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plc论文3000字
plc论文3000字
篇一:
plc论文
PLC论文
一、摘要PLC是一种专门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按照易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原那么而设计。
在工业生产的各个领域,机械加工企业为了提高生产效率,采用机械化流水作业的方式,对不同类型的零件分别组成的自动生产线。
随着产品机型的更新换代,生产线承当的加工对象也随之改变,这就需要改变控制程序,使生产线的机械设备按新的工艺过程运行,而继电接触器控制器系统是采用固定接线,很难适应这个要求,大型自动生产线的控制系统使用的继电器数量很多,随着PLC的应用日益普及,其使用方法简单,便于掌握,且可靠性极高,抗干扰性很强,自身具有完善的功能.模块化的结构,使其在工业生产线上的应用越来越广泛。
开展趋势:
1.向高速度、大容量方向开展
为了提高PLC的处理能力,要求PLC具有更好的响应速度和更大的存储容量。
目前,有的PLC的扫描速度可达0.1ms/k步左右。
PLC的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。
在存储容量方面,有的PLC最高可达几十兆字节。
为了扩大存储容量,有的公司已使用了磁泡存储器或硬盘。
2.向超大型、超小型两个方向开展
当前中小型PLC比拟多,为了适应市场的多种需要,今后PLC要向多品种方向开展,特别是向超大型和超小型两个方向开展。
现已有I/O点数达14336点的超大型PLC,其使用32位微处理器,多CPU并行工作和大容量存储器,功能强。
小型PLC由整体结构向小型模块化结构开展,使配置更加灵活,为了市场需要已开发了各种简易、经济的超小型微型PLC,最小配置的I/O点数为8~16点,以适应单机及小型自动控制的需要,如三菱公司α系列PLC。
其共同特点是,现代PLC的结构和功能不断改良,产品更新换代周期越来越短,并不断地向高性能、高速度、高性能价格比方向开展。
3.PLC大力开发智能模块,加强联网通信能力
为满足各种自动化控制系统的要求,近年来不断开发出许多功能模块,如高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。
这些带CPU和存储器的智能I/O模块,既扩展了PLC功能,又使用灵活方便,扩大了PLC应用范围。
加强PLC联网通信的能力,是PLC技术进步的潮流。
PLC的联网通信有两类:
一类是PLC之间联网通信,各PLC生产厂家都有自己的专有联网手段;另一类是PLC与计算机之间的联网通信,一般PLC都有专用通信模块与计算机通信。
为了加强联网通信能力,PLC生产厂家之间也在协商制订通用的通信标准,以构成更大的网络系统,PLC已成为集散控制系统〔DCS〕不可缺少的重要组成局部。
4.增强外部故障的检测与处理能力
根据统计资料说明:
在PLC控制系统的故障中,CPU占5%,I/O接口占15%,输入设备占45%,输出设备占30%,线路占5%。
前二项共20%故障属于PLC的内部故障,它可通过PLC本身的软、硬件实现检测、处理;而其余80%的故障属于PLC的外部故障。
因此,PLC生产厂家都致力于研制、开展用于检测外部故障的专用智能模块,进一步提高系统的可靠性。
5.编程语言多样化
在PLC系统结构不断开展的同时,PLC的编程语言也越来越丰富,功能也不断提高。
除了大多数PLC使用的梯形图语言外,为了适应各种控制要求,出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言〔BASIC、C语言等〕等。
多种编程语言的并存、互补与开展是PLC进步的一种趋势。
关键词:
PLC、应用、逻辑控制电路
二、结构PLC实质是一种专用于工业控制的计算机其硬件结构根本上与微型计算机从结构上分,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那么组合配置。
〔1〕中央处理单元(CPU)
中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢,它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据、检查电源、存储器I/O以及警戒定时器的状态;并能诊断用户程序中的语法错误。
当PLC投入运行时,首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据,并分别存入I/O映象区,然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序,经过命令解释后,按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据存放器内,等所有的用户程序执行完毕之后,最后将I/O映象区的各输出状态或输出存放器内的数据传送到相应的输出装置,如此循环运行直到停止运行。
为了进一步提高PLC的可靠性近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统或采用三CPU的表决式系统,这样即使某个CPU出现故障整个系统仍能正常运行。
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,并存入规定的存放器中,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、存放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,但对各局部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。
存放器参与运算,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。
〔2〕存储器
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器;存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
1.PLC常用的存储器类型
〔1〕RAM(RandomAssessMemory),这是一种读/写存储器(随机存储器),其存取速度最快,由锂电池支持。
〔2〕EPROM(ErasableProgrammableReadOnlyMemory),这是一种可擦除的只读存储器,在断电情况下存储器内的所有内容保持不变(在紫外线连续照射下可擦除存储器内容)。
〔3〕EEPROM(ElectricalErasableProgrammableReadOnlyMemory),这是一种电可擦除的只读存储器,使用编程器就能很容易地对其所存储的内容进行修改。
2.PLC存储空间的分配虽然各种PLC的CPU的最大寻址空间各不相同,但是根据PLC的工作原理其存储空间一般包括以下三个区域:
系统程序存储区;系统RAM存储区(包括I/O映象区和系统软设备等);用户程序存储区。
(1)系统程序存储区
在系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统的系统程序,包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序、等由制造厂商将其固化在EPROM中,用户不能直接存取,它和硬件一起决定了该PLC的性能。
(2)系统RAM存储区
系统RAM存储区包括I/O映象区以及各类软设备如:
逻辑线圈、数据存放器、计时器、计数器、变址存放器、累加器、等存储器。
I/O映象区,由于PLC投入运行后只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据在输出刷新阶段才将输出的状态和数据送至相应的外设,因此它需要一定数量的存储单元(RAM)以存放I/O的状态和数据,这些单元称作I/O映象区,一个开关量I/O占用存储单元中的一个位(bit),一个模拟量I/O占用存储单元中的一个字(16个bit),因此整个I/O映象区可看作两个局部组成:
开关量I/O映象区,模拟量I/O映象区。
系统软设备存储区
除了I/O映象区区以外,系统RAM存储区还包括PLC内部各类软设备(逻辑线圈、计时器、计数器、数据存放器和累加器等)的存储区,该存储区又分为具有失电保持的存储区域和无失电保持的存储区域,前者在PLC断电时由内部的锂电池供电,数据不会遗失,后者当PLC断电时数据被清零
1)逻辑线圈
与开关输出一样,每个逻辑线圈占用系统RAM存储区中的一个位,但不能直接驱动外设,只供用户在编程中使用,其作用类似于电器控制线路中的继电器,另外不同的PLC还提供数量不等的特殊逻辑线圈,具有不同的功能。
2)数据存放器
与模拟量I/O一样,每个数据存放器占用系统RAM存储区中的一个字(16bits),另外PLC还提供数量不的特殊数据存放器,具有不同的功能。
3)计时器
4)计数器
(3)用户程序存储区用户程序存储区存放用户编制的用户程序,不同类型的PLC其存储容量各不相同。
〔3〕电源
PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。
如果没有一个良好的可靠得电源系统是无法正常工作的,因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视,一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内可以不采取其它措施,而将PLC直接连接到交流电网上去。
〔4〕I/O模块
PLC与电气回路的接口,是通过输入输出局部〔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:
1.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。
2.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。
3.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。
4.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所能管理的根本配置的能力,即受最大的底板或机架槽数限制。
〔5〕PLC系统的其它设备
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。
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。
三、PLC特点
作为一种新型的工业自动控制装置,PLC有以下一些特点。
干扰能力
高可靠性和强抗干扰能力是PLC最突出的特点之一,主要表现在:
用软件代替传统继电器控制系统中大量的中间继电器和时间继电器,仅剩下与输入和输出有关的少量硬件,接线大大减少,因触点接触不良造成的故障大为减少;所有的I/O接口电路均采用光电隔离,使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离;各输入端均采用RC滤波器,并采取屏蔽措施;采用性能优良的开关电源;对采用的器件进行严格的筛选;良好的自诊断功能,一旦电源或其他软、硬件发生异常情况,CPU立即采用有效措施,以防故障扩大;大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或3个CPU构成的表决系统,使可靠性更进一步增强。
为了实现与工业生产过程控制中的各种工业现场设备的相互连接,PLC除具有普通计算机的根本局部〔如CPU、存储器等〕外,还有丰富的I/O接口模块。
对不同的工业现场信号〔交流或直流、开关量或模拟量、电压或电流、脉冲或电位、强电或弱点等〕,设计有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备〔按钮、行程开关、接近开关、传感器及变送器、电磁线圈、控制阀等〕直接连接就。
为了适应各种工业控制需要,除了一些小型PLC以外,绝大多数PLC均采用模块化结构。
PLC的各个部件,包括CPU、电源、I/O等均采用模块化设计,由机架及电缆将各模块连接起来,系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
相对于传统的电气控制线路,PLC为改良和修改原设备提供了极其方便的手段,通过修改或重新编写应用软件,就可以用一台PLC实现不同的控制功能。
4.编程简单易学
PLC大多数用梯形图作为主要的编程语言。
梯形图是一种面向用户的编程语言,它的表达方式类似于继电器控制系统电路图,具有形象直观、易学易懂的特点。
5.系统安装简单,维修方便
PLC不需要专门的机房,可以在各种工业环境下直接运行。
使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接,即可投入运行。
PLC的各种模块上大多都有运行和故障指示装置,便于用户了解运行情况和
篇二:
plc毕业论文范文
河南职业技术学院
毕业设计〔论文〕
题目污水处理厂的PLC控制系统设计
系〔分院〕机械电子工程系学生姓名学号专业名称电气自动化技术指导教师
2022年03月03日
河南职业技术学院机电系〔分院〕
毕业设计〔论文〕任务书
毕业设计〔论文〕指导教师评阅意见表
污水处理厂的PLC控制系统设计
刘勋
摘要:
本文主要介绍了PLC在城市污水处理中的具体应用,系统介绍了城市污水处理工艺流程以及基于SIEMENS的S7—400系列PLC的污水处理实施方案,介绍了城市污水处理厂监空系统数据采集的方法。
为了提高污水处理厂的运行管理水平,PLC是该系统的重要组成单元,各单元按一定拓扑结构互连构成污水处理厂的控制系统。
研究结果说明,该系统不仅具有较强的并行协调处理能力,而且具有高可靠性、灵活性和可扩展性,以及高速处理能力等优点。
介绍污水处理厂的设备组成、自动化控制方式和PLC各工作站的功能、网络构成在污水处理中的应用,总结自动化控制系统对提高生产效率、减少现场操作人员、提高平安性发挥的良好效果。
关键词:
污水处理自动化控制系统PLC
在我国,随着经济飞速开展,人民生活水平的提高,对生态环境的要求日益提高,要求越来越多的污水处理后达标排放。
水资源的污染却日益严重,也因此许多城市都规划和建设了水污水处理厂,来改变目前水资源紧缺且污染的现状。
随着全球水资源供给的紧张和对自动化要求的增加,我国的污水处理厂必然是向着高度自动化和无人职守的方向开展。
目前,PLC在其稳定性和高度自动化程度的不断加强,使PLC成为在城市污水处理自动化方面的首选。
一、污水处理工艺流程
〔一〕对工艺流程的阐述
首先从厂外污水泵站提升到污水处理厂的污水,经过粗格栅,去除污水中较大的垃圾、漂浮物;通过5台100KW和3台54KW的污水泵将污水提升到细格栅,将较小的漂浮物去除;在沉砂池搅拌、除砂;然后进入生化池进行厌氧、耗氧处理,经沉淀池泥水别离,上层澄清液作为净化后的清洁排放水;沉淀下来的污泥一局部回流到生化池再生利用,一局部作为剩余污泥回流到污泥浓缩池,进一步浓缩,通过污泥处理系统,把泥浆态的污泥脱水、压滤,形成干污泥饼。
该工艺流程简图如图1所示。
〔二〕沉砂池、生化池、沉淀池、污泥回流泵房和鼓风机房的设备控制砂搅拌器的自动运行通过进水电磁流量计控制,而抽砂泵的运行状态是由微机对其开、停时间的设置控制的。
生化池厌氧区的搅拌器、沉淀池的吸刮泥机、污泥回流泵房的阀门和回流泵都是由微机触发指令通过PLC控制。
篇三:
PLC论文
《电气控制系统与可编程控制器》
课程论文
论文题目:
PLC用于皮带运输机的集中控制设计
姓名:
班级:
电话:
电子邮箱:
提交日期:
2022至2022学年第一学期
课程论文评分表
PLC用于皮带运输机的集中控制设计
摘要:
针对中小型皮带运输机的控制系统采用继电器控制,存在可靠性差、劳动强度大、生产效率低的问题,开发一种基于PLC的皮带运输机控制装置。
本控制系统选用CPM2A系列PLC作为控制器。
在硬件电路设计中完成PLC选型及外部低压电器的选用,设计了件接线图,提出了接线要求,使之具有控制和保护作用。
在软件设计中给出了程序流程图,并设计出梯形图程序。
将硬件和软件有机结合,使控制系统运行可靠,到达了预期的设计目的。
关键词:
皮带运输机PLC集中控制
PLCforthecentralizedcontrolofbeltconveyordesign
Xuchunhui
Abstract:
Thecontrolsystemforsmallandmediumbeltstransportsusedrelayscontrol,theexistenceofpoorreliability,labor-intensive,lowproductionefficiency,thedevelopmentofaPlc-basedcontroldevices.ThecontrolsystemchosenCPM2AseriesPlcascontroller.Inhardwarecircuitdesign,completePlcmodelsandtheuseofexternallowvoltageelectricaldesignofthehardware,wiring,wiringdemandsmade,sothatithascontrolandprotectionrole.Insoftwaredesign,providingaflowchartprocedures,anddesignladderdiagramprocedures.Hardwareandsoftwarewillbeintegratedtocontrolsystemoperationreliableandattainedthedesireddesignobjectives.
Keyword:
beltstransport;PLC;centralizedcontrol
前言
随着国民经济的快速开展,煤矿、冶金、钢铁、电厂等方面对于皮带机的运用有了新的要求。
皮带运输机又称带式输送机,是一种连续运输机械,也是一种通用机械。
即可以运送散状物料,也可以运送成件物品。
工作过程中噪音较小,结构简单。
皮带运输机可用于水平
高,皮带机综保装置以PLC控制器为核心系统具备高可靠性和强抗干扰性等特点,对环境要求不高,适用于恶劣环境中工作。
2.配置灵活,PLC在组态系统时具有极大的灵活性,具有极强的处理能力,以及大的I/O容量。
当现场控制要求发生变化时,只需改变程序即可,因此能灵活方便地进行系统配置,组成不同规模、不同功能的控制系统,即可控制一台单机,又可控制一条生产线,既可现场控制,又可远程控制。
3.设备扩展性强PLC有很强的组网和扩展能力,今后可以很方便添加新设备和皮带控制。
从而防止了以前上一套设备需更换一套控制设备的弊端,节省了大量人力和财力。
4.维护方便,模块连接采用插拔式接线端子排更换、维护非常方便。
1皮带运输机设计思路
皮带运输机的总体方案确定
M2
皮带运输机控制可采用PLC控制与传统采
M3
用继电器控制两种控制方法、两种控制方法M4
1)方式:
继电器的控制是采用硬件接线实现的、是利用继电器机械触点的串联或并联
1)启动时先起动最末一台皮带机,经过
及延时继电器的滞后动作等组合形成控制
5S延时,再依次起动其它皮带机:
逻辑,只能完成既定的逻辑控制。
PLC采用
存储逻辑、其控制逻辑是以程序方式存储在
5S5S5S
M4M3M2M1内存中、要改变控制逻辑、只需改变程序即
可、称软接线。
2)速度:
继电器控制逻辑是依靠触点的机
(2)停止时应先停止第一台皮带机
械动作实现控制、工作频率低、毫秒级、机
(M1),待料运送完毕后再依次停止其它皮带械触点有抖动现象。
PLC是由程序指令控制
半导体电路来实现控制、速度快、微秒级、机:
严格同步、无抖动。
5S5S5S
M1M2M3M4
3)控制:
继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制,而时间继电器定时精度不高、受环境影响大、调整时间困难。
(3)当某台皮带机发生故障时,该皮带
PLC用半导体集成电路作定时器、时钟脉冲
机及其前面的皮带机立即停止,而该皮带机
由晶体振荡器产生、精度高、调整时间方便、
后面的皮带机待料运完后才停止。
例如当M2不受环境影响。
通过对两种控制方式的比拟,PLC控制方式故障时,M1、M2应立即停,经过5S延时后,
控制效果比拟好,可实现皮带运输机的自动
M3停,再过5S后M4停。
化而采用继电器控制方式,这种控制方式还
停留在人工操作,效果也就不是很明显。
为2皮带运输机的电气控制要求
此采用PLC控制皮带运输机是一个很好的
1、启动时先启动最后一台皮带机,然后每
选择。
而PLC控制方式又分集中控制和分
隔15S,依次从后向前启动各台皮带机。
散控制两块集中控制就是一台多个I/O点
2、停车时首先停止最前面一台皮带机,待
PLC控制多台设备,实行的是一对多的控制
30S依次从前向后停
方式,分散控制是多台PLC,而每台的PLC
止各台皮带机。
的I/O点相对来说就比拟少,实现的是多对
3、当某台皮带机发生故障时,该皮带机和
多的控制方式。
前面的皮带机立即停止,而该皮带机以后的皮带机待料运送完后停止。
例如,电机M2发生故障,M1
、M2立即停止,经过30S延时后M3停止,再过30S,M4停止。
M1
3调试过程
1〕输入程序,按前面介绍的程序输入方法,用手持式编程器(或计算机)正确输入程序。
2〕静态调试,按系统接线图正确连接好输入设备,进行PLC的模拟静态调试,并通过手持式编程器(或计算机)监视,观察其是否与控制要求一致,否那么,检查并修改、调试程序.
4PLC控制系统设计
输入元件及其地址分配如下表所示
CPM2A/2C
的高速计数功能可以和脉冲输
控制分散、互不影响、便于维护。
占地较大、数还是采用PLC集中控制方式较为合理。
结合
PLC
带运输机就采用PLC集中控制方案。
可编程控制器,1)同步控制
在硬件电路图的根底上,对一些相关的控制接线做一些要求.1PLC按照工艺要求来启动生产线上各个设备。
210KW或其容量不超过电源变压器容量15%~20%动
3
所有接触器线圈电压均为AC220V。
4
具有短路、过载、过电流、断相等保护功能。
3〕动态调试,按系统接线图正确连接好输
例产生一个特定的输出脉冲。
2)高速处理
高速处理包括50ms的快速响应输入,更短的扫描周期0.64ms/LD和1ms的定时器,高速处理可以在很大程度上提高生产效率,以包装机械为
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