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基於PLC的一種計長裝置的設計

發布時間:2023-01-26 09:48:05

A. 電氣自動化畢業論文設計

我在一個論壇發現一些資料,也許對你有用,分要記得給我,
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B. 基於PLC的水廠控制系統設計

1 引言

隨著PLC的推廣普及,PLC產品的種類和數量越來越多,而且功能也日趨完善。在自來水廠中應用越來越廣泛,不但能夠提高水廠自動化水平,加快生產速度,降低生產成本,而且還可以提高供水質量。但是,PLC品種繁多,其結構型式、性能、容量、指令系統、編程方法、價格等各不相同,適用場合也各有側重,對其技術性能、使用環境條件了解不清,或對PLC系統要求掌握不夠,就會大材小用,造成不必要的浪費或事故頻發,影響生產。

2 自來水廠PLC的選擇

2.1 提倡選擇模快式PLC

按結構形式PLC可分為整體式和模塊式。整體式PLC將電源、CPU、I/O部件都集中裝在一個機箱內。模塊式PLC結構是將PLC各部分分成若干個單獨的模塊,如CPU模快、I/O模快等。考慮到自來水廠改建(特別是節能、更換舊設備方面)、擴建和PLC故障率95%都是發生在I/O部件損壞;同時模塊式PLC的配置靈活,裝配和維修方便,水廠設備、工藝的改變只要將相應的I/O模快更換或擴展再經編程就可方便實現自動化。因此,從長遠來看,提倡選擇模塊式PLC。

2.2 統一選擇機型
在選擇PLC時,要注意售後服務是否有保障,同時兼顧水廠日後維修上的便利、備用件的庫存和軟體編程方面。而常見的製取自來水的步驟主要分為:混凝、沉澱、過濾、消毒和儲存。在功能滿足要求的前提下,選擇的機型最好都選擇同一間公司的產品。

2.3 根據輸入和輸出選擇
自來水廠中的主要設備有:反應池、澄清池、濾池、清水池、加氯機、氯吸收裝置、空氣壓縮機、鼓風機、加葯設備、閥門、泵、混合設備、計量設備。根據控制系統的要求和採用的控制方法,對於每一個被控對象,所用的I/O點數不會輕易發生變化,根據需要的I/O點數選用I/O模塊可與主機靈活地組合使用,但是考慮到以後工藝和設備的改動,或I/O點的損壞、故障等,一般應保留1/8的裕量。
除了I/O點的數量,還要注意輸入和輸出信號的性質、參數和特性要求等。如水廠中閥門是模擬量還是開關量控制;PH計、流量計、濁度計、余氯計、液位計等水質監控儀表信號源是電壓輸出型還是電流輸出型,是有源輸出還是無源輸出,及其繼電器輸出是NPN輸出型還是PNP輸出型。另外,還要注意輸出端點的負載特點(負載電壓、電流的類型),數量等級以及對響應速度的要求等。
據此,來選擇和配置適合輸入輸出信號特點和要求的I/O模塊。

2.4 根據存儲器容量選擇
通常,PLC的存儲器容量以字為單位,如64k字等,應用程序所需存儲器容量可以預先進行估算。選擇和計算的第一種方法是:根據編程使用的節點數精確計算存儲器的實際使用容量。第二種為估演算法,用戶可根據控制規模和應用目的,按照附表的公式來估算。

使用時可以根據程序及數據的存儲需要來選用合適的機型,必要時也可專門進行存儲器的擴充設計。為了使用方便同時考慮到水廠工藝、設備的改動和編程時的需要,一般應該留有25%~30%的裕量。
2.5 根據通信要求選擇
目前,PLC採用了各種工業標准,如IEC 61131、IEEE802.3乙太網、TCP/IP、UDP/IP等,各種事實上的工業標准,如Windows NT、OPC等,融合了IT技術,可與智能MCC馬達控制中心、其它運行控制系統、電控設備、變頻器和軟起動器等連成系統。
而當前自來水廠自動化應用的最多的是工業電腦和PLC組成控制系統,系統中一般PLC分為取水泵站、投加站、濾池站和送水泵站,站與站之間要傳遞監控的參數,如余氯、流量、濁度等,並且由中控室的電腦集中控制,通訊的基本要求是實時、穩定可靠、經濟。水廠要根據自身的設備、投入的資金、響應速度、以後的發展,選擇易於擴展、連接、發展成熟的現場匯流排、網路,如乙太網、PROFIBUS、Modbus、FIPIO、Asi等,從而有側重地選定PLC通訊模塊。

3 維護時要注意的問題

(1) PLC安裝的地點應避免太陽光直接照射,保證有足夠的散熱空間和通風條件,避免安裝在干擾嚴重、高溫、高濕度有粉塵、不清潔以及有腐蝕氣體的環境中。另外,PLC要安裝在有振源的地方時應採取減振措施。
(2) 不要為了節約投資而將輸入、輸出線同用一根電纜,同時動力電纜和控制電纜要分開鋪設,避免干擾。
(3) 安裝完畢,要檢查清楚,把細短線、銅屑、鐵屑、螺絲清理干凈,方可通電。投入使用後,定期檢查安裝是否牢固和端子、模塊的連接接線是否可靠,定期清掃灰塵,確保安全。
(4) 為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾,應給PLC接上專用地線,接地點應與動力設備(如電機)的接地點分開,平常要注意檢查PLC的接地是否良好。
(5) 控制PLC的工作環境(0~50℃為宜),必要時要採用強迫風冷冷卻方式,可以有效地提高它的工作效率和壽命。
(6) PLC外部的輸出元件,如電磁閥、接觸器等的故障率遠遠高於PLC本身的故障率,若連接輸出元件的負載短路,將會燒毀PLC的印製電路板。因此,應選用適當容量的熔絲保護輸出元件,切忌盲目更換。另外,採用繼電器輸出時,承受的電感性負載大小影響到繼電器的工作壽命,採用的繼電器工作壽命要求長。
(7) 某些易損壞的部件,如I/O模塊,要適當的購買備件;要注意定期檢查防雷設施,防止雷擊造成PLC損壞。

4 結束語

事實證明,PLC的功能很好地滿足了近90%的工業控制需要。PLC硬體和軟體的形態,隨著微電子技術和IT的發展而不斷改進,利用PLC來實現保護和故障診斷系統,可減少故障率,提高可靠性。在應用上方便靈活,價格便宜,運行可靠,有利於保護和故障診斷、實施及維護。
在實際工作中,選擇PLC時還要依據實際情況做出適當的調整,以便設計出滿足期望的控制系統。

C. 基於PLC的電梯控制系統設計

電梯的硬體設計
2.1電梯控制系統的硬體配置
本系統是主要由PLC、變頻器、控制箱、顯示器、拽引電動機組成的交流變頻調速系統(Variable Voltage Variable Frequency,簡稱VVVF)。通過PLC去控制電梯的運行方式,可以使得控制系統的可靠行更高,結構顯得更加緊湊。本系統的硬體框圖如圖3-1所示。

圖2-1 PLC電梯聯動控制系統硬體框圖

從圖3-1可以看出,該系統主要由兩個部分組成,其中電梯控制的邏輯部分由PLC來實現。通過分析研究電梯的實際運行情況和控制規律,從而設計開發出電梯聯動控製程序,使得PLC能夠控制電梯的運行操作。電梯的調速部分則選用高性能的矢量控制變頻器,配以脈沖發生器(編碼器)測量鼠籠式拽引電動機的轉速,從而夠成電機的閉環矢量控制系統,實現鼠籠式拽引機電動機交流變頻調速(Variable Voltage Variable Frequency,簡稱VVVF)運行。
PLC首先接收來自電梯的呼梯信號、平層信號,然後根據這些輸入信號的狀態,通過其內部一系列復雜的控製程序,對各種信號的邏輯關系有序的進行處理,最後向直流門控電機、變頻器和各類顯示器適時地發出開關量控制信號,對電梯實施控制。在電梯控制系統中,由於電梯的控制屬於隨機性控制,各種輸入信號之間、輸出信號之間以及輸入信號和輸出信號之間的關聯性很強,邏輯關系處理起來非常復雜,這就給PLC的編程帶來很大難度。
在PLC向變頻器發出開關量控制信號的同時,為了滿足電梯的要求,變頻器又需要通過鼠籠式拽引電動機同軸連接的脈沖發生器和PG卡,對電動機完成速度檢測及反饋,形成閉環系統。脈沖發生器輸出脈沖,PG卡接收到脈沖以後,再將此反饋給變頻器內部,以便進行運算調節。根據脈沖的相序,可判斷出電動機的轉動方向,並可以根據脈沖的頻率測得電動機的轉速。
2.1.1硬體電路

圖2-2 硬體接線圖
其各部分功能說明如下;
Q1—三相電源斷路圖
K1—電源控制接觸器
K2—負載電機通斷控制接觸器
VS—變頻器
BU—制動單元
RB—能耗制動電阻
M—主拖動拽引電機

2.1.2主電路
主電路由三相交流輸入、變頻驅動、拽引機和制動單元幾部分組成。由於採用交-直-交電壓型變頻器,在電梯位勢負載作用下,制動時回饋的能量不能送回電網,為限制泵升電壓,採用受控能耗制動方式。
2.1.3PLC控制電路
PLC接收來自操縱盤和每層呼梯盒的召喚信號、轎廂和門系統的功能信號以及井道和變頻器的狀態信號,經程序判斷與運算實現電梯的集選控制。PLC在輸出顯示和監控信號的同時,向變頻器發出運行方向、啟動、加/減速運行和制動停梯等信號。
2.2電梯的速度控制曲線
電梯作為一種載人工具,在位勢負載狀態下,除要求安全可靠外,還要求運行平穩,乘坐舒適,停靠准確,電梯的運行速度應當符合圖2-3所示,平層誤差應符合表2-1所示:

Vm電梯運行額定速度 Vp 平行爬層慢車速度
圖2-3 電梯運行速度曲線圖

表2-1平層誤差范圍
高速梯 快速梯 低速梯m/s
≤±5 ≤±10 ≤0.5 >0.5
≤±15 ≤±30

採用變頻調速雙環控制可基本滿足要求,但和國外高性能電梯相比還需要進一步改進。本設計正是基於這一想法,利用現有旋轉編碼器構成速度的同時,通過變頻器的PG卡輸出與電機速度及電梯位移成比例的脈沖數,將其引入PLC的高速計數輸入埠,通過累計脈沖數,經式計算出脈沖當量,由此確定電梯位置。
電梯位移h=SI
式中I:累計脈沖數S:脈沖當量
S=IpD/(pr)(1)
本系統採用的減速機,其減速比1=1/20,拽引
輪直徑D=580mm,電機額定轉速ne=1450r/min,旋轉編碼器每轉對應脈沖數p=1024,PG卡分頻比r=1/18,帶入式(1)得
S=1.6mm/脈沖
2.3 拖動電動機的選擇
電動機的選擇包括選擇電動機的種類、結構形式及各種額定參數。
電動機選擇的基本原則
電動機的機械特性應滿足生產機械的要求,要與負載特性相適應。保證運行穩定且具有良好的啟動性能和制動性能。
工作過程中電動機容量能得到充分利用,使其溫升盡可能達到或接近額定溫升值。
電動機結構形式要滿足機械設計提出的安裝要求,適合周圍環境工作條件的要求。
根據生產機械調速要求選擇電動機
在一般情況下選用三相籠型非同步電動機或雙速三相電動機;在既有一般調速又要求起動轉矩大的情況下,選用三相繞線型非同步電動機;當調速要求高時選用直流電動機或帶變頻調速的交流電動機來實現。
綜上,電梯的曳引電動機選擇三相繞線型非同步電動機,門機可選擇變頻調速的交流電動機。
電動機結構形式的選擇
根據不同工作環境選擇電動機的防護形式。開啟式適用於乾燥、清潔的環境;防護式適用於乾燥和灰塵不多,沒有腐蝕性和爆炸性氣體的環境;封閉自扇冷式與他扇冷式用於潮濕、多腐蝕性灰塵、多風雨侵蝕的環境;全封閉用於浸入水中的環境;隔爆式用於有爆炸危險的環境中。
綜上,機房和井道的工作環境乾燥和灰塵不多,沒有腐蝕性和爆炸性氣體,因此曳引電動機和門機電動機均選擇防護式;
電動機額定電壓的選擇
電動機額定電壓應與供電電網的供電電源電源一致。電梯均採用三相五線制,因此曳引電動機額定電壓380V,門機電源可以和光幕或安全觸板電源共用,因此選擇220V額定電壓。
電動機額定轉速的選擇
對於額定功率相同的電動機,額定轉速越高,電動機尺寸、重量和成本愈低,因此在生產機械所需轉速一定的情況下,選用高速電動機較為經濟。但由於拖動電動機轉速越高,傳動機構轉速比較大,傳動機構越復雜。因此應綜合考慮電動機與傳動機構兩方面的多種因素來確定電動機的額定轉速。通常採用較多的同步轉速為1500r/min的三相非同步電動機。
電動機容量的選擇
電動機的容量反映了它的負載能力,它與電動機的允許溫升和過載能力有關。允許溫升是電動機拖動負載時允許的最高溫升,與絕緣材料的耐熱性能有關;過載能力是電動機所能帶最大負載能力,在直流電動機中受整流條件的限制,在交流電動機中由電動機最大轉矩決定。實際上,電動機的額定容量由允許溫升決定。
電動機容量的選擇方法有兩種,一種是分析計演算法,另一種是調查統計類比法。
分析計演算法 根據生產機械負載圖求出其負載平均功率,再按負載平均功率的(1.1~1.6)倍求出初選電動機的額定功率。對於系數的選用,應根據負載變動情況確定。大負載所佔分量多時,選較大系數;負載長時間不變或變化不大時,可選最小系數。
對初選電動機進行發熱校驗,然後進行電動機過載能力的校驗,必要時還要進行電動機起動能力的校驗。當校驗合格時,該額定功率電動機符合負載要求;若不合格,再另選一台電動機重新進行校驗,直至合格為止。此方法計算工作量大,負載圖繪制較為困難。對於較為簡單、無特殊要求、一般生產機械的電力拖動系統,電動機容量的選擇往往採用調查統計類比法。
統計類比法 將各國同類型、先進的機床電動機容量進行統計和分析,從中找出電動機容量與主要參數間的關系,再根據我國國情得出相應的計算公式來確定電動機容量。這是一種實用方法。
2.4 速度控制
本方法是利用PLC擴展功能模塊D/A模塊實現的,事先將數字化的理想速度曲線存入PLC寄存器,程序運行時,通過查表方式寫入D/A,由D/A轉換成模擬量後將、理想曲線輸出.
加速給定曲線的產生
由於電梯邏輯控制部分程序最大,而PLC運行採用周期掃描制,因而採用通常的查表方法,每次查表的指令時間間隔過長,不能滿足給定曲線的精度要求。在PLC運行過程中,其PLC與各設備之間的信息交換、用戶程序的執行、信息採集、控制量的輸出等操作都是按照固定的順序以循環掃描的方式進行的,每個循環都要對所有功能進行查詢、判斷、和操作。
2)減速制動曲線的產生
為保證制動過程的完成,需在主程序中進行制動條件判斷和減速點確定。在減速點確定之前,電梯一直處於加速或穩速運行過程中。加速過程由固定周期中斷完成,加速到對應模式的最大值之後,加速程序運行條件不再滿足,每次中斷後,不再執行加速程序,直接從中斷返回。電梯以對應模式的最大值運行,在該模式減速點到後,產生高速計數中斷,執行減速服務程序。在該中斷服務程序中修改計數器設定值的條件,保證下次中斷執行。
2.5 I/O點數分配及PLC的型號的選擇
分配I/O點之前,首先要了解有哪些輸入輸出點,圖3.4 五層電梯的簡化模型和控制櫃示意圖,從中我們不難發現輸入的大致分布情況。

圖2.4 五層電梯的簡化模型和控制櫃示意圖

2.5.1I/O介面模塊
S7-200的介面模塊主要有數字量I/O模塊、模擬量I/O模塊和通信模塊。下面分別介紹這些模塊。
數字量I/O模塊的選擇
電梯邏輯控制系統的控制核心是PLC,哪些信號需要輸入至PLC,PLC需要驅動哪些負載,以及採用何種編程方式,都是需要認真考慮的問題,都會影響到其內部I/O點數的分配。因此,I/O點數的確定,是設計整個PLC電梯控制系統首先需要解決的問題,決定著系統硬體部分的設計,也是系統軟體編寫的前提。
(二)模擬量I/O模塊的選擇
模擬量I/O模擬的主要功能、是數據轉換,並與PLC內部匯流排相連,同時為了安全也有電氣隔離功能。模擬量輸入(A/D)模塊是將現場由感測器檢測而產生的連續的模擬量轉換成PLC內部接受的數字量;模擬量輸出(D/A)模塊是將PLC內部的數字量轉換為模擬量信號輸出。
典型模擬量I/O模塊的量程為-10V~+10V、0~+10V、4~20mA等,可根據實際需要選用,同時還應考慮其解析度和轉換精度等因素。
(三)特殊功能模塊的選擇
目前,PLC製造廠家相繼推出了一些具有特殊功能的I/O模塊,有的還推出了自帶CPU的智能型I/O模塊,如高速計數器、凸輪模擬器、位置控制模塊、PID控制模塊、通信模塊等。
2.5.2統計I/O點數
輸入信號有31個,考慮到有15%的備用點,即31×(1+15%)=35.65,取整數36,共需36個輸入點。
輸出信號有31個,考慮到有15%的備用點,即31×(1+15%)=35.65,取整數36,因此共需36個輸出點。
2.5.3 PLC程序中I/O點的定義
在編程過程中,所用到的I/O地址分配如表2-2所示。編程過程可分為電梯內部和電梯外部兩分進行。
輸入輸出點分配下表:

表2-2 符號明細參數表
輸入、輸出點分配表
輸入點 對應信號 輸出點 對應信號
I0.1 外呼按鈕1上 Q0.0 KM1電動機正轉
I0.2 外呼按鈕2上 Q0.1 ——
I0.3 外呼按鈕2下 Q0.2 KM2電動機反轉
I0.4 外呼按鈕3上 Q0.3 KV線圈及故障
I0.5 外呼按鈕3下 Q0.4 上行指示
I0.6 外呼按鈕4上 Q0.5 下行指示
I0.7 外呼按鈕4下 Q0.6 開門指示
I1.0 外呼按鈕5下 Q0.7 關門指示
I1.1 內呼按鈕去1樓 Q1.0 1上外呼指示
I1.2 內呼按鈕去2樓 Q1.1 2上外呼指示
I1.3 內呼按鈕去3樓 Q1.2 2下外呼指示
I1.4 內呼按鈕去4樓 Q1.3 3上外呼指示
I1.5 內呼按鈕去5樓 Q1.4 3下外呼指示
I1.6 1樓平層信號 Q1.5 4上外呼指示
I1.7 2樓平層信號 Q1.6 4下外呼指示
I2.0 3樓平層信號 Q1.7 5下外呼指示
I2.1 4樓平層信號 Q2.0 內呼按鈕去1樓指示
I2.2 5樓平層信號 Q2.1 內呼按鈕去2樓指示
I2.3 上下限位 Q2.2 內呼按鈕去3樓指示
I2.4 轎廂內開門按鈕 Q2.3 內呼按鈕去4樓指示
I2.5 轎廂內關門按鈕 Q2.4 內呼按鈕去5樓指示
I2.6 熱繼電器 Q2.5 LED層顯示a段
I2.7 —— Q2.6 LED層顯示b段
I3.0 一樓上行減速接近開關 Q2.7 LED層顯示c段
I3.1 二樓上行減速接近開關 Q3.0 LED層顯示d段
I3.2 二樓下行減速接近開關 Q3.1 LED層顯示e段
I3.3 三樓上行減速接近開關 Q3.2 LED層顯示f段
I3.4 三樓下行減速接近開關 Q3.3 LED層顯示g段
I3.5 四樓上行減速接近開關 Q3.4 加速繼電器
I3.6 四樓下行減速接近開關 Q3.5 低速繼電器
I3.7 五樓下行減速接近開關 Q3.6 快速繼電器
2.5.4程序中使用的內部繼電器說明
程序中使用的內部繼電器說明見下表:

表2-3 符號明細參數表內部繼電器說明
內部繼電器說明
M0.0 1樓上升 外呼按鈕用,用於記憶外呼按鈕呼梯信號,平層解除 M4.0 上升綜合信號
M0.1 2樓上升 M4.1
M0.2 2樓下降 M4.2
M0.3 3樓上升 M4.3
M0.4 3樓下降 M4.4 下降綜合信號
M0.5 4樓上升 M4.5
M0.6 4樓下降 M4.6
M0.7 5樓下降 M4.7
M5.1 1樓平層 平層用,用於記憶平層信號,被其他平層信號解除 M1.6 上升記憶信號
M5.2 2樓平層 M1.7 下降記憶信號
M5.3 3樓平層 M6.1 1層有效開門信號
M5.4 4樓平層 M6.2 2層有效開門信號
M5.5 5樓平層 M6.3 3層有效開門信號
M1.1 內呼去1樓 用於要去的樓層,平層時解除 M6.4 4層有效開門信號
M1.2 內呼去2樓 M6.5 5層有效開門信號
M1.3 內呼去3樓 M6.6 已正常開關門記憶信號
M1.4 內呼去4樓 M7.1 1層手動開關
M1.5 內呼去5樓 M7.2 2層手動開關
M2.0 1樓上升 開關門有效外呼 M7.3 3層手動開關
M2.1 2樓上升 M7.4 4層手動開關
M2.2 2樓下降 M7.5 5層手動開關
M2.3 3樓上升 M7.6 各層手動開門信號綜合
M2.4 3樓下降 T34 電梯加速時間
M2.5 4樓上升 T37 開門時間
M2.6 4樓下降 T38 關門時間
M2.7 5樓下降 T39 運行後不在平層的時間
M3.1 內呼去1樓 開關門有效內呼 T40 無人乘坐回基站的時間
M3.2 內呼去2樓
M3.3 內呼去3樓
M3.4 內呼去4樓
M3.5 內呼去5樓
2.5.5PLC的型號選擇
選擇能滿足控制要求的適當型號的PLC是應用設計中至關重要的一步。目前,國內外PLC生產廠家的PLC品種已達數百種,其性能各有特點。所以,在設計時,首先要盡可能考慮採用熟悉的PLC。
1. PLC的型號
在滿足控制要求的前提下,選型時應選擇最佳的性能價格比,具體應考慮以下幾點。
(1.)性能與任務相適應
對於開關量的控制的應用系統,當對控制速度要求不高時,如對小型泵的順序控制、單台機械的自動控制等,可選用小型PLC(如SIEMENS公司S7-200系列CPU224型PLC)就能滿足要求。
對於以開關量控制為主,帶有部分模擬量控制的應用系統,如工業生產中常遇到的溫度、壓力、流量、液位等連續量的控制,應選用帶有A/D轉換的模擬量輸入模塊和帶D/A轉換的模擬量輸出模塊,配接相應的感測器、變送器(對溫度控制系統可選用溫度感測器直接輸入的溫度模塊)和驅動裝置,並且選擇運算功能強的小型PLC,(如SIEMENS公司的S7-300系列PLC)。
對於控制比較復雜的中大型控制系統,如閉環控制、PID調制、通信聯網等,可選用中、大型PLC(如SIEMENS公司的S7-400系列PLC)。當系統的各個控制對象分布在不同的地域時,應根據各部分的具體要求選擇PLC,以組成一個分布式的控制系統。
(2)PLC的處理速度應滿足實時控制的要求
PLC工作時,從輸入信號到輸出控制存在著滯後現象,即輸入量的變化,一般要在1或2個掃描周期之後才能反映到輸出端,這對於一般的工業控制是允許的。但有些設備的實時性要求較高,不允許有較大的滯後時間。例如PLC的I/O點數在幾十2到幾千點范圍內,這時用戶程序的長短對系統的響應速度會有較大的差別。滯後時間應控制在幾十毫秒之內,應小於普通繼電器的動作時間(普通繼電器的動作時間約為100ms),否則就沒有意義了。通常為了提高PLC的處理速度,可以採用以下幾種方法;
選擇CPU處理速度快的PLC,使執行一條基本指令的時間不超過0.5us;
優化應用軟體,縮短掃描周期;
採用高速響應模塊,例如高速計數模塊,其響應的時間可以不接受PLC掃描周期的影響,而只取決於硬體的延時。
(3)在線編程和離線編程的選擇
小型PLC一般使用簡易編程器。它必須插在PLC上才能進行編程操作,其特點是編程器與PLC共用一個CPU,在編程器上有一個「運行/監控/編程(RUN/MONITOR/PROGRAM)」選擇開關,當需要編程或修改程序時將選擇開關轉到「編程(PROGRAM)」位置,這時PLC的CPU不執行用戶程序,只為編程器服務,這就是「離線編程」。當編程好後再把選擇開關轉到「運行(RUN)」位置,CPU則去執行用戶程序,對系統實施控制。簡易編程器結構簡單、體積小,攜帶方便,很適合在生產現場調試、修改程序用。
圖形編程器或者個人計算器與編程軟體包配合可實現在線編程。PLC和圖形編程器各有自己的CPU,編程器的CPU可隨時對鍵盤輸入的各種編程指令進行處理。PLC的CPU主要完成現場的控制,並在一個掃描周期的末尾與編程器通信,編程器將編好或修改好的程序發送給PLC,在下一個掃描周期,PLC將按照修改後的程序或參數控制,實現「在線編程」。圖形編程器價格較貴,但它功能強,適應范圍廣,不僅可以用指令語句編程,還可以直接用梯形圖編程,並可存入磁碟或用列印機列印出梯形圖和程序。一般大、中型PLC多採用圖形編程器。使用個人計算機進行在線編程,可省去圖形編程器,但需要編程軟體包的支持,其功能類似於圖形編程器。
根據控制要求PLC控制系統選擇SIEMENS公司S7-200系列CPU226,因為I/O點數不夠,另外選擇擴展模塊EM221。

電梯的軟體設計

3.1系統的軟體設計
系統的軟體設計因控制任務的難易程度不同而異,也因人而易。具體是用梯形圖還是用語句表編程或使用功能圖編程,這主要取決於以下幾點:
a)有些PLC使用梯形圖編程不是很方便(例如書寫不方便),則可用語句表編程,但梯形圖比語句表直觀。
b)經驗豐富的人員可用語句表直接編程,就像使用匯編語言一樣。
c)如果是清晰的單順序或並發順序的控制任務,則最好用功能圖來設計程序。
整個系統軟體是一個整體,其質量的 好壞很大程度上影響可編程式控制制的性能。很多情況下 ,通過改進系統軟體就可以在不斷增加任何設備的條件下大大改善可編程式控制制器的性能,例如,S7-200系列在推出後,西門子公司不斷的將其系統軟體進行完善,使其功能越來越強。
軟體設計可以與現場施工同步進行,即在硬體設計完成 以後,同時進行軟體設計和現場施工,這樣可以保證程序的正確運行。
3.1.1電梯控制的PLC外部接線圖
根據I/O介面分配情況,可畫出PLC外部接線圖,如3-1所示。
3-1電梯的硬體接線圖
3.1.2電梯的流程圖
電梯的流程圖(如圖3.2)

3.2 電梯流程圖
3.2電梯的基本功能
3.2.1電梯內部部件功能簡介
在電梯內部,應該有5個樓層(1~5)按鈕、開門和關門按鈕以及樓層顯示器、上升和下行顯示器。當乘客進入電梯後,電梯內應該有能讓乘客按下的代表其要去的目的地樓層按鈕,稱為內呼按鈕。電梯停下時,應具有開門、關門的功能,即電梯門可以自動開門、關門的按鈕,使乘客可以在電梯停下時隨時地控制電梯的開門與關門。電梯內部還應配有指示燈,用來顯示電梯現在所處的狀態,既電梯是上升還是下降以及電梯處在樓層的第幾層,這樣可以使電梯里的乘客清楚地知道自己所處的位置,離自己要到的樓層還有多遠,電梯是上升還是下降等。
3.2.2電梯的外部部件功能簡介
電梯的外部共分5層,每層都應該有呼叫按鈕、呼叫指示燈、上升和下降指示燈及樓層顯示器。呼叫按鈕是乘客用來發出呼叫的工具,呼叫指示燈在完成相應的呼叫請求之前應一直保持為亮,它和上升指示燈、下降指示燈、樓層顯示器一樣,都是用來顯示電梯所處的狀態的。5層樓電梯中,1層只有上呼叫按鈕,5層只有下呼叫按鈕,其餘3層都同時具有上呼叫和下呼叫按鈕。而上升、下降指示燈以及樓層顯示器,5層電梯均應該相同。
3.2.3電梯的初始狀態、運行中狀態和運行後狀態分析
1)電梯的初始狀態。為了方便分析,假設電梯位於1層待命,各層顯示器都被初始化,電梯處於以下狀態:
a) 各層呼叫燈均不亮。
b) 電梯內部及外部各樓層顯示器均為「1」。
c) 電梯內部及外部各層電梯門均關。
2)電梯在運行過程中:
a) 按下某層呼叫按鈕(1~5層)後沒,該層呼叫燈亮,電梯響應該層呼叫。
b)電梯上行或下行直至該層。
c)各樓層顯示隨電梯移動而改變,各層指示燈也隨之而變。
d)運行中電梯門始終關閉,到達指定層時,門才打開。
在電梯運行過程中,支持其他呼叫。
3)電梯運行後狀態:在到達指定樓層後,電梯會繼續待命,直至新命令產生。
a)電梯在到達指定樓層後,電梯門會自動打開,經一段延時自動關閉,在此過程中,支持手動開門或開門;
b)各樓層顯示植為該層所在位置,且上行與下行指示燈均滅。
3.3實際運行中的情況分析
實際中,電梯服務的對象是許多乘客,乘客乘坐電梯的目的是不完全一樣的,而且,每一個乘客呼叫電梯的時間有前有後,因此,我們將電梯在實際中的各種具體情況加以分類,做出分析,以便於編製程序。
3.3.1 分類分析
電梯上行分析。
若電梯在上行過程中,某樓層有呼叫產生時,可分以下兩種情況:
若呼叫層處於電梯當前運行層之上目標運行層之下,則電梯應在完成前一指令之前先上行至該層,完成該層呼叫後再由近至遠的完成其他各個呼叫運作。
呼叫層處於電梯當前運行層下,則電梯在完成前一指令之前不響應該指令,直至電梯重新處於待命狀態為止。
電梯下行分析。
若電梯在下行過程中,樓層有呼叫產生時,可分以下兩種情況:
若呼叫層處於電梯當前運行之下目標運行層之上,則電梯應在完成前一指令之前先下行至該層,完成該層呼叫後再由近至遠地完成其他各個呼叫動作。
若呼叫層處於電梯運行層之上,則電梯在完成前一指令之前不響應該指令,直至電梯重新處於待命狀態為止。
3.3.2 總結規律
由以上各種分析可以看出,電梯在接受指令後,總是由近至遠地完成各個呼叫任務。電梯機制只要依此原則進行設計動作,就不會在運行時出現電梯上下亂跑的情況了。在分析的同時,我們也知道了電梯系統中哪些是可人工操作的設備。
在電梯的內視圖中,其中包括1個樓層顯示燈、開門按鈕、關門按鈕、1層到5層的呼叫按鈕以及電梯的上升和下降狀態指示燈等。外視圖中,1層有1個上呼叫按鈕,5層有1個下呼叫按鈕,2、3和4層有上、下呼叫按鈕個1個,每個呼叫按鈕內部都有1個相應的指示燈,用來表示該呼叫是否得到響應。
3.3.3 電梯的控制要求
接受每個呼叫按鈕(包括內部和外部的呼叫)的呼叫命令,並做出相應的響應。
電梯停在某一層(例如3層)時,此時按動該層(3層)的呼叫按鈕(上呼叫或下呼叫),則相當於發出打開電梯門命令,進行開門的動作過程;若此時電梯的轎箱不在該層(在1、2、4、5層),則等到電梯關門後,按照不換向原則控制電梯向上或向下運行。
電梯運行的不換向原則是指電梯優先響應不改變現在電梯運行方向的呼叫,直到這些命令全部響應完畢後才響應使電梯反方向運行的呼叫。例如現在電梯的位置在1層和2層之間上行,此時出現了1層上呼叫、2層下呼叫和3層上呼叫,則電梯首先響應三層上呼叫,然後再依此響應2層下呼叫和1層上呼叫。
電梯在每一層都有1個行程開關,當電梯碰到某層的行程開關時,表示電梯已經到達該層。
當按動某個呼叫按鈕後,相應的呼叫指示燈亮並保持,直到電梯響應該呼叫為止。
當電梯停在某層時,在電梯內部按動開門按鈕,則電梯門打開,按動電梯內部的開門按鈕,則電梯門關閉。但在電梯行進期間電梯門是不能被打開的。
當電梯運行到某層後,響應的樓層指示燈亮,直到電梯運行到前方一層時樓層指示燈改變。

D. 基於PLC機械手操作控制裝置

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35. PLC在船用牽引控制系統開發中的應用
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37. S7-200PLC在數控車床控制系統中的應用
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54. 基於PLC的自動售貨機的設計
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56. PLC在電梯自動化控制中的應用
57. 組態控制交通燈
58. PLC控制的升降橫移式自動化立體車庫
59. PLC在電動單梁天車中的應用
60. PLC在液體混合控制系統中的應用
61. 基於西門子PLC控制的全自動洗衣機模擬設計
62. 基於三菱PLC控制的全自動洗衣機
63. 基於plc的污水處理系統
64. 恆壓供水系統的PLC控制設計
65. 基於歐姆龍PLC的變頻恆壓供水系統設計
66. 西門子PLC編寫的花樣噴泉控製程序
67. 歐姆龍PLC編寫的全自動洗衣機控製程序
68 景觀溫室控制系統的設計
69. 貯絲生產線PLC控制的系統
70. 基於PLC的霓虹燈控制系統
71. PLC在砂光機控制系統上的應用
72. 磨石粉生產線控制系統的設計
73. 自動葯片裝瓶機PLC控制設計
74. 裝卸料小車多方式運行的PLC控制系統設計
75. PLC控制的自動罐裝機系統
76. 基於CPLD的可控硅中頻電源
77. 西門子PLC編寫的花樣噴泉控製程序
78. 歐姆龍PLC編寫的全自動洗衣機控製程序
79. PLC在板式過濾器中的應用
80. PLC在糧食存儲物流控制系統設計中的應用
81. 變頻調速式疲勞試驗裝置控制系統設計
82. 基於PLC的貯料罐控制系統
83. 基於PLC的智能交通燈監控系統設計

E. plc畢業設計開題報告

plc畢業設計開題報告

我們眼下的社會,報告使用的次數愈發增長,報告中提到的所有信息應該是准確無誤的。你所見過的報告是什麼樣的呢?下面是我整理的plc畢業設計開題報告,僅供參考,歡迎大家閱讀。

plc畢業設計開題報告1

1、選題意義和背景。

可編程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC)具有可靠性高、抗干擾能力強、功能豐富等強大技術優勢,已經成為目前自動化領域的主流控制系統。然而,從目前的應用情況來看,PLC還大都只是承擔最基本的控制功能,如順序控制、數據採集和PID反饋控制。各個PLC廠家也在其產品中設計了PID模塊。雖然PID演算法控制有很高的穩定性,但對於一些復雜控制系統,PID控制很難滿足控制要求,這也使PLC的發展面臨著一種挑戰。隨著越來越多的PLC產品與IEC1131-3標准兼容,PLC控制系統越來越開放,將先進控制演算法嵌入PLC常規控制系統成為可能。本課題從工業控制實際應用角度出發,對PLC的控制功能進行深入的研究和探討,以提高和擴展PLC控制器的應用水平和應用范圍。本課題:PLC先進控制策略的研究與應用,其目的是通過研究使一些先進控制演算法在PLC及組態系統上得以實現,並開發相應的應用程序,經過驗證後最終應用到工業過程式控制制中去。

在PLC組態系統中實現先進控制演算法,包括預測控制演算法和模糊邏輯控制演算法,形成具有人工智慧的控制模塊及網路系統,能大大提高系統的控制水平,改善控制質量。從經濟角度來看,目前PLC生產商的一些產品具備先進控制模塊,如模糊模塊。但它們的價格十分昂貴,且封閉性較強,不適合我國中小型企業的工業改造。因此開發較為通用的先進演算法實現技術,對於我國中小型企業的工業改造具有很大的意義,既可降低生產成本,又可提高經濟效益。

模糊控制與預測控制是智能控制中技術較為成熟的分支,因此,研製和開發出適合工業環境的實時先進控制開發工具,實現模糊控制、預測控制嵌入PLC,與常規控制集成運行,讓先進控制從教授、專家手中走出來,實現先進控制的工程化、實用化、轉化為社會生產力,對縮短控制系統開發周期,加快先進控制技術的廣泛應用,提高我國的工業自動化水平有著重大的意義。

2、論文綜述/研究基礎。

在過程工業界,從40年代開始,採用PID控制規律的單輸入單輸出簡單反饋控制迴路己成為過程式控制制的核心系統。目前,PID控制仍廣泛應用,即便是在大量採用DCS控制的最現代的工業生產過程中,這類迴路仍占總迴路80%-90%.這是因為PID控制演算法是對人的簡單而有效操作的總結和模仿,足以維護一般過程的平穩操作與運行,而且這類演算法簡單且應用歷史悠久,工業界比較熟悉且容易接受。

然而,單迴路PID控制並不能適用於所有的過程和不同的要求[4}0 50年代開始,逐漸發展了串級、比值、前饋、均勻和Smith預估控制等復雜控制系統,即當時的先進控制系統,在很大程度上滿足了單變數控制系統的一些特殊的控制要求。在工業生產過程中,仍有10%-20%的控制問題採用上述控制策略無法奏效,所涉及的被控過程往往具有強藕合性、不確定性、非線性、信息不完全性和大純滯後等特性,並存在著苛刻的約束條件,更重要的是它們大多數是生產過程的核心部分,直接關繫到產品的質量、生產率和成本等有關指標。隨著過程工業日益走向大型化、連續化,對工業生產過程式控制制的品質提出了更高的要求,控制與經濟效益的矛盾日趨尖銳,迫切需要一類合適的先進控制策略。自50年代末發展起來的以狀態空間方法為主體的現代控制理論,為過程式控制制帶來了狀態反饋、輸出反饋、解疆控制、自適應控制等一系列多變數控制系統設計方法}s}.上述多變數控制策略有其自身的不足之處,工業過程的復雜性使得建立其正確的數學模型比較困難。同時,計算機技術的持續發展使得計算機控制在工業生產過程中得到了廣泛的應用,強大的計算能力可以用來求解過去認為是無法求解的問題,這一切都孕育著過程式控制制領域的新突破。

整個80年代,出現了許多約束模型預測控制的工程化軟體包。通過在模型識別、優化演算法、控制結構分析、參數整定和有關穩定性和魯棒性研究等一系列工作,基於模型控制的理論體系己基本形成,並成為目前過程式控制制應用最成功,也最有前途的先進控制策略。近年來,人工智慧技術有了長足的長進並在許多科學與工程領域中取得了較廣泛的應用。就過程式控制制而言,專家系統、神經網路、模糊系統是最有潛力的三種工具。專家系統可望在過程故障診斷、監督控制、檢測儀表和控制迴路有效性檢驗中獲得成功應用。神經網路則可以為復雜的非線性過程的建模提供有效的方法,進而可用於過程軟測量和控制系統的設計上。模糊系統不僅是行之有效的模糊控制理論基礎,而且有望成為表達確定性和不確定性兩類混合並提煉這些經驗使之成為知識進而改進以後的控制,也將是先進控制的重要內容。

由於先進控制受控制演算法的復雜性和計算機硬體兩方面因素的影響,早期的先進控制演算法通常是在PC機和UNIX機上實施的。隨著DCS功能的不斷增強,更多的先進控制策略可以與基本控制迴路一起在DCS控制站上實現。國外發達國家幾乎所有企業都採用了DCS系統或其它智能化設備來實現對生產過程的控制,並在此基礎上通過實施先進控制與優化較大的提升了系統的性能。可以說,高性能控制系統,尤其是DCS系統的普及為先進控制的應用提供了強有力的硬體和軟體平台。國外從70年代末就開始了先進控制技術商品化軟體的開發及應用,並在DCS的基礎上實現先進控制和優化。如愛默生公司的DeltaV和Honeywell公司的TDC3000,其先進控制軟體RMPGT和RPID等在現場的實際應用都集中在自己的DCS系統上。傳統的PLC由於不支持浮點運算以及先進控制所必須的精確的時間,因此,除了模糊邏輯控制外,其他的先進控制並沒有在PLG平台上實現。然而,在過程工業中大多系統使用先進靈活的PLC控制系統,因此1996年Barnes提出了一種基於PC-PLC通訊的混合方式,通過控制網路實現計算機與PLG的通訊,從而實現先進控制。

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4、論文提綱。

plc畢業設計開題報告2

第三章PLC模糊控制器的研究與實現

3.1模糊控制演算法與系統

3.1.1模糊控制理論

3.1.2模糊控制系統

3.1.2.1模糊控制器的組成

3.1.2.2模糊控制演算法

3.1.2.3模糊控制器的結構

3.2 PLC模糊控制器設計

3.2.1 PLC模糊控制器結構

3.2.2模糊控制器離線部分設計

3.2.2.1模糊控制器離線部分演算法設計內容

3.2.2.2基於MATLAB模糊邏輯工具箱的設計

3.2.3 STEP7實現模糊控制器設計

3.2.3.1模糊演算法流程圖

3.2.3.2模糊演算法的功能塊

3.2.4 PLC模糊控制器的模擬驗證

3.2.4.1模擬系統的建立

3.2.4.2模擬結果驗證

第四章PLC預測控制器的研究與實現

4.1廣義預測控制演算法

4.1.1單值廣義預測控制

4.1.2單值廣義預測控制律計算

4.2 PLC單值廣義預測控制器的設計與實現

4.2.1單值廣義預測演算法的實現步驟

4.2.2單值廣義預測控制器的設計

4.3單值廣義預測控制器的模擬驗證

4.3.1模擬模型的建立

4.3.2模擬結果分析比較

第五章基於PLC的空調性能檢測實驗室計算機控制系統

5.1工藝流程與控制方案

5.1.1工藝過程簡述

5.1.2控制要求

5.1.3控制方案設計

5.2控制系統結構及配置

5.3監控系統組態設計

5.4 57-300 PLC控制系統設計

5.4.1硬體系統組態

5.4.2 PLC控製程序設計

5、論文的理論依據、研究方法、研究內容。

目前,PLC的應用十分廣泛,涉及到過程式控制制的方方面面。但在控制策略上,它依然沿用傳統的PID控制。許多PLC開發商把PID演算法做成模塊,固化在PLC中。

但從長遠角度看,對於一些復雜的控制系統,PID很難滿足控制要求,這就需要把先進的控制演算法嵌入到PLC的設計中。本課題以此為主要研究內容。

工業過程的復雜性以及對於控制日益提高的要求,各種先進控制演算法越來越多地深入到控制領域,但由於PLC的編程目前還限於低級語言(如梯形圖),所以,給在PLC上實現先進控制演算法帶來了困難。SIEMENS在PLC的編程系統STEP7中提供了比較豐富的功能模塊,因此,本課題首先是通過對控制演算法的研究與改進和對STEP?功能的開發,使先進控制策略在S7-300 PLC上得以較好的實現。本論文重點研究基於PLC的模糊控制器的實現,這一領域目前研究的比較多,因此在總結前人研究方法的基礎上,設計出一個基於PLC的通用的模糊控制器,並使其固化在STEP7軟體中。此外,對於PLC預測控制雖已有一些研究,但都僅限於理論方面,尚未給出PLC上實現的實例。本課題也想在此方面有所創新,開發出基於PLC的預測控制實現技術。

本論文第一章簡要介紹了課題的來源背景、主要內容、目的意義以及國外相關工作的研究狀況等。

第二章介紹了SIMATIC S7-300 PLC的主要特點,系統組成及控制系統的配置與實現,同時介紹了STEP?軟體的功能及結構,組態環境,以及一些基本演算法的實現方法。

第三章重點闡述了模糊控制的基本理論、模糊控制演算法、模糊控制器的結構及設計方法。提出了基於PLC的模糊控制器的實現方法,即採用MATLAB離線設計,PLC在線查詢的方式。給出了STEP?實現模糊演算法的流程圖及部分程序。

最後建立一個過程模擬系統,對PLC模糊控制器進行模擬驗證。

第四章介紹了預測控制的基本理論,重點闡述了廣義預測控制演算法,並結合PLC的特點,提出了基於PLC的.單值廣義預測控制器的設計方法,給出了STEP7實現單值廣義預測演算法的步驟與流程圖。最後建立一個二階大滯後的對象模型,構成模擬控制系統,與PID控制進行比較分析,驗證PLC預測控制器的有效性。

第五章是作者在研究生期間參加的某空調性能檢測實驗室基於PLC實現的計算機控制系統,從系統控制方案的設計、系統配置和硬體構成、監控系統的設計等幾個方面分別進行了詳細的論述。

第六章結論與體會,總結自己在課題研究和項目研究的過程中的一些體會和心得,分析了工作中的不足,提出了以後工作的注意事項,改進方法。

6、研究條件和可能存在的問題。

I.盡快建立樣板工程,把己經取得的研究成果應用到工程實際過程中,通過實踐檢驗,發現問題以便不斷改進和提高。

2. PLC預測控制器目前只應用了簡單的單值廣義預測演算法,有其自身的局限性,如控制精度不高。目前,應用較為成熟的是MPC演算法,因此可以把PLC-MPC控制器作為今後研究的一個重點。

3.對於PLC模糊控制器的改進,主要是在演算法上,為了提高控制效果,單純的模糊演算法是不足的,改進型模糊演算法如模糊PID可以改善控制器性能,因此可以開發PLC模糊PID控制器。

4.進一步挖掘STEP?軟體的功能,開發過程對象模擬模塊,給出基於PLC建立模擬系統的方法和步驟,為工業實阮應用縮短調試時間,保證系統的可靠性。

7、預期的結果。

1.通過對先進控制各種演算法的分析比較,對先進控制理論有了進一步認識,從中學到了不少解決問題的方法,理解了傳統控制方法與先進控制方法的區別。

2.基於PLC實現先進控制與基於PC實現先進控制相比較,最重要的一個優勢在於PLC實現先進控制不需要通訊協議,而基於PC實現先進控制,在系統設計和運行之前必須正確的配置PC與PLC之間的通訊協議,因此可以降低系統得開發時間。其次,在系統運行時,在下位機上完成先進控制演算法比在上位機完成更具有實時性。在可靠性方面,由於基於PC實現先進控制,現場的數據和信號要經過通訊傳給上位機,這難免會出現數據的丟失和信號的誤差,從而使系統的控制精度下降,而基於PLC實現先進控制避免了這類現象的發生。

3.西門子57-300 PLC功能強、處理速度快、模塊化結構易於擴展,被廣泛的應用於自動化控制系統中;其相應開發軟體STEP7採用模塊化編程方法,提供多種編程語言,豐富的功能模塊,能實現較為復雜的功能和演算法。因此二者結合 起來,為先進控制的設計與開發提供了很好的軟硬體平台。

4. PLC模糊控制器採用MTALAB離線設計和PLC在線查表的方法,把復雜的模糊推理過程交給計算機離線完成,得到模糊控制量查詢表供PLC在線調用。此方法將復雜瑣碎的模糊控制系統的開發工作變得簡單明了,大大縮短了開發周期,同時也提高的PLC控制的實時性,是目前被廣泛採用且效果良好的PLC模糊控制器的設計方法。

5. PLC單值廣義預測控制器採用簡單實用的單值廣義預測控制演算法,它需要調整參數少、在線計算時間短,可適用於PLC類控制采樣周期較短的快速動態過程系統。模擬結果表明:PLC單值廣義預測控制器保持了預測控制的性能,控制效果較PID控制有很大改善,同時具有計算量小,響應迅速的優點。

8、論文寫作進度安排。

20xx.05-20xx.06 開論文會議

20xx.06-20xx.07 確定論文題目

20xx.07-20xx.02 提交開題報告初稿

20xx.02-20xx.06 提交論文初稿

20xx.07-20xx.08 確定論文終稿

20xx.08-20xx.09 論文答辯

F. 一種基於PLC技術的智能電表的設計與實現

為了啟動變頻電機,PLC向變頻器發送DO信號,變頻器返回阿迪信號,通知PLC變頻電機的運行情況。PLC向變頻器發送4~20mA的AO信號來控制速度。返回一個4~20mA信號,通知PLC實際速度。I/O分布是什麼意思?
網上有很多東西,主要是PLC控制變頻器的給定速度。可以選擇控制線進行速度設定,也可以選擇現場匯流排進行速度設定。只需在指定的速度字中輸入速度。可以搜索以下關鍵詞:PLC現場匯流排,變頻驅動。看來你應該是在校學生。一般學校都買電子討論庫,從內網獲取比從外網獲取方便很多。我屬於軋鋼廠。控制可能不同,原理完全相同。
就寫高爐的加料系統吧。給你寫論文是不可能的。。。不如把畢業設計做好。,,,我畢業的時候其實也做過這個設計。已經有些年了,但是昨天找不到了。。。寫論文。前面可以介紹一下交流調速的發展過程和現狀。這些資料可以混成四五頁,然後講PLC的發展和工作原理。。。然後圍繞這個系統談流程需求,結合控制詳細描述控制流程。因為論文需要很多頁,如果只關注這個系統,可以寫七八頁,然後可以用梯形圖程序作為附頁。。。。總的來說,希望對你有幫助。
——PLC是以微處理器為基礎,集計算機技術、自動控制技術和通信技術於一體的新型工業控制裝置。它具有結構簡單、編程方便、可靠性高等優點,已廣泛應用於工業過程和位置的自動控制。據統計,可編程式控制制器是工業自動化設備中應用最廣泛的設備。專家認為,可編程式控制制器將成為未來工業控制的主要手段和重要基礎設備之一,PLC、機器人和CAD/CAM將成為工業生產的三大支柱。PLC在繼電器控制邏輯的基礎上,結合3C(計算機、控制、通信)技術,不斷發展和完善。目前已經從小規模的單機順序控制發展到包括過程式控制制和位置控制在內的所有控制領域。自動化系統中使用的各種PLC要麼集中安裝在控制室,要麼分散安裝在生產現場的各個設備上。雖然大多處於高壓電路和高壓設備形成的惡劣電磁環境中,但PLC是專門為工業生產環境設計的控制設備。在設計製造過程中,採用了多級抗干擾和元器件選擇措施,適應惡劣工業環境的能力強,運行穩定,可靠性高,無需任何特殊措施即可直接使用。高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。由於PLC採用現代大規模集成電路技術和嚴格的生產工藝,其內部電路採用先進的抗干擾技術,具有很高的可靠性。例如,三菱公司生產的F系列PLC的平均故障間隔時間高達30萬小時。一些具有冗餘CPU的PLC的平均無故障工作時間更長。從PLC的外部電路來說,利用PLC構成控制系統,與同規模的繼電器接觸器系統相比,電氣接線和開關觸點減少了幾百倍甚至幾千倍,故障大大減少。此外,PLC具有硬體故障自檢功能,當出現故障時能及時發出報警信息。在應用軟體中,用戶還可以編寫外圍設備的故障自診斷程序,使系統中除PLC以外的電路和設備也能受到故障自診斷的保護。這樣整個系統可靠性極高也就不足為奇了。長期以來,plc一直處於工業控制自動化領域的主戰場,為各類自動控制設備提供非常可靠的控制方案,與dcs、工業pc形成三足鼎立之勢。同時,plc也承受著來自其他技術產品的沖擊,尤其是來自工業pc的沖擊。目前,全世界約有200家plc製造商,生產300多種產品。國內plc市場仍以國外產品為主,如西門子、modicon、a-b、歐姆龍、三菱、ge等。經過多年發展,國內plc生產企業約有30家,但均未形成規模化生產能力和名牌產品。可以說plc在中國還沒有形成製造業產業化。在plc的應用方面,中國非常活躍,應用行業也非常廣泛。專家估計,2000年plc國內銷量為15台(20萬台(約90%為進口),約2.5台(35億元),年增長率約為12%。預計到2005年,全國對plc的需求量將達到25萬台左右,約3.5(45億元)。plc的市場也反映了全世界製造業的地位,從2000年開始急劇下滑。然而,根據自動化研究公司的預測,盡管全球經濟低迷,plc市場將會復甦。據估計,2000年全球plc市場將達到76億美元,到2005年底將恢復到76億美元,並繼續小幅增長。小型化、網路化、pc化和開放性是未來plc的主要發展方向。在基於plc的自動化早期,plc體積龐大,價格昂貴。但近幾年出現了micro plc(小於32 i/o),價格也不過幾百歐。隨著軟plc控制組態軟體的進一步完善和發展,軟PLC組態軟體和基於pc的控制的市場份額將逐漸增加。目前過程式控制制領域最大的發展趨勢之一就是乙太網技術的擴展,plc也不例外。現在越來越多的plc供應商開始提供乙太網介面。相信plc將繼續向開放式控制系統轉移,特別是基於工業pc的控制系統。目前,PLC已廣泛應用於國內外各個行業,如鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械製造、汽車、紡織、交通、環保、文化娛樂等。用法大致可分為以下幾類:開關量的邏輯控制:這是PLC最基本、最廣泛的應用領域,它代替傳統的繼電器電路實現邏輯控制和順序控制,可用於單台設備的控制。如注塑機、印刷機、訂書機、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍生產線等。模擬控制:在工業生產過程中,有許多連續變化的量,如溫度、壓力、流量、液位、速度等,都是模擬量。為了使可編程式控制制器能夠處理模擬,必須實現模擬和數字之間的A/D轉換和D/A轉換。PLC廠家都生產配套的A/D、D/A轉換模塊,這樣可編程式控制制器就可以用於模擬控制;運動控制:PLC可用於控制圓周運動或直線運動。從控制機構的配置來看,早期是用I/O模塊直接連接位置感測器和執行器,現在一般都是用專用的運動控制模塊。例如可以驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界各大PLC廠商的產品幾乎都具有運動控制功能,廣泛應用於各種機械、機床、機器人、電梯等場合。過程式控制制:過程式控制制是指溫度、壓力、流量等模擬量的閉環控制。PLC作為工業控制計算機,可以編制各種控制演算法,完成閉環控制。PID調節是一般閉環控制系統中廣泛使用的調節方法。大中型PLC都有PID模塊,目前很多小型PLC也有這個功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程式控制制廣泛應用於冶金、化工、熱處理和鍋爐控制。數據處理:現代PLC具有數學運算(包括矩陣運算、函數運算、邏輯運算)、數據傳輸、數據轉換、排序、查表、位運算等功能,可以完成數據的採集、分析和處理。這些數據可以與存儲在存儲器中的參考值進行比較,以完成某些控制操作,也可以通過使用通信功能傳輸到其他智能設備,或者列印和製成表格。數據處理一般用於大型控制系統,如無人駕駛柔性製造系統;也可用於過程式控制制系統,如造紙、冶金、食品工業中的一些大型控制系統。通信與聯網:PLC通信包括PLC之間的通信和PLC與其他智能設備之間的通信。隨著計算機控制的發展,工廠自動化網路發展迅速。各PLC廠商都非常重視PLC的通信功能,紛紛推出自己的網路系統。新生產的PLC有通訊介面,通訊非常方便。

G. plc畢業論文設計

PLC和變頻器在中央空調系統中的節能應用

摘要:介紹一種以PLC作為總控制部件,採用變頻器控制中央空調冷凍水循環泵,構成恆壓
循環供水;變頻調速循環供水,以及用PLC控制一台軟起動器分別起動4台井水泵的控制系統。
從而實現節能的目的,提高系統的可靠性,確保設備的安全運行。

關鍵詞:PLC;變頻器;軟起動器;節能

1引言
晶澳太陽能有限公司採用3台設備製冷機組用
於生產設備製冷,設備冷凍水循環泵2台,額定功
率30kW,一備一用。另採用2台空調製冷機組用
於環境製冷,空調冷凍水循環泵3台,額定功率
37kW,二用一備。兩種循環水泵均為工頻全速運轉,
由於設備冷凍水採用傳統的固定節流方式來滿足生
產設備恆壓供水要求和空調冷凍水採用固定節流的
方式實現調節室內溫度的目的,造成了大量電能的
浪費,減短了水泵和閥門的使用壽命。現改造為由
PLC作為核心控制部件,由變頻器和設備冷凍水泵
組成恆壓供水系統。空調冷凍水根據溫差△T控制
原理,由變頻器,PID溫差控制器,溫度變送器,
循環泵組成溫差△T控制變頻調速系統。
現公司有4口水井,井水泵額定功率為75kW,
採用工頻恆速運行。井水統一供給兩種製冷機組冷
卻水、其他車間用水、消防用水等。由於井水泵的
自耦降壓起動方式控制機構寵大,故障率高。現改
造為由PLC控制一台軟起動器分別起動4台井水泵
的起動方式。
2硬體配置
設計選用一台PLC作為核心控制部件,控制井
水泵的軟起動,設備冷凍水恆壓供水和空調冷凍水
的變頻調速。其中,PLC選用Siemens公司的s7-200,
CPU選用S7-222,電源模塊一塊,數字擴展模塊選
用EM223 24VDC 16輸入/16輸出。共24個輸入點,
22個輸出點。數字量輸入主要有循環泵手/自動運行
方式的切換,循環水泵和井水泵的手動啟/停操作和
井水流量反饋。數字輸出點用於19點繼電器輸出和
兩個冷凍水系統故障報警和井水流量報警。
變頻器選用MicroMaster430系列2台,一台額
定功率30kW,用於控制設備冷凍水循環泵,另一
台額定功率37kW,用於控制空調冷凍水循環泵。
MicroMaster430系列變頻器是風機類和水泵類的專用變頻器,它擁有內置PID調節器,可以提高供水
壓力的控制精度,改善系統的動態響應。軟起動器
選用SIRIUS 3RW40系列一台,額定功率75kW,
用於軟起動井水泵。PID溫差控制器一台,選用
Transmit(全仕)G-2508系列PID雙路溫差控制器,
用於設定溫差,並將PID處理後的4~20mA的模擬
信號送至變頻器。壓力變送器一個,用於檢測設備
冷凍水的管網壓力,並將壓力信號反饋給變頻器。
溫度變送器兩個,用於檢測蒸發器兩端的溫度,並
將溫度信號送至PID溫差控制器。
3控制方案設計

3.1設備冷凍水恆壓供水控制方案設計
控制原理如圖2所示,設備冷凍水循環系統是
一個密閉的系統,由1#,2#循環泵供水,供水壓力
要求在4.0±0.5Mbar。正常情況下,一台循環泵工
頻全速運轉時,出水壓力可達7.5 Mbar。具有很大
的裕量,為避免電能的浪費,將設備冷凍水循環系
統設計為恆壓供水系統。方案設計有手動/自動兩種
工作方式。

在手動方式下,工作人員可以根據實際情況現
場決定起/停水泵的變頻運行,並設最高優先控制
級,不受PLC的自動控制,以保證檢修或出現故障
時的安全使用。
自動方式控制過程:將控制面板上設備冷凍水
泵的手動/自動開關,打到「自動」檔,由井水泵的運
行給定PLC設備冷凍水泵的起動信號,PLC控制
KM11吸合,並與變頻器通信,由變頻器1F軟起動
1#循環泵。壓力變送器檢測設備冷凍水管網壓力,
轉化為4~20mA的模擬信號反饋至變頻器1F,變頻器1F通過內置的PID將檢測壓力與壓力給定值
進行比較優化計算,輸出運行頻率調節1#循環泵
的轉速。當壓力變送器檢測到的管網壓力低於給定
壓力時,變頻器輸出頻率上升,增加1#泵的轉速,
提高管網壓力;反之,則頻率下降,降低1#水泵的
轉速。為防止備用泵在備用期間發生銹蝕現象,在
自動控制方式下,將1#、2#循環泵設置起始/停止周
期,使其自動定時循環使用。
為避免在水泵切換時,管網壓力變化過大,應
採取必要的起/停時間協調措施,以盡量保證水壓的
穩定,並在切換過程中,對壓力檢測信號進行一定
延時的「屏蔽」,防止變頻器在較高的壓力信號下不
起動。切換過程為:當設定的循環周期已到時,屏
蔽壓力檢測信號。將正在運行的水泵的頻率升至
50Hz後切換為工頻運行,之後將備用泵變頻起動
(備用泵與運行泵不固定),在頻率升至30Hz時,
切除工頻泵,並取消對壓力信號的屏蔽,恢復正常
運行,如此循環。在水泵切換時為了防止KM11與
KM12、KM21與KM22、KM11與KM22誤動作同
時吸合發生故障,須將它們電氣互鎖和程序互鎖。
當工作泵發生故障時,則立即停止工作泵,將備用
泵投入變頻運行,並輸出聲光報警,提示工作人員
及時檢修,當變頻器發生故障時則停止水泵運行立
即輸出報警。
3.2空調冷凍水系統循環泵變頻調速控制方案設計
控制原理如圖3所示,空調冷凍水系統的供回
水溫度之差反映了冷凍水從室內攜帶熱量的情況。
溫差大,說明室內溫度高,應提高冷凍水泵的轉速,
加快冷凍水循環;反之,溫差小,說明室內溫度低,
可以適當降低冷凍水泵的轉速,減緩冷凍水循環。
一般中央空調冷凍水系統設計溫差為5oC~7oC。通
過溫差△T控制,控製冷凍水系統的循環狀態,可
以降低能源損耗,延長水泵的壽命。此外,空調冷
凍水系統是一個密閉的系統不必考慮恆壓問題。

差控制器和循環泵溫差閉環變頻調速系統,控製冷
凍水泵的轉速隨著室內熱負載的變化而變化。工作
過程為:溫度變送器1、2分別在空調機組蒸發器輸
入和輸出端測得溫度後,轉換為4~20mA的標准信
號送入PID溫差控制器,經PID與給定溫差值比較
處理後,輸出4~20mA的標准信號到變頻器2F的
模擬量輸入端,變頻器2F輸出相應頻率,調節循環
水泵的轉速,達到控制溫度的目的,形成一個完整
的閉環控制系統。系統設計為手動和自動兩種控制
方式手動方式工作過程與設備冷凍水泵手動工作方
式類似自動控制過程為:將控制面板上的空調冷凍
水循環泵手動/自動控制開關打到「自動」檔,系統將
在自動方式下運行,由井水泵的運行給定PLC空調
冷凍水泵起動指令後,首先控制KM31吸合投入3#
循環泵變頻運行,由溫度變送器1、2檢測蒸發器兩
端的溫度,並將溫度信號送到PID溫差控制器,PID
溫差控制器將檢測到的溫差與給定溫差比較處理後
的標准信號反饋給變頻器2F。若檢測到的溫差大於
溫差給定值時,變頻器2F提升輸出頻率,提高水泵
的轉速,加快冷凍水的循環;反之,則降低頻率,
降低水泵轉速。在自動運行方式下,將3台水泵設
定自動循環周期,定時自動循環使用。3台水泵的
開閉順序為「先開先關」的順序,當室內熱負荷加
大時,若變頻器2F的輸出頻率已升至50Hz,經一
定延時(如20min),當檢測溫差值仍大於溫差給定
值時,通過PLC程序控制,把3#水泵切換為工頻運
行,再投入4#水泵變頻運行,如此循環,直到變頻
運行5#水泵。當3台水泵被全部投入運行,且變頻
泵頻率已至50Hz,經延時若頻率仍沒下降,則由
PLC輸出報警,提醒工作人員及時修改空調機組設
定值;相反,當室內熱負荷減小時,變頻器2F降低
輸出頻率,降低5#泵的轉速,當頻率降到20Hz時,
若檢測溫差值仍低於溫差給定值時,經延時(如
20min),停止3#泵,依此類推。為保證變頻器2F
只控制一台水泵,將KM31、KM41和KM51電氣
互鎖和程序互鎖,同時須將KM31與KM32、KM41
與KM42、KM51與KM52電氣互鎖。當變頻器2F
或水泵發生故障時,由PLC輸出聲光報警,提示工
作人員及時檢修。
3.3井水泵軟起動控制方案設計
如圖1所示,利用PLC控制一台軟起動器,即
可分別起動4台井水泵.將井水泵的運行方式設計為
手動方式。具體控制過程為:按下控制面板上相應的起動按鈕,如按下6#泵起動按鈕,PLC控制KM61
吸合並運行軟起動器,軟起動6#井水泵。當軟起動
器起動完畢後利用其輔助觸點反饋信號給PLC,
PLC斷開KM61並立即閉合KM62,將6#井水泵切
入工頻運行,並停止運行軟起動器,依此類推。為
防止軟起動器同時起動兩台以上的井水泵,須將
KM61、KM71、KM81、KM91電氣互鎖和程序互
鎖,另須將KM61與KM62、KM71與KM72、KM81
與KM82、KM91與KM92電氣互鎖,
4 S7-200與MM430變頻器的通信設置
S7-200PLC作為核心控制部件,它有匯流排訪問
權,可以讀取或改寫變頻器的狀態,控制軟起動器
的運行狀態,從而達到控制和監視設備運行狀態的
目的。系統採用匯流排式拓撲結構,兩台變頻器採用
匯流排接插件連入匯流排。S7-200選用S7-222CPU,軟
件採用WIN3.2。採用西門子Profibus屏蔽電纜及9
針D形網路連接頭。利用S7-222的自由通信口功
能,即RS485通信口。由用戶程序實現USS協議與
兩台MM430變頻器通信。在硬體連接完畢後,需
要對兩台MM430變頻器的通信參數進行設置,如
表1所示。

5軟體設計
在應用設計中,PLC起到「總監總控」的角色,
可以對兩台變頻器的狀態進行查詢和控制。程序首
先將S7-222的通信口初始化為自由通信口方式,然
後程序進入一個順序控制邏輯功能塊。控制順序為:
手動起動井水泵,在井水流量滿足要求的情況下,
自動運行設備冷凍水循環泵和空調冷凍水循環泵。
在PLC的程序中設計了井水泵的手動軟起動井水泵
控制、設備冷凍水循環泵和空調冷凍水循環泵自動
定時循環程序;同時設計了設備冷凍水循環泵和空調冷凍水循環泵的手動控製程序。在本系統中採用
了變頻器自身控制的方法,這樣就省去了對PLC的
PID演算法的編程。
6結論
本系統設計實際應用運行一個夏季後,得出與
上個季度循環水泵電能消耗數據及故障次數如表2
所示。數據顯示,系統改造後節能達30%以上,並
且在春,秋、冬季節空調冷凍水循環泵的節能效果
會更加明顯,並且故障發生次數大幅下降。因此采
用調速調節流量的方式,可以大幅度降低截流能量
的損耗,具有顯著的節能效果,並能延長水泵的壽
命,提高系統運行的穩定性,降低生產成本,提高
生產效率。

參考文獻
[1]王仁祥,王小曼.變頻器在中央空調中的應用.通用變
頻器選型,應用與維護.北京:人民郵電出版社,2002:
176-202.
[2]西門子有限公司.MM430通信設置.MICROMASTER
430使用大全.2003.12.
[3]蔡行健.S7-200模塊.深入淺出西門子S7-200PLC.
北京:北京航空航天出版社,2003:95-125.
[4]原魁,劉偉強.變頻器基礎及應用.北京:冶金工業出
版社,2006.
[5]羅宇航.流行PLC實用程序及設計(西門子S7-200系
列).西安:西安電子科技大學出版社,2004.
叮叮貓進士 回答採納率:42.2% 2010-03-24 20:38 隨著我國經濟的高速發展,交流變頻調速技術已經進入一個嶄新的時代,其應用越來越廣泛。而電梯作為現代高層建築的垂直交通工具,與人們的生活緊密相關。隨著人們對其要求的提高,電梯得到了快速的發展,其拖動技術已經發展到了變壓變頻調速,其邏輯控制也由PLC代替原來的繼電器控制。
通過對變頻器和PLC的合理選擇和設計,大大提高了電梯的控制水平,並改善了電梯運行的舒適感,使電梯得到了較為理想的控制和運行效果。並利用旋轉編碼器發出的脈沖信號構成位置反饋,實現電梯的精確位移控制。通過PLC程序設計實現樓層計數、換速信號、開門控制和平層信號的數字控制,取代井道位置檢測裝置,提高了系統的可靠性和平層精度。該系統具有先進、可靠、經濟的特色。該電梯控制系統具有司機運行和無司機運行的功能,並且具有指層、廳召喚、選層、選向等功能和具有集選控制的特點。

關鍵詞: 電梯; PLC; 變頻調速; 旋轉編碼器

ABSTRACT
As China's rapid economic development, exchange of VVVF technology has entered a new era, its application more widely. The elevator as a modern high-rise building the vertical transport, and is closely related to people's lives, as people raise their requirements, the lift has been the rapid development of its technology has developed to drag the PSA Frequency Control, the logic control Also by the PLC to replace the original control relays.
Through the PLC chip and a reasonable choice and design, Greatly improving the control of the elevator, the elevator and to improve the operation of comfort, so that the lift has been better control and operation results. And using a rotary encoder pulse a position feedback, and lift the precise control of displacement. PLC program designed to achieve through the floor count, for speed signal, to open the door of peace control of the digital control signals to replace Wells Road location detection devices, improving the reliability of the system accuracy of the peace. The system has advanced, reliable and economic characteristics.The elevator control system has run drivers and drivers operating without that manual and automatic features, and with that layer, called the Office for the election of the Commission to function, with election-control characteristics.

Keywords: lift ; PLC; VVVF; rotary encoder

目 錄
1 緒論 1
1.1 PLC控制交流變頻電梯的簡介 1
1.2 電梯控制的國內外發展現狀 2
1.3 題目選擇的來源與意義 3
1.4 本文所做的主要工作 3
2 電梯設備的介紹 4
2.1 電梯設備 4
2.1.1 電梯的分類 4
2.1.2 電梯的主要參數 4
2.1.3 電梯的安全保護裝置 5
3 變頻器的選擇及其參數計算 7
3.1 變頻器的分類 7
3.2 變頻器的選擇 7
3.2.1 變頻器品牌型號的選擇 7
3.2.2 變頻器規格的選擇 8
3.2.3 選擇變頻器應滿足的條件 8
3.3 VS-616G5型通用型變頻器 8
3.4 變頻器有關參數的計算 10
3.4.1 變頻器容量的計算 10
3.4.2 變頻器制動電阻的計算 11
4 PLC的選擇及硬體開發 12
4.1 PLC簡介 12
4.2 控制器件的選擇 14
4.2.1 PLC的選擇 14
4.2.2 轎廂位置的檢測元件 14
4.3 PLC硬體系統的設計 16
4.3.1 設計思路 19
4.3.2 I/O點數的分配及機型的選擇 21
5 系統軟體開發 25
5.1 電梯的三個工作狀態 25
5.1.1 電梯的自檢狀態 25
5.1.2 電梯的正常工作狀態 25
5.1.3 電梯的強制工作狀態 26
5.2 系統的軟體開發方法確定 26
5.2.1 軟體設計特點 26
5.2.2 軟體流程 27
5.2.3 模塊化編程 29
5.3 系統的軟體開發 30
5.3.1 電路的開關門運行迴路 30
5.3.2 電梯的外召喚信號的登記消除及顯示迴路 33
5.3.3 利用旋轉編碼器獲取樓層信息 35
5.3.4 呼梯鈴控制與故障報警 35
5.3.5 電梯的消防運行迴路 36
結 論 38
致 謝 39
參考文獻 40
附錄 Ⅰ VS-616G5型變頻器的常用參數 41
附錄 Ⅱ VS-616G5變頻器主要參數設置表 42
附錄 Ⅲ 梯形圖 43

H. 基於plc的流量計數器怎麼設計

1、它是一種數字運算操作的電子系統,專為在工業環境應用而設計。
2、目前PLC已經廣泛應用於鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械製造、汽車、輕紡、交通等方面。

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