1940年,贝尔实验室造出了第一部所谓的移动通讯电话。但是,由于体积太大,研究人员只能把它放在实验室的架子上,慢慢人们就淡忘了。
1973年4月,美国著名的摩托罗拉公司工程技术员“马丁·库帕”发明世界上第一部推向民用的手机。当库帕打世界第一通移动电话时,他可以使用任意的电磁频段。事实上,第一代模拟手机就是靠频率的不同来区别不同用户的不同手机。第二代手机——GSM系统则是靠极其微小的时差来区分用户。到了今天,频率资源已明显不足,手机用户也呈几何级数迅速增长。于是,更新的、靠编码的不同来区别不同的机的CDMA技术应运而生。应用这种技术的手机不但通话质量和保密性更好,还能减少辐射,可称得上是“绿色手机”。
发展历史
1831年,英国的法拉第发现了电磁感应现象,麦克斯韦进一步用数学公式阐述了法拉第等人的研究成果,并把电磁感应理论推广到了空间。而60多年后赫兹在实验中证实了电磁波的存在。电磁波的发现,成为"有线电通信"向"无线电通信"的转折点,也成为整个移动通信的发源点。正如一位科学家说的那样"手机是踩着电报和电话等的肩膀降生的,没有前人的努力,无线通信无从谈起。
1844年5月24日。莫尔斯的电报机从华盛顿向巴尔的摩发出人类历史的第一份电报"上帝创造了何等奇迹!"
1875年6月2日,贝尔做实验的时候,不小心把硫酸溅到了自己的腿上。他疼得对另一个房间的同事喊到"活,快来帮我啊!"而这句话通过实验中的电话传到了在另一个房间接听电话的活特耳里,成为人类通过电话传送的第一句话。
1902年 ,一位叫做“内森·斯塔布菲尔德”的美国人在肯塔基州默里的乡下住宅内制成了第一个无线电话装置,这部可无线移动通讯的电话就是人类对“手机”技术最早的探索研究。
1940年,美国贝尔实验室制造出战地移动电话机。
1946年,世界上从圣路易斯的一辆行进的汽车中打出了第一个电话用移动电话所拨打电话。
1957年,苏联杰出的工程师列昂尼德。库普里扬诺维奇发明了ЛК-1型移动电话。1958年,他已对自己的移动电话做了进一步改进。设备重 量从3公斤减轻至500克(含电池重量),外形精简至两个香烟盒大小,可向城市里的任何地方进行拨打,可接通任意一个固定电话。到60年中期,库普里扬诺 维奇的移动电话已能够在200公里范围内有效工作。
1958年,苏联开始研制世界上第一套全自动移动电话通讯系统“阿尔泰”(Алтай)。1959年,性能杰出的“阿尔泰”系统在布鲁塞尔世博会上获得金奖。
1973年,一名男子站在纽约的街头,掏出一个约有两块砖头大的无线电话,并开始通话。
马丁·库帕(Martin Cooper)
这个人就是手机的发明者马丁·库帕。当时他还是摩托罗拉公司的工程技术人员。这是当时世界上第一部移动电话。
1975年,美国联邦通信委员会(FCC)确定了陆地移动电话通信和大容量蜂窝移动电话的频谱。为移动电话投入商用做好了准备。
1979年,日本开放了世界上第一个蜂窝移动电话网。
1982年,欧洲成立了GSM(移动通信特别组)。
1985年,第一台现代意义上的可以商用的移动电话诞生。它是将电源和天线放置在一个例子里,重量达3公斤。
与现代形状接近的手机,则诞生于1987年。其重量仍有大约750克,与今天仅重60克的手机相比,象一块大砖头。
此后,手机的"瘦身"越来越迅速。1991年,手机重量为250克左右。1996年秋出现了体积为100立方厘米,重量为100克的手机。此后又进一步小型化,轻型化,到1999年就轻到了60克以下。
发展详情
现在发展在全球范围内使用最广是所谓的第三代手机(3G),以欧洲的GSM制式和美国的CDMA为主,它们都是数字制式的,除了可以进行语音通信以外,还可以收发短信、无线应用协议等。在中国大陆及台湾以GSM最为普及,CDMA手机也很流行,整个行业正在向第四代手机(4G)迁移过程中。电话键盘部分手机除了典型的电话功能外,还包含了PDA、游戏机、MP3、照相机、摄影、录音、GPS、上网等多种的功能,有向带有手机功能的PDA发展的趋势。电话的口承、耳承和相应的话筒、听筒都装在单个把手上。旧称为手提电话、手提、大哥大、传真,是便携的,可以在较大范围内移动的电话终端。
业内人士分析认为虽然距今的手机安全产品基础防护功能比较完备,但在防骚扰、隐私保护和数据保护方面仍有欠缺,未来仍有较大的市场空间,QQ手机管家、安全管家、网秦等安全厂商纷纷宣布进军云安全领域,2013年将是移动云安全加速落地的关键年,各大安全厂商必将继续加大对移动云安全解决方案的投入力度。
1G
第一代手机(1G)是指模拟的移动电话,也就是在20世纪八九十年代中国香港、美国等影视作品中出现的大哥大。最先研制出手机的是美国的 Cooper博士。由于当时的电池容量限制和模拟调制技术需要硕大的天线和集成电路的发展状况等等制约,这种手机外表四四方方,只能成为可移动算不上便携。很多人称呼这种手机为“砖头”或是黑金刚等。
这种手机有多种制式,如NMT,AMPS,TACS,但是基本上使用频分复用方式只能进行语音通信,收讯效果不稳定,且保密性不足,无线带宽利用不充分。此种手机类似于简单的无线电双工电台,通话是锁定在一定频率,所以使用可调频电台就可以窃听通话。
2G
第二代手机(2G)也是最常见的手机。通常这些手机使用GSM或者CDMA这些十分成熟的标准,具有稳定的通话质量和合适的待机时间。在第二代中为了适应数据通讯的需求,一些中间标准也在手机上得到支持,例如支持彩信业务的GPRS和上网业务的WAP服务,以及各式各样的Java程序等。
2.5G
一些手机厂商将自己的一些手机称为2.5G手机,其特色就是拥有GPRS功能。
2.75G
一些手机厂商也将自己的一些手机称为2.75G手机,其特色就是拥有比GPRS速率更快的EDGE功能。
3G
3G,是英文3rd Generation的缩写,指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代数字手机(2G),第三代手机一般地讲,是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆比特/每秒)、384kbps(千比特/每秒)以及144kbps的传输速度。
国际电联规定3G手机为IMT-2000(国际移动电话2000)标准,欧洲的电信业巨头们则称其为“UMTS”通用移动通信系统。
国际上3G手机(3G handsets)有3种制式标准:欧洲的WCDMA标准、美国的CDMA2000标准和由中国科学家提出的TD-SCDMA标准。
“3G通信”快要成为人们嘴上的口头禅了,所谓3G,其实它的全称为3rd Generation,中文含义就是指第三代数字通信。1995年问世的第一代数字手机只能进行语音通话;而1996到1997年出现的第二代数字手机便增加了接收数据的功能,如接受电子邮件或网页;第三代与前两代的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代2G数字手机,3G通信的名称繁多,国际电联规定为“IMT-2000”(国际移 动电话2000)标准,欧洲的电信业巨头们则称其为“UMTS”通用移 动通信系统。该标准规定,移 动终端以车速移 动时,其传转数据速率为144kbps,室外静止或步行时速率为384kbps,而室内为2Mbps。但这些要求并不意味着用户可用速率就可以达到2Mbps,因为室内速率还将依赖于建筑物内详细的频率规划以及组织与运营商协作的紧密程度。
3.5G/3.75G
3.5G采用HSDPA、HSDPA +、HSDPA 2+及HSUDA。可以让用户享用7.2M到42M的下载速率。在提供高速数据服务的同时,安全性也得到了改善,3.5G手机偏重于安全和数据通讯。一方面加强个人隐私的保护,另一方面加强数据业务的研发,更多的多媒体功能被引入进来,手机具有更加强劲的运算能力,不再只是个人的通话和文字信息终端,而是更多功能性的选择。移动办公及对通讯的强劲需求将使得手机与个人电脑的融合趋向加速,手机将逐渐拥有个人电脑的功能,这方面,在中国的手机市场上已经得到了充分的体现。
4G
4G是第四代移动通信及其技术的简称,能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。
一直在发展的手机
在全球范围内使用最广的手机是GSM手机和CDMA手机。在中国大陆及台湾以GSM最为普遍,CDMA和小灵通(PHS)手机也很流行,这些都是所谓的第二代手机(2G),它们都是数字制式的,除了可以进行语音通信以外,还可以收发短信(短消息、SMS)、MMS(技术)|MMS(彩信、多媒体简讯)、无线应用协议(WAP)等。
手机外观上一般都应该包括至少一个液晶显示屏和一套按键(部分采用用触摸屏的手机减少了按键)。部分手机除了典型的电话功能外,还包含了PDA、游戏机、MP3、照相、录音、摄像、定位等更多的功能,有向带有手机功能的Pocket PC发展的趋势。
2. 电磁式触摸屏的历史发展
电磁式触控抄自1964年即问世,1970至袭1980年代用于智慧型数位板,许多高阶电脑辅助绘图(CAD)系统像是AutoCAD使用广泛,并且当年的苹果电脑也用作AppleII的配备。
市场上主要电磁式技术的代表厂商,第一大的日本以自有品牌为主,2009年前3季度营收为81亿台币,产品定价较高,解析度可以做到5,000lpi;该公司早期即致力于高精度具绘图功能的CAD/CAM市场,也提供100吋大尺寸的产品。事实上,以电磁式技术可以用拼接的方式,可以说完全没有尺寸上的限制。N-Trig为元件供应商,成本相对最高。电磁式10吋以上的成本低,若10吋以下则电阻式较有价格优势。
3. 智能手机的发展历程
手机,是现代社会极其重要的通讯工具,曾被誉为20世纪最伟大的发明之一。
手机历史版可追溯到权1958年,1958年,苏联工程师列昂尼德.库普里扬诺维奇发明了ЛК-1型移动电话,这就是最早的移动电话。
手机的前身是座机电话,英国物理学家麦克斯韦提出电磁波理论后,终于在数十年后得到验证。座机电话由美国科学家贝尔发明(1876年),此后,电话的方便传遍了整个世界。
手机在早期体积非常大,大小与砖头差不多,因此又被称为“板砖电话”,“水壶电话”等。早期手机的著名代表诺基亚,摩托罗拉等,尔后有更多的牌子出现,两大老牌逐渐淡出市场。
2009年,触摸屏技术发生飞跃性的突破,原本只属于国家拥有的触摸屏开始广泛进入民间,2012年,全世界将近50%的手机都使用了触摸屏技术。2015年后,世界范围内80%的手机和智能产品都实现了触控智能化。
现今手机的著名代表:
外国品牌:iphone,三星电子,黑莓。
中国品牌:华为,魅族,小米,oppo,vivo,TCL,联想,步步高。
4. 手机的发展历史
手机发展史
1844年5月24日。莫尔斯的电报机从华盛顿向巴尔的摩发出人类历史的第一份电报"上帝创造了何等奇迹!"
1875年6月2日,贝尔做实验的时候,不小心把硫酸溅到了自己的腿上。他疼得对另一个房间的同事喊到"活,快来帮我啊!"而这句话通过实验中的电话传到了在另一个房间接听电话的活特耳里,成为人类通过电话传送的第一句话。
1831年,英国的法拉第发现了电磁感应现象,麦克斯韦进一步用数学公式阐述了法拉第等人的研究成果,并把电磁感应理论推广到了空间。而60多年后赫兹在实验中证实了电磁波的存在。
电磁波的发现,成为"有线电通信"向"无线电通信"的转折点,也成为整个移动通信的发源点。正如一位科学家说的那样"手机是踩着电报和电话等的肩膀降生的,没有前人的努力,无线通信无从谈起。"
1973年4月的一天,一名男子站在纽约的街头,掏出一个约有两块砖头大的无线电话,并开始通话。这个人就是手机的发明者马丁库泊。当时他还是摩托罗拉公司的工程技术人员。这是当时世界上第一部移动电话。
1975年,美国联邦通信委员会(FCC)确定了陆地移动电话通信和大容量蜂窝移动电话的频谱。为移动电话投入商用做好了准备。
1979年,日本开放了世界上第一个蜂窝移动电话网。
1982年欧洲成立了GSM(移动通信特别组)
1985年,第一台现代意义上的可以商用的移动电话诞生。它是将电源和天线放置在一个例子里,重量达3公斤。
与现代形状接近的手机,则诞生于1987年。其重量仍有大约750克,与今天仅重60克的手机相比,象一块大砖头。
此后,手机的"瘦身"越来越迅速。1991年,手机重量为250克左右。1996年秋出现了体积为100立方厘米,重量为100克的手机。此后又进一步小型化,轻型化,到1999年就轻到了60克以下。
小常识:
1. 如何判断手机是不是正品?
正品手机是指由正规厂家生产,经行业标准检验合格有信息产业部入网号,销售渠道正宗、售后服务有保障的手机。每一部正品手机都有其唯一的IEMI码,购机时,只要按"*#06#"键,手机便会显示出本机唯一的IEMI序号,如果同手机背面所贴的IEMI码和序号一样,则不是翻新机;如不出现IEMI码号对则绝对是翻新水货手机。
2. 手机液晶显示屏到底有多少各类?
现在液晶显示屏用于手机的主要有四种类型:TFD、STN、TFT、UFB。四者的色彩显示效果差不多,差别主要集中在反映时间、色彩饱和和亮度上,其中TFT总体表现最好,但耗电量及成本最高;STN就要逊色些。却有节电且成本低的优点;UFB是三星的专利的显示技术,号称有如TFT的显示效果且比TFT省电,实际显示效果比TFT稍差,综合表现不错。
3. 为什么待机时间要比宣传资料上的短?
所谓待机时间是指:在不插卡的情况下,充满电以后,24小时开机,一直到手机自动关机,这其间所用的时间。一般来说,待机时间受以下几种情况的影响:一、网络原因;二、通话情况;三、电池的使用年限。
4. 什么是和弦,16和弦和40和弦?
首先介绍下和音,和音是指两个音同时发间,和弦和和音是两个完全不同的概念。和弦是在根音的基础上按三次叠加的规则在音程上进行叠加。和弦是声学理论的一个专业名词,指的是一定音程关系的一组声音。和弦只是起一个点缀曲子的作用,并不是说和弦数量越多曲子就越动听。手机铃声的好坏主要是和手机的扬声器和外壳结构有关。铃声制作的好坏也在一定程度上影响着铃声的效果,优质的铃声制作才能较好地利用资源,因此如果40和弦同等条件下铃声效果一定比16和弦的要好。
5. 手机买回来以后电池的充电和保养?
手机电池的使用寿命不是按年来计算的,而是按电池的充放电次数来计算的。镍镉电池一般可以放电100-150次,铸氢电池一般可充放电200-300次,锂电池一般可充放电350-700次。电池的每次充放电间隔时间越长,电池的寿命就越长。所以,消费者在使用电池时最好是将电池的电量全部使用完再充电。
5. 触屏的历史:最初用于军事领域
1971年,在美国一所大来学当讲师的源山姆·赫斯特在自家小作坊里制作出最早的触摸屏。当年,山姆因工作关系每天要处理大量图形数据,因而不胜其烦,他想发明一种能提高工作效率的设备,通过把图形放在平板上或者用笔在平板上施加压力就能将图像数据保存起来。于是就有了最早的触摸屏“AccuTouch”。1973年,美国《工业研究》杂志将触摸屏技术评为“最重要的100项新技术产品”之一,并预言这种技术将得到广泛运用。在这100项被看好的技术产品中,还有当时并不起眼如今同样广为应用的鼠标和硬盘等。之后,山姆成立了自己的公司,并于西门子合作,开发了一系列用于军事电子产品,如雷达和军用监控装备的触摸屏。直到1982年,山姆的公司在美国消费电子展览会上展出了33台安装了触摸屏的电视机,平民百姓才第一次亲手“摸”到神奇的触摸屏,引起巨大轰动。
摘自2011年7月9日第2483期《环球时报》第5版科技环保专栏。
6. 手机发展历史介绍
1902年,一个叫做“内森·斯塔布菲尔德”的美国人在肯塔基州默里的乡下住宅内制成了第一个无线电话装 内森.斯塔布菲尔德置,这部可无线移动通讯的电话就是人类对“手机”技术最早的探索研究。
1938年,美国贝尔实验室为美国军方制成了世界上第一部“移动电话”手机
1973年4月,美国著名的摩托罗拉公司工程技术员“马丁·库帕”发明世界上第一部推向民用的手机,“马丁·库帕”从此也被称为现代“手机之父”。
1G
第一代手机(1G)是指模拟的移动电话,也就是在20世纪八九十年代中国香港、美国等影视作品中出现的大哥大。最先研制出大哥大的是美国摩托罗拉公司的 Cooper博士。由于当时的电池容量限制和模拟调制技术需要硕大的天线和集成电路的发展状况等等制约,这种手机外表四四方方,只能成为可移动算不上便携。很多人称呼这种手机为“砖头”或是黑金刚等。
这种手机有多种制式,如NMT,AMPS,TACS,但是基本上使用频分复用方式只能进行语音通信,收讯效果不稳定,且保密性不足,无线带宽利用不充分。此种手机类似于简单的无线电双工电台,通话是锁定在一定频率,所以使用可调频电台就可以窃听通话。
2G
第二代手机(2G)也是最常见的手机。通常这些手机使用PHS,GSM或者CDMA这些十分成熟的标准,具有稳定的通话质量和合适的待机时间。在第二代中为了适应数据通讯的需求,一些中间标准也在手机上得到支持,例如支持彩信业务的GPRS和上网业务的WAP服务,以及各式各样的Java程序等。
3G
3G,是英文3rdGeneration的缩写,指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数字手机(2G),第三代手机一般地讲,是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务,无线网络必须能够支持不同的数据传输速度,也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆比特/每秒)、384kbps(千比特/每秒)以及144kbps的传输速度。
7. 智能手机的发展史
手机,是现代社会极其重要的通讯工具,曾被誉为20世纪最伟大的发明之一。回
手机历史可追溯到1958年,答1958年,苏联工程师列昂尼德.库普里扬诺维奇发明了ЛК-1型移动电话,这就是最早的移动电话。
手机的前身是座机电话,英国物理学家麦克斯韦提出电磁波理论后,终于在数十年后得到验证。座机电话由美国科学家贝尔发明(1876年),此后,电话的方便传遍了整个世界。
手机在早期体积非常大,大小与砖头差不多,因此又被称为“板砖电话”,“水壶电话”等。早期手机的著名代表诺基亚,摩托罗拉等,尔后有更多的牌子出现,两大老牌逐渐淡出市场。
2009年,触摸屏技术发生飞跃性的突破,原本只属于国家拥有的触摸屏开始广泛进入民间,2012年,全世界将近50%的手机都使用了触摸屏技术。2015年后,世界范围内80%的手机和智能产品都实现了触控智能化。
现今手机的著名代表:
外国品牌:iphone,三星电子,黑莓。
中国品牌:华为,魅族,小米,oppo,vivo,TCL,联想,步步高。
8. PLC的发展史、及其介绍等(越详细越好)
PLC发展史:
一、PLC的产生
1.继-接控制回顾
由学生回答继电器(接触器)的结构、原理、画出三相异步电机启-停的主电路图、控制电路图
由学生归纳出继-接控制的不足,从而引出“PLC的产生”
2.PLC的产生
68年美国通用汽车公司(GM)招标要求:
(1)软连接代替硬接线 (2)维护方便 (3)可靠性高于继电器控制柜 (4)体积小于继电器控制柜 (5)成本低于继电器控制柜 (6)有数据通讯功能 (7)输入115V (8)可在恶劣环境下工作 (9)扩展时,原系统变更要少 (10)用户程序存储容量可扩展到4K
核心思想:
·用程序代替硬接线
·输入/输出电平可与外部装置直接相联
·结构易于扩展
这是PLC的雏形。
69年美国DEC公司研制出世界上第一台PLC(PDP-14),并在GM公司汽车生产线上应用成功
PLC的诞生:
·1969年,美国研制出世界第一台PDP-14
·1971年,日本研制出第一台DCS-8
·1973年,德国研制出第一台PLC
·1974年,中国研制出第一台PLC
二、PLC的特点、现状与发展
(一)特点
(1)体积小 (2)可靠性高 (3)柔性好,可在线更改程序 (4)对环境条件无要求 (5)价格低廉……具备招标要求的所有功能
(二)现状
80%以上的行业,80%以上的设备均可使用PLC
(三)发展
发展史:
第一代:1969年~1972年,代表产品有
·美国DEC公司的PDP-14/L
·日本立石电机公司的SCY-022
·日本北辰电机公司的HOSC-20
第二代:1973年~1975年,代表产品有
·美国GE公司的LOGISTROT
·德国SIEMENS公司的SIMATIC S3、S4系列
·日本富士电机公司的SC系列
第三代:1976~1983年,代表产品有
·美国GOULD公司的M84、484、584、684、884
·德国SIEMENS公司的SIMATIC S5系列
·日本三菱公司的MELPLAC-50、550
第四代:1983年~现在,代表产品有
·美国GOULD公司的A5900
·德国西门子公司的S7系列
发展方向:
·产品规模向两极分化
·处理模拟量
·追求高可靠性
·通讯接口和智能模块
·系统操作站配高分辨率的监视器
·追求软、硬件标准化
三、PLC的分类
·按结构分:
·整体型
·组合型
·按I/O点数及内存容量分:
·超小型:小于64点,256Byet~1KB
·小 型:65~128点,1~3。6KB
·中 型:129~512点,3。6~13KB
·大 型:513~896点,大于13KB
·超大型:大于896点,大于13KB
四、网络型PLC与DCS的关系
DCS起源于模拟量
PLC起源于开关量
二者相互渗透、取长补短,功能上日趋接近,使数字世界、模拟世界更加模糊
决定DCS与PLC应用面大小的是其性能/价格比
1、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英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器,定义是:一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.PLC是可编程逻辑电路,也是一种和硬件结合很紧密的语言,在半导体方面有很重要的应用,可以说有半导体的地方就有PLC
“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。”
PLC的特点
2.1可靠性高,抗干扰能力强
高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说,使用PLC构成控制系统,和同等规模的继电接触器系统相比,电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一,故障也就大大降低。此外,PLC带有硬件故障自我检测功能,出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中,应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序,使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样,整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
2.2配套齐全,功能完善,适用性强
PLC发展到今天,已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。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大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。
2.3易学易用,深受工程技术人员欢迎
PLC作为通用工业控制计算机,是面向工矿企业的工控设备。它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
2.4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的周期大为缩短,同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。
2.5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。
3。PLC基础知识
1.1 PLC的发展历程 在工业生产过程中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
4. PLC的应用领域
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,使用情况大致可归纳为如下几类。
4.1开关量的逻辑控制
这是PLC最基本、最广泛的应用领域,它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。
4.2模拟量控制
在工业生产过程当中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量,必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块,使可编程控制器用于模拟量控制。
4.3运动控制
PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说,早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构,现在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。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
4.4过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机,PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块,目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。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。
4.5数据处理
现代PLC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。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统;也可用于过程控制系统,如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
4.6通信及联网
PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展,工厂自动化网络发展得很快,各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能,纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口,通信非常方便。
5. PLC的国内外状况
在工业生产过程中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电气控制装置的要求,第二年,美国数字设备公司(DEC)研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,首次采用程序化的手段应用于电气控制,这就是第一代可编程序控制器,称Programmable ,是世界上公认的第一台PLC.
限于当时的元器件条件及计算机发展水平,早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成,可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器,使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能,完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用,可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言,并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机(简称PC)发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控制器的功能特点,可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC)。
20世纪70年代中末期,可编程控制器进入实用化发展阶段,计算机技术已全面引入可编程控制器中,使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初,可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多,产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。
上世纪80年代至90年代中期,是PLC发展最快的时期,年增长率一直保持为30~40%。在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,PLC逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
20世纪末期,可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说,这个时期发展了大型机和超小型机;从控制能力上来说,诞生了各种各样的特殊功能单元,用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合;从产品的配套能力来说,生产了各种人机界面单元、通信单元,使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前,可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。
我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前,我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外,无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期,随着我国现代化进程的深入,PLC在我国将有更广阔的应用天地。
6. PLC未来展望
21世纪,PLC会有更大的发展。从技术上看,计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上,会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现;从产品规模上看,会进一步向超小型及超大型方向发展;从产品的配套性上看,产品的品种会更丰富、规格更齐全,完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求;从市场上看,各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破,会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面,会出现国际通用的编程语言;从网络的发展情况来看,可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS(Distributed Control System)中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展,可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分,将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。
1.2 PLC的构成
从结构上分,PLC分为固定式和组合式(模块式)两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置。
1.3 CPU的构成
CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,每套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。
CPU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,CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。
在使用者看来,不必要详细分析CPU的内部电路,但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作,由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算,在控制器指挥下工作。寄存器参与运算,并存储运算的中间结果,它也是在控制器指挥下工作。
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数,它们决定着PLC的工作速度,IO数量及软件容量等,因此限制着控制规模。
1.4 I/O模块
PLC与电气回路的接口,是通过输入输出部分(I/O)完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路,其输入暂存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统,输出模块相反。I/O分为开关量输入(DI),开关量输出(DO),模拟量输入(AI),模拟量输出(AO)等模块。
常用的I/O分类如下:
开关量:按电压水平分,有220VAC、110VAC、24VDC,按隔离方式分,有继电器隔离和晶体管隔离。
模拟量:按信号类型分,有电流型(4-20mA,0-20mA)、电压型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外,还有特殊IO模块,如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
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。
1.5 电源模块
PLC电源用于为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。电源输入类型有:交流电源(220VAC或110VAC),直流电源(常用的为24VDC)。
1.6 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。
1.7 PLC系统的其它设备
1.7.1
编程设备:编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件,用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况,但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器,目前一般由计算机(运行编程软件)充当编程器。也就是我们系统的上位机。
1.7.2 人机界面:最简单的人机界面是指示灯和按钮,目前液晶屏(或触摸屏)式的一体式操作员终端应用越来越广泛,由计算机(运行组态软件)充当人机界面非常普及。
1.8 PLC的通信联网
依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此,网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著,甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。
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他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。多数PLC具有RS-232接口,还有一些内置有支持各自通信协议的接口。PLC的通信现在主要采用通过多点接口(MPI)的数据通讯、PROFIBUS
或工业以太网进行联网。
2 PLC控制系统的设计基本原则
2.1 最大限度的满足被控对象的控制要求。
2.2 在满足控制要求的前提下,力求使控制系统简单、经济、使用和维护方便。
2.3 保证控制系统安全可靠。
2.4 考虑到生产的发展和工艺的改进在选择PLC容量时应适当留有余量。
3 PLC软件系统及常用编程语言
3.1 PLC软件系统由系统程序和用户程序两部分组成。系统程序包括监控程序、编译程序、诊断程序等,主要用于管理全机、将程序语言翻译成机器语言,诊断机器故障。系统软件由PLC厂家提供并已固化在EPROM中,不能直接存取和干预。用户程序是用户根据现场控制要求,用PLC的程序语言编制的应用程序(也就是逻辑控制)用来实现各种控制。STEP7是用于SIMATIC可编程逻辑控制器组态和编程的标准软件包,也就是用户程序,我们就是使用STEP7来进行硬件组态和逻辑程序编制,以及逻辑程序执行结果的在线监视。
3.2 PLC提供的编程语言
3.2.1 标准语言梯形图语言也是我们最常用的一种语言,它有以下特点
3.2.1.1 它是一种图形语言,沿用传统控制图中的继电器触点、线圈、串联等术语和一些图形符号构成,左右的竖线称为左右母线。
3.2.1.2 梯形图中接点(触点)只有常开和常闭,接点可以是PLC输入点接的开关也可以是PLC内部继电器的接点或内部寄存器、计数器等的状态。
3.2.1.3 梯形图中的接点可以任意串、并联,但线圈只能并联不能串联。
3.2.1.4 内部继电器、计数器、寄存器等均不能直接控制外部负载,只能做中间结果供CPU内部使用。
3.2.1.5 PLC是按循环扫描事件,沿梯形图先后顺序执行,在同一扫描周期中的结果留在输出状态暂存器中所以输出点的值在用户程序中可以当做条件使用。
3.2.2 语句表语言,类似于汇编语言。
3.2.3 逻辑功能图语言,沿用半导体逻辑框图来表达,一般一个运算框表示一个功能左边画输入、右边画输出。
4 STEP7程序的使用
4.1 创建一个项目结构,项目就象一个文件夹,所有数据都以分层的结构存在于其中,任何时候你都可以使用。在创建一个项目之后,所有其他任务都在这个项目下执行。
4.2 组态一个站,组态一个站就是指定你要使用的可编程控制器,例如S7300、S7400等。
4.3 组态硬件,组态硬件就是在组态表中指定你的控制方案所要使用的模板以及在用户程序中以什么样的地址来访问这些模板,地址一般不用修改由程序自动生成。模板的特性也可以用参数进行赋值。
4.4 组态网络和通讯连接,通讯的基础是预先组态网络,也就是要创建一个满足你的控制方案的子网,设置网络特性、设置网络连接特性以及任何联网的站所需要的连接。网络地址也是程序自动生成如果没有更改经验一定不要修改。
4.5 定义符号,可以在符号表中定义局部或共享符号,在你的用户程序中用这些更具描述性的符号名替代绝对地址。符号的命名一般用字母编写不超过8个字节,最好不要使用很长的汉字进行描述,否则对程序的执行有很大的影响。
4.6 创建程序,用梯形图编程语言创建一个与模板相连结或与模板无关的程序并存储。创建程序是我们控制工程的重要工作之一,一般可以采用线形编程(基于一个块内,OB1)、分布编程(编写功能块FB,OB1组织调用)、结构化编程(编写通用块)。我们最常采用的是结构化编程和分布编程配合使用,很少采用线形编程。
4.7 下载程序到可编程控制器,完成所有的组态、参数赋值和编程任务之后,可以下载整个用户程序到可编程控制器。在下载程序时可编程控制器必须在允许下载的工作模式下(STOP或RUN-P),
RUN-P模式表示,这个程序将一次下载一个块,如果重写一个旧的CPU程序就可能出现冲突,所以一般在下载前将CPU切换到STOP模式。
5 WINCC程序的使用
5.1 简介,WINCC是在生产和过程自动化中解决可视化和控制任务的工业技术中性系统。具有控制自动化过程的强大功能,是基于个人计算机的操作监视系统,它很容易结合标准的和用户的程序建立人机界面精确的满足生产实际要求。WINCC有两个版本RC版(具有组态和开发环境)、RT版(只有运行环境),我们一般使用的是RC版。
5.2 WINCC简单使用步骤
5.2.1 变量管理,首先确定通讯方式安装驱动程序,然后定义内部变量和外部变量,外部变量是受你买的WINCC软件授权限制的最大授权64K字节,内部变量没有限制。
5.2.2 画面生成,进入图形编辑器,图形编辑器是一种用于创建过程画面的面向矢量的作图程序。也可以使用包含在对象和样式库中的众多的图形对象来创建复杂的过程画面。可以通过动作编程将动态添加到单个图形对象上。
5.2.3 报警记录设置,报警记录提供了显示和操作选项来获取和归档结果。可以任意地选择消息块、消息级别、消息类型、消息显示以及报表。为了在运行中显示消息,可以使用包含在图形编辑器中的对象库中的报警控件。
5.2.4 变量记录,变量记录是用来从运行过程中采集数据并准备将它们显示和归档。
5.2.5 报表组态,报表组态是通过报表编辑器来实现的。是为消息、操作、归档内容和当前或已归档的数据定时器或事件控制文档的集成的报表系统,可以自由选择用户报表的形式。
5.2.6 全局脚本的应用,全局脚本就是C语言函数和动作的通称,根据不同的类型脚本被用于给对象组态动作并通过系统内部C语言编译器来处理。全局脚本动作用于过程执行的运行中。一个触发可以开始这些动作的执行。
5.2.7 用户管理器设置,用户管理器用于分配和控制用户的单个组态和运行系统编辑器的访问权限。每建立一个用户,就设置了WINCC功能的访问权利并独立的分配给此用户。至多可分配999个不同的授权。
5.2.8 交叉表索引,交叉索引用于为对象寻找和显示所有使用处,例如变量、画面和函数等。使用“链接”功能可以改变变量名称而不会导致组态不一致。
9. 电容触屏是谁发明的,详细说下成长路程。
你好来,谁发明的电容触摸屏源这个已经无法考证,因为该发明是由众多科院人员共同完成的,并且有商业公司进行推广,但我们有以下历史内容是可以肯定的:
1997年摩托罗拉手机PalmPilot掌上电脑出现,产生了电阻式触摸屏,用触摸笔输入,但是不精确。
2007年3月,LG推出Parada多点电容式触摸屏,不需要触摸笔,精确度也较高。
2007年6月至今,苹果推出多款iphone多点电容触屏,电容屏取得飞速发展。
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