A. 电气自动化毕业论文设计
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B. 基于PLC的水厂控制系统设计
1 引言
随着PLC的推广普及，PLC产品的种类和数量越来越多，而且功能也日趋完善。在自来水厂中应用越来越广泛，不但能够提高水厂自动化水平，加快生产速度，降低生产成本，而且还可以提高供水质量。但是，PLC品种繁多，其结构型式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各不相同，适用场合也各有侧重，对其技术性能、使用环境条件了解不清，或对PLC系统要求掌握不够，就会大材小用，造成不必要的浪费或事故频发，影响生产。
2 自来水厂PLC的选择
2.1 提倡选择模快式PLC
按结构形式PLC可分为整体式和模块式。整体式PLC将电源、CPU、I/O部件都集中装在一个机箱内。模块式PLC结构是将PLC各部分分成若干个单独的模块，如CPU模快、I/O模快等。考虑到自来水厂改建(特别是节能、更换旧设备方面)、扩建和PLC故障率95%都是发生在I/O部件损坏;同时模块式PLC的配置灵活，装配和维修方便，水厂设备、工艺的改变只要将相应的I/O模快更换或扩展再经编程就可方便实现自动化。因此，从长远来看，提倡选择模块式PLC。
2.2 统一选择机型
在选择PLC时，要注意售后服务是否有保障，同时兼顾水厂日后维修上的便利、备用件的库存和软件编程方面。而常见的制取自来水的步骤主要分为:混凝、沉淀、过滤、消毒和储存。在功能满足要求的前提下，选择的机型最好都选择同一间公司的产品。
2.3 根据输入和输出选择
自来水厂中的主要设备有:反应池、澄清池、滤池、清水池、加氯机、氯吸收装置、空气压缩机、鼓风机、加药设备、阀门、泵、混合设备、计量设备。根据控制系统的要求和采用的控制方法，对于每一个被控对象，所用的I/O点数不会轻易发生变化，根据需要的I/O点数选用I/O模块可与主机灵活地组合使用，但是考虑到以后工艺和设备的改动，或I/O点的损坏、故障等，一般应保留1/8的裕量。
除了I/O点的数量，还要注意输入和输出信号的性质、参数和特性要求等。如水厂中阀门是模拟量还是开关量控制;PH计、流量计、浊度计、余氯计、液位计等水质监控仪表信号源是电压输出型还是电流输出型，是有源输出还是无源输出，及其继电器输出是NPN输出型还是PNP输出型。另外，还要注意输出端点的负载特点(负载电压、电流的类型)，数量等级以及对响应速度的要求等。
据此，来选择和配置适合输入输出信号特点和要求的I/O模块。
2.4 根据存储器容量选择
通常，PLC的存储器容量以字为单位，如64k字等，应用程序所需存储器容量可以预先进行估算。选择和计算的第一种方法是:根据编程使用的节点数精确计算存储器的实际使用容量。第二种为估算法，用户可根据控制规模和应用目的，按照附表的公式来估算。
使用时可以根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型，必要时也可专门进行存储器的扩充设计。为了使用方便同时考虑到水厂工艺、设备的改动和编程时的需要，一般应该留有25％～30％的裕量。
2.5 根据通信要求选择
目前，PLC采用了各种工业标准，如IEC 61131、IEEE802.3以太网、TCP/IP、UDP/IP等，各种事实上的工业标准，如Windows NT、OPC等，融合了IT技术，可与智能MCC马达控制中心、其它运行控制系统、电控设备、变频器和软起动器等连成系统。
而当前自来水厂自动化应用的最多的是工业电脑和PLC组成控制系统，系统中一般PLC分为取水泵站、投加站、滤池站和送水泵站，站与站之间要传递监控的参数，如余氯、流量、浊度等，并且由中控室的电脑集中控制，通讯的基本要求是实时、稳定可靠、经济。水厂要根据自身的设备、投入的资金、响应速度、以后的发展，选择易于扩展、连接、发展成熟的现场总线、网络，如以太网、PROFIBUS、Modbus、FIPIO、Asi等，从而有侧重地选定PLC通讯模块。
3 维护时要注意的问题
(1) PLC安装的地点应避免太阳光直接照射，保证有足够的散热空间和通风条件，避免安装在干扰严重、高温、高湿度有粉尘、不清洁以及有腐蚀气体的环境中。另外，PLC要安装在有振源的地方时应采取减振措施。
(2) 不要为了节约投资而将输入、输出线同用一根电缆，同时动力电缆和控制电缆要分开铺设，避免干扰。
(3) 安装完毕，要检查清楚，把细短线、铜屑、铁屑、螺丝清理干净，方可通电。投入使用后，定期检查安装是否牢固和端子、模块的连接接线是否可靠，定期清扫灰尘，确保安全。
(4) 为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给PLC接上专用地线，接地点应与动力设备(如电机)的接地点分开，平常要注意检查PLC的接地是否良好。
(5) 控制PLC的工作环境(0~50℃为宜)，必要时要采用强迫风冷冷却方式，可以有效地提高它的工作效率和寿命。
(6) PLC外部的输出元件，如电磁阀、接触器等的故障率远远高于PLC本身的故障率，若连接输出元件的负载短路，将会烧毁PLC的印制电路板。因此，应选用适当容量的熔丝保护输出元件，切忌盲目更换。另外，采用继电器输出时，承受的电感性负载大小影响到继电器的工作寿命，采用的继电器工作寿命要求长。
(7) 某些易损坏的部件，如I/O模块，要适当的购买备件;要注意定期检查防雷设施，防止雷击造成PLC损坏。
4 结束语
事实证明，PLC的功能很好地满足了近90%的工业控制需要。PLC硬件和软件的形态，随着微电子技术和IT的发展而不断改进，利用PLC来实现保护和故障诊断系统，可减少故障率，提高可靠性。在应用上方便灵活，价格便宜，运行可靠，有利于保护和故障诊断、实施及维护。
在实际工作中，选择PLC时还要依据实际情况做出适当的调整，以便设计出满足期望的控制系统。
C. 基于PLC的电梯控制系统设计
电梯的硬件设计
2.1电梯控制系统的硬件配置
本系统是主要由PLC、变频器、控制箱、显示器、拽引电动机组成的交流变频调速系统（Variable Voltage Variable Frequency,简称VVVF）。通过PLC去控制电梯的运行方式，可以使得控制系统的可靠行更高，结构显得更加紧凑。本系统的硬件框图如图3-1所示。
图2-1 PLC电梯联动控制系统硬件框图
从图3-1可以看出，该系统主要由两个部分组成，其中电梯控制的逻辑部分由PLC来实现。通过分析研究电梯的实际运行情况和控制规律，从而设计开发出电梯联动控制程序，使得PLC能够控制电梯的运行操作。电梯的调速部分则选用高性能的矢量控制变频器，配以脉冲发生器（编码器）测量鼠笼式拽引电动机的转速，从而够成电机的闭环矢量控制系统，实现鼠笼式拽引机电动机交流变频调速（Variable Voltage Variable Frequency,简称VVVF）运行。
PLC首先接收来自电梯的呼梯信号、平层信号，然后根据这些输入信号的状态，通过其内部一系列复杂的控制程序，对各种信号的逻辑关系有序的进行处理，最后向直流门控电机、变频器和各类显示器适时地发出开关量控制信号，对电梯实施控制。在电梯控制系统中，由于电梯的控制属于随机性控制，各种输入信号之间、输出信号之间以及输入信号和输出信号之间的关联性很强，逻辑关系处理起来非常复杂，这就给PLC的编程带来很大难度。
在PLC向变频器发出开关量控制信号的同时，为了满足电梯的要求，变频器又需要通过鼠笼式拽引电动机同轴连接的脉冲发生器和PG卡，对电动机完成速度检测及反馈，形成闭环系统。脉冲发生器输出脉冲，PG卡接收到脉冲以后，再将此反馈给变频器内部，以便进行运算调节。根据脉冲的相序，可判断出电动机的转动方向，并可以根据脉冲的频率测得电动机的转速。
2.1.1硬件电路
图2-2 硬件接线图
其各部分功能说明如下；
Q1—三相电源断路图
K1—电源控制接触器
K2—负载电机通断控制接触器
VS—变频器
BU—制动单元
RB—能耗制动电阻
M—主拖动拽引电机
2.1.2主电路
主电路由三相交流输入、变频驱动、拽引机和制动单元几部分组成。由于采用交-直-交电压型变频器，在电梯位势负载作用下，制动时回馈的能量不能送回电网，为限制泵升电压，采用受控能耗制动方式。
2.1.3PLC控制电路
PLC接收来自操纵盘和每层呼梯盒的召唤信号、轿厢和门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号，经程序判断与运算实现电梯的集选控制。PLC在输出显示和监控信号的同时，向变频器发出运行方向、启动、加/减速运行和制动停梯等信号。
2.2电梯的速度控制曲线
电梯作为一种载人工具，在位势负载状态下，除要求安全可靠外，还要求运行平稳，乘坐舒适，停靠准确，电梯的运行速度应当符合图2-3所示，平层误差应符合表2-1所示：
Vm电梯运行额定速度 Vp 平行爬层慢车速度
图2-3 电梯运行速度曲线图
表2-1平层误差范围
高速梯 快速梯 低速梯m/s
≤±5 ≤±10 ≤0.5 >0.5
≤±15 ≤±30
采用变频调速双环控制可基本满足要求，但和国外高性能电梯相比还需要进一步改进。本设计正是基于这一想法，利用现有旋转编码器构成速度的同时，通过变频器的PG卡输出与电机速度及电梯位移成比例的脉冲数，将其引入PLC的高速计数输入端口，通过累计脉冲数，经式计算出脉冲当量，由此确定电梯位置。
电梯位移h=SI
式中I:累计脉冲数S:脉冲当量
S=IpD/(pr)(1)
本系统采用的减速机,其减速比1=1/20,拽引
轮直径D=580mm,电机额定转速ne=1450r/min,旋转编码器每转对应脉冲数p=1024,PG卡分频比r=1/18,带入式（1）得
S＝1.6mm/脉冲
2.3 拖动电动机的选择
电动机的选择包括选择电动机的种类、结构形式及各种额定参数。
电动机选择的基本原则
电动机的机械特性应满足生产机械的要求，要与负载特性相适应。保证运行稳定且具有良好的启动性能和制动性能。
工作过程中电动机容量能得到充分利用，使其温升尽可能达到或接近额定温升值。
电动机结构形式要满足机械设计提出的安装要求，适合周围环境工作条件的要求。
根据生产机械调速要求选择电动机
在一般情况下选用三相笼型异步电动机或双速三相电动机；在既有一般调速又要求起动转矩大的情况下，选用三相绕线型异步电动机；当调速要求高时选用直流电动机或带变频调速的交流电动机来实现。
综上，电梯的曳引电动机选择三相绕线型异步电动机，门机可选择变频调速的交流电动机。
电动机结构形式的选择
根据不同工作环境选择电动机的防护形式。开启式适用于干燥、清洁的环境；防护式适用于干燥和灰尘不多，没有腐蚀性和爆炸性气体的环境；封闭自扇冷式与他扇冷式用于潮湿、多腐蚀性灰尘、多风雨侵蚀的环境；全封闭用于浸入水中的环境；隔爆式用于有爆炸危险的环境中。
综上，机房和井道的工作环境干燥和灰尘不多，没有腐蚀性和爆炸性气体，因此曳引电动机和门机电动机均选择防护式；
电动机额定电压的选择
电动机额定电压应与供电电网的供电电源电源一致。电梯均采用三相五线制，因此曳引电动机额定电压380V，门机电源可以和光幕或安全触板电源共用，因此选择220V额定电压。
电动机额定转速的选择
对于额定功率相同的电动机，额定转速越高，电动机尺寸、重量和成本愈低，因此在生产机械所需转速一定的情况下，选用高速电动机较为经济。但由于拖动电动机转速越高，传动机构转速比较大，传动机构越复杂。因此应综合考虑电动机与传动机构两方面的多种因素来确定电动机的额定转速。通常采用较多的同步转速为1500r/min的三相异步电动机。
电动机容量的选择
电动机的容量反映了它的负载能力，它与电动机的允许温升和过载能力有关。允许温升是电动机拖动负载时允许的最高温升，与绝缘材料的耐热性能有关；过载能力是电动机所能带最大负载能力，在直流电动机中受整流条件的限制，在交流电动机中由电动机最大转矩决定。实际上，电动机的额定容量由允许温升决定。
电动机容量的选择方法有两种，一种是分析计算法，另一种是调查统计类比法。
分析计算法 根据生产机械负载图求出其负载平均功率，再按负载平均功率的（1.1~1.6）倍求出初选电动机的额定功率。对于系数的选用，应根据负载变动情况确定。大负载所占分量多时，选较大系数；负载长时间不变或变化不大时，可选最小系数。
对初选电动机进行发热校验，然后进行电动机过载能力的校验，必要时还要进行电动机起动能力的校验。当校验合格时，该额定功率电动机符合负载要求；若不合格，再另选一台电动机重新进行校验，直至合格为止。此方法计算工作量大，负载图绘制较为困难。对于较为简单、无特殊要求、一般生产机械的电力拖动系统，电动机容量的选择往往采用调查统计类比法。
统计类比法 将各国同类型、先进的机床电动机容量进行统计和分析，从中找出电动机容量与主要参数间的关系，再根据我国国情得出相应的计算公式来确定电动机容量。这是一种实用方法。
2.4 速度控制
本方法是利用PLC扩展功能模块D/A模块实现的,事先将数字化的理想速度曲线存入PLC寄存器,程序运行时,通过查表方式写入D/A,由D/A转换成模拟量后将、理想曲线输出.
加速给定曲线的产生
由于电梯逻辑控制部分程序最大,而PLC运行采用周期扫描制,因而采用通常的查表方法,每次查表的指令时间间隔过长,不能满足给定曲线的精度要求。在PLC运行过程中，其PLC与各设备之间的信息交换、用户程序的执行、信息采集、控制量的输出等操作都是按照固定的顺序以循环扫描的方式进行的，每个循环都要对所有功能进行查询、判断、和操作。
2）减速制动曲线的产生
为保证制动过程的完成，需在主程序中进行制动条件判断和减速点确定。在减速点确定之前，电梯一直处于加速或稳速运行过程中。加速过程由固定周期中断完成，加速到对应模式的最大值之后，加速程序运行条件不再满足，每次中断后，不再执行加速程序，直接从中断返回。电梯以对应模式的最大值运行，在该模式减速点到后，产生高速计数中断，执行减速服务程序。在该中断服务程序中修改计数器设定值的条件，保证下次中断执行。
2.5 I/O点数分配及PLC的型号的选择
分配I/O点之前，首先要了解有哪些输入输出点，图3.4 五层电梯的简化模型和控制柜示意图，从中我们不难发现输入的大致分布情况。
图2.4 五层电梯的简化模型和控制柜示意图
2.5.1I/O接口模块
S7-200的接口模块主要有数字量I/O模块、模拟量I/O模块和通信模块。下面分别介绍这些模块。
数字量I/O模块的选择
电梯逻辑控制系统的控制核心是PLC，哪些信号需要输入至PLC，PLC需要驱动哪些负载，以及采用何种编程方式，都是需要认真考虑的问题，都会影响到其内部I/O点数的分配。因此，I/O点数的确定，是设计整个PLC电梯控制系统首先需要解决的问题，决定着系统硬件部分的设计，也是系统软件编写的前提。
（二）模拟量I/O模块的选择
模拟量I/O模拟的主要功能、是数据转换，并与PLC内部总线相连，同时为了安全也有电气隔离功能。模拟量输入（A/D）模块是将现场由传感器检测而产生的连续的模拟量转换成PLC内部接受的数字量；模拟量输出（D/A）模块是将PLC内部的数字量转换为模拟量信号输出。
典型模拟量I/O模块的量程为-10V～+10V、0～+10V、4～20mA等，可根据实际需要选用，同时还应考虑其分辨率和转换精度等因素。
（三）特殊功能模块的选择
目前，PLC制造厂家相继推出了一些具有特殊功能的I/O模块，有的还推出了自带CPU的智能型I/O模块，如高速计数器、凸轮模拟器、位置控制模块、PID控制模块、通信模块等。
2.5.2统计I/O点数
输入信号有31个，考虑到有15%的备用点，即31×（1+15%）=35.65，取整数36，共需36个输入点。
输出信号有31个，考虑到有15%的备用点，即31×（1+15%）=35.65，取整数36，因此共需36个输出点。
2.5.3 PLC程序中I/O点的定义
在编程过程中，所用到的I/O地址分配如表2-2所示。编程过程可分为电梯内部和电梯外部两分进行。
输入输出点分配下表：
表2-2 符号明细参数表
输入、输出点分配表
输入点 对应信号 输出点 对应信号
I0.1 外呼按钮1上 Q0.0 KM1电动机正转
I0.2 外呼按钮2上 Q0.1 ——
I0.3 外呼按钮2下 Q0.2 KM2电动机反转
I0.4 外呼按钮3上 Q0.3 KV线圈及故障
I0.5 外呼按钮3下 Q0.4 上行指示
I0.6 外呼按钮4上 Q0.5 下行指示
I0.7 外呼按钮4下 Q0.6 开门指示
I1.0 外呼按钮5下 Q0.7 关门指示
I1.1 内呼按钮去1楼 Q1.0 1上外呼指示
I1.2 内呼按钮去2楼 Q1.1 2上外呼指示
I1.3 内呼按钮去3楼 Q1.2 2下外呼指示
I1.4 内呼按钮去4楼 Q1.3 3上外呼指示
I1.5 内呼按钮去5楼 Q1.4 3下外呼指示
I1.6 1楼平层信号 Q1.5 4上外呼指示
I1.7 2楼平层信号 Q1.6 4下外呼指示
I2.0 3楼平层信号 Q1.7 5下外呼指示
I2.1 4楼平层信号 Q2.0 内呼按钮去1楼指示
I2.2 5楼平层信号 Q2.1 内呼按钮去2楼指示
I2.3 上下限位 Q2.2 内呼按钮去3楼指示
I2.4 轿厢内开门按钮 Q2.3 内呼按钮去4楼指示
I2.5 轿厢内关门按钮 Q2.4 内呼按钮去5楼指示
I2.6 热继电器 Q2.5 LED层显示a段
I2.7 —— Q2.6 LED层显示b段
I3.0 一楼上行减速接近开关 Q2.7 LED层显示c段
I3.1 二楼上行减速接近开关 Q3.0 LED层显示d段
I3.2 二楼下行减速接近开关 Q3.1 LED层显示e段
I3.3 三楼上行减速接近开关 Q3.2 LED层显示f段
I3.4 三楼下行减速接近开关 Q3.3 LED层显示g段
I3.5 四楼上行减速接近开关 Q3.4 加速继电器
I3.6 四楼下行减速接近开关 Q3.5 低速继电器
I3.7 五楼下行减速接近开关 Q3.6 快速继电器
2.5.4程序中使用的内部继电器说明
程序中使用的内部继电器说明见下表：
表2-3 符号明细参数表内部继电器说明
内部继电器说明
M0.0 1楼上升 外呼按钮用，用于记忆外呼按钮呼梯信号，平层解除 M4.0 上升综合信号
M0.1 2楼上升 M4.1
M0.2 2楼下降 M4.2
M0.3 3楼上升 M4.3
M0.4 3楼下降 M4.4 下降综合信号
M0.5 4楼上升 M4.5
M0.6 4楼下降 M4.6
M0.7 5楼下降 M4.7
M5.1 1楼平层 平层用，用于记忆平层信号，被其他平层信号解除 M1.6 上升记忆信号
M5.2 2楼平层 M1.7 下降记忆信号
M5.3 3楼平层 M6.1 1层有效开门信号
M5.4 4楼平层 M6.2 2层有效开门信号
M5.5 5楼平层 M6.3 3层有效开门信号
M1.1 内呼去1楼 用于要去的楼层，平层时解除 M6.4 4层有效开门信号
M1.2 内呼去2楼 M6.5 5层有效开门信号
M1.3 内呼去3楼 M6.6 已正常开关门记忆信号
M1.4 内呼去4楼 M7.1 1层手动开关
M1.5 内呼去5楼 M7.2 2层手动开关
M2.0 1楼上升 开关门有效外呼 M7.3 3层手动开关
M2.1 2楼上升 M7.4 4层手动开关
M2.2 2楼下降 M7.5 5层手动开关
M2.3 3楼上升 M7.6 各层手动开门信号综合
M2.4 3楼下降 T34 电梯加速时间
M2.5 4楼上升 T37 开门时间
M2.6 4楼下降 T38 关门时间
M2.7 5楼下降 T39 运行后不在平层的时间
M3.1 内呼去1楼 开关门有效内呼 T40 无人乘坐回基站的时间
M3.2 内呼去2楼
M3.3 内呼去3楼
M3.4 内呼去4楼
M3.5 内呼去5楼
2.5.5PLC的型号选择
选择能满足控制要求的适当型号的PLC是应用设计中至关重要的一步。目前，国内外PLC生产厂家的PLC品种已达数百种，其性能各有特点。所以，在设计时，首先要尽可能考虑采用熟悉的PLC。
1. PLC的型号
在满足控制要求的前提下，选型时应选择最佳的性能价格比，具体应考虑以下几点。
（1.）性能与任务相适应
对于开关量的控制的应用系统，当对控制速度要求不高时，如对小型泵的顺序控制、单台机械的自动控制等，可选用小型PLC（如SIEMENS公司S7-200系列CPU224型PLC）就能满足要求。
对于以开关量控制为主，带有部分模拟量控制的应用系统，如工业生产中常遇到的温度、压力、流量、液位等连续量的控制，应选用带有A/D转换的模拟量输入模块和带D/A转换的模拟量输出模块，配接相应的传感器、变送器（对温度控制系统可选用温度传感器直接输入的温度模块）和驱动装置，并且选择运算功能强的小型PLC，（如SIEMENS公司的S7-300系列PLC）。
对于控制比较复杂的中大型控制系统,如闭环控制、PID调制、通信联网等，可选用中、大型PLC（如SIEMENS公司的S7-400系列PLC）。当系统的各个控制对象分布在不同的地域时，应根据各部分的具体要求选择PLC，以组成一个分布式的控制系统。
（2）PLC的处理速度应满足实时控制的要求
PLC工作时，从输入信号到输出控制存在着滞后现象，即输入量的变化，一般要在1或2个扫描周期之后才能反映到输出端，这对于一般的工业控制是允许的。但有些设备的实时性要求较高，不允许有较大的滞后时间。例如PLC的I/O点数在几十2到几千点范围内，这时用户程序的长短对系统的响应速度会有较大的差别。滞后时间应控制在几十毫秒之内，应小于普通继电器的动作时间（普通继电器的动作时间约为100ms），否则就没有意义了。通常为了提高PLC的处理速度，可以采用以下几种方法；
选择CPU处理速度快的PLC，使执行一条基本指令的时间不超过0.5us；
优化应用软件，缩短扫描周期；
采用高速响应模块，例如高速计数模块，其响应的时间可以不接受PLC扫描周期的影响，而只取决于硬件的延时。
（3）在线编程和离线编程的选择
小型PLC一般使用简易编程器。它必须插在PLC上才能进行编程操作，其特点是编程器与PLC共用一个CPU，在编程器上有一个“运行/监控/编程（RUN/MONITOR/PROGRAM）”选择开关，当需要编程或修改程序时将选择开关转到“编程（PROGRAM）”位置，这时PLC的CPU不执行用户程序，只为编程器服务，这就是“离线编程”。当编程好后再把选择开关转到“运行（RUN）”位置，CPU则去执行用户程序，对系统实施控制。简易编程器结构简单、体积小，携带方便，很适合在生产现场调试、修改程序用。
图形编程器或者个人计算器与编程软件包配合可实现在线编程。PLC和图形编程器各有自己的CPU，编程器的CPU可随时对键盘输入的各种编程指令进行处理。PLC的CPU主要完成现场的控制，并在一个扫描周期的末尾与编程器通信，编程器将编好或修改好的程序发送给PLC，在下一个扫描周期，PLC将按照修改后的程序或参数控制，实现“在线编程”。图形编程器价格较贵，但它功能强，适应范围广，不仅可以用指令语句编程，还可以直接用梯形图编程，并可存入磁盘或用打印机打印出梯形图和程序。一般大、中型PLC多采用图形编程器。使用个人计算机进行在线编程，可省去图形编程器，但需要编程软件包的支持，其功能类似于图形编程器。
根据控制要求PLC控制系统选择SIEMENS公司S7-200系列CPU226，因为I/O点数不够，另外选择扩展模块EM221。
电梯的软件设计
3.1系统的软件设计
系统的软件设计因控制任务的难易程度不同而异，也因人而易。具体是用梯形图还是用语句表编程或使用功能图编程，这主要取决于以下几点：
a)有些PLC使用梯形图编程不是很方便（例如书写不方便），则可用语句表编程，但梯形图比语句表直观。
b)经验丰富的人员可用语句表直接编程，就像使用汇编语言一样。
c)如果是清晰的单顺序或并发顺序的控制任务，则最好用功能图来设计程序。
整个系统软件是一个整体，其质量的 好坏很大程度上影响可编程控制的性能。很多情况下 ，通过改进系统软件就可以在不断增加任何设备的条件下大大改善可编程控制器的性能，例如，S7-200系列在推出后，西门子公司不断的将其系统软件进行完善，使其功能越来越强。
软件设计可以与现场施工同步进行，即在硬件设计完成 以后，同时进行软件设计和现场施工，这样可以保证程序的正确运行。
3.1.1电梯控制的PLC外部接线图
根据I/O接口分配情况，可画出PLC外部接线图，如3-1所示。
3-1电梯的硬件接线图
3.1.2电梯的流程图
电梯的流程图（如图3.2）
3.2 电梯流程图
3.2电梯的基本功能
3.2.1电梯内部部件功能简介
在电梯内部，应该有5个楼层（1~5）按钮、开门和关门按钮以及楼层显示器、上升和下行显示器。当乘客进入电梯后，电梯内应该有能让乘客按下的代表其要去的目的地楼层按钮，称为内呼按钮。电梯停下时，应具有开门、关门的功能，即电梯门可以自动开门、关门的按钮，使乘客可以在电梯停下时随时地控制电梯的开门与关门。电梯内部还应配有指示灯，用来显示电梯现在所处的状态，既电梯是上升还是下降以及电梯处在楼层的第几层，这样可以使电梯里的乘客清楚地知道自己所处的位置，离自己要到的楼层还有多远，电梯是上升还是下降等。
3.2.2电梯的外部部件功能简介
电梯的外部共分5层，每层都应该有呼叫按钮、呼叫指示灯、上升和下降指示灯及楼层显示器。呼叫按钮是乘客用来发出呼叫的工具，呼叫指示灯在完成相应的呼叫请求之前应一直保持为亮，它和上升指示灯、下降指示灯、楼层显示器一样，都是用来显示电梯所处的状态的。5层楼电梯中，1层只有上呼叫按钮，5层只有下呼叫按钮，其余3层都同时具有上呼叫和下呼叫按钮。而上升、下降指示灯以及楼层显示器，5层电梯均应该相同。
3.2.3电梯的初始状态、运行中状态和运行后状态分析
1）电梯的初始状态。为了方便分析，假设电梯位于1层待命，各层显示器都被初始化，电梯处于以下状态：
a) 各层呼叫灯均不亮。
b) 电梯内部及外部各楼层显示器均为“1”。
c) 电梯内部及外部各层电梯门均关。
2）电梯在运行过程中：
a) 按下某层呼叫按钮（1~5层）后没，该层呼叫灯亮，电梯响应该层呼叫。
b)电梯上行或下行直至该层。
c)各楼层显示随电梯移动而改变，各层指示灯也随之而变。
d)运行中电梯门始终关闭，到达指定层时，门才打开。
在电梯运行过程中，支持其他呼叫。
3）电梯运行后状态：在到达指定楼层后，电梯会继续待命，直至新命令产生。
a)电梯在到达指定楼层后，电梯门会自动打开，经一段延时自动关闭，在此过程中，支持手动开门或开门；
b)各楼层显示植为该层所在位置，且上行与下行指示灯均灭。
3.3实际运行中的情况分析
实际中，电梯服务的对象是许多乘客，乘客乘坐电梯的目的是不完全一样的，而且，每一个乘客呼叫电梯的时间有前有后，因此，我们将电梯在实际中的各种具体情况加以分类，做出分析，以便于编制程序。
3.3.1 分类分析
电梯上行分析。
若电梯在上行过程中，某楼层有呼叫产生时，可分以下两种情况：
若呼叫层处于电梯当前运行层之上目标运行层之下，则电梯应在完成前一指令之前先上行至该层，完成该层呼叫后再由近至远的完成其他各个呼叫运作。
呼叫层处于电梯当前运行层下，则电梯在完成前一指令之前不响应该指令，直至电梯重新处于待命状态为止。
电梯下行分析。
若电梯在下行过程中，楼层有呼叫产生时，可分以下两种情况：
若呼叫层处于电梯当前运行之下目标运行层之上，则电梯应在完成前一指令之前先下行至该层，完成该层呼叫后再由近至远地完成其他各个呼叫动作。
若呼叫层处于电梯运行层之上，则电梯在完成前一指令之前不响应该指令，直至电梯重新处于待命状态为止。
3.3.2 总结规律
由以上各种分析可以看出，电梯在接受指令后，总是由近至远地完成各个呼叫任务。电梯机制只要依此原则进行设计动作，就不会在运行时出现电梯上下乱跑的情况了。在分析的同时，我们也知道了电梯系统中哪些是可人工操作的设备。
在电梯的内视图中，其中包括1个楼层显示灯、开门按钮、关门按钮、1层到5层的呼叫按钮以及电梯的上升和下降状态指示灯等。外视图中，1层有1个上呼叫按钮，5层有1个下呼叫按钮，2、3和4层有上、下呼叫按钮个1个，每个呼叫按钮内部都有1个相应的指示灯，用来表示该呼叫是否得到响应。
3.3.3 电梯的控制要求
接受每个呼叫按钮（包括内部和外部的呼叫）的呼叫命令，并做出相应的响应。
电梯停在某一层（例如3层）时，此时按动该层（3层）的呼叫按钮（上呼叫或下呼叫），则相当于发出打开电梯门命令，进行开门的动作过程；若此时电梯的轿箱不在该层（在1、2、4、5层），则等到电梯关门后，按照不换向原则控制电梯向上或向下运行。
电梯运行的不换向原则是指电梯优先响应不改变现在电梯运行方向的呼叫，直到这些命令全部响应完毕后才响应使电梯反方向运行的呼叫。例如现在电梯的位置在1层和2层之间上行，此时出现了1层上呼叫、2层下呼叫和3层上呼叫，则电梯首先响应三层上呼叫，然后再依此响应2层下呼叫和1层上呼叫。
电梯在每一层都有1个行程开关，当电梯碰到某层的行程开关时，表示电梯已经到达该层。
当按动某个呼叫按钮后，相应的呼叫指示灯亮并保持，直到电梯响应该呼叫为止。
当电梯停在某层时，在电梯内部按动开门按钮，则电梯门打开，按动电梯内部的开门按钮，则电梯门关闭。但在电梯行进期间电梯门是不能被打开的。
当电梯运行到某层后，响应的楼层指示灯亮，直到电梯运行到前方一层时楼层指示灯改变。
D. 基于PLC机械手操作控制装置
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60. PLC在液体混合控制系统中的应用
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62. 基于三菱PLC控制的全自动洗衣机
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64. 恒压供水系统的PLC控制设计
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67. 欧姆龙PLC编写的全自动洗衣机控制程序
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77. 西门子PLC编写的花样喷泉控制程序
78. 欧姆龙PLC编写的全自动洗衣机控制程序
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80. PLC在粮食存储物流控制系统设计中的应用
81. 变频调速式疲劳试验装置控制系统设计
82. 基于PLC的贮料罐控制系统
83. 基于PLC的智能交通灯监控系统设计
E. plc毕业设计开题报告
plc毕业设计开题报告
我们眼下的社会，报告使用的次数愈发增长，报告中提到的所有信息应该是准确无误的。你所见过的报告是什么样的呢？下面是我整理的plc毕业设计开题报告，仅供参考，欢迎大家阅读。
1、选题意义和背景。
可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC)具有可靠性高、抗干扰能力强、功能丰富等强大技术优势，已经成为目前自动化领域的主流控制系统。然而，从目前的应用情况来看，PLC还大都只是承担最基本的控制功能，如顺序控制、数据采集和PID反馈控制。各个PLC厂家也在其产品中设计了PID模块。虽然PID算法控制有很高的稳定性，但对于一些复杂控制系统，PID控制很难满足控制要求，这也使PLC的发展面临着一种挑战。随着越来越多的PLC产品与IEC1131-3标准兼容，PLC控制系统越来越开放，将先进控制算法嵌入PLC常规控制系统成为可能。本课题从工业控制实际应用角度出发，对PLC的控制功能进行深入的研究和探讨，以提高和扩展PLC控制器的应用水平和应用范围。本课题：PLC先进控制策略的研究与应用，其目的是通过研究使一些先进控制算法在PLC及组态系统上得以实现，并开发相应的应用程序，经过验证后最终应用到工业过程控制中去。
在PLC组态系统中实现先进控制算法，包括预测控制算法和模糊逻辑控制算法，形成具有人工智能的控制模块及网络系统，能大大提高系统的控制水平，改善控制质量。从经济角度来看，目前PLC生产商的一些产品具备先进控制模块，如模糊模块。但它们的价格十分昂贵，且封闭性较强，不适合我国中小型企业的工业改造。因此开发较为通用的先进算法实现技术，对于我国中小型企业的工业改造具有很大的意义，既可降低生产成本，又可提高经济效益。
模糊控制与预测控制是智能控制中技术较为成熟的分支，因此，研制和开发出适合工业环境的实时先进控制开发工具，实现模糊控制、预测控制嵌入PLC,与常规控制集成运行，让先进控制从教授、专家手中走出来，实现先进控制的工程化、实用化、转化为社会生产力，对缩短控制系统开发周期，加快先进控制技术的广泛应用，提高我国的工业自动化水平有着重大的意义。
2、论文综述/研究基础。
在过程工业界，从40年代开始，采用PID控制规律的单输入单输出简单反馈控制回路己成为过程控制的核心系统。目前，PID控制仍广泛应用，即便是在大量采用DCS控制的最现代的工业生产过程中，这类回路仍占总回路80%-90%.这是因为PID控制算法是对人的简单而有效操作的总结和模仿，足以维护一般过程的平稳操作与运行，而且这类算法简单且应用历史悠久，工业界比较熟悉且容易接受。
然而，单回路PID控制并不能适用于所有的过程和不同的要求[4}0 50年代开始，逐渐发展了串级、比值、前馈、均匀和Smith预估控制等复杂控制系统，即当时的先进控制系统，在很大程度上满足了单变量控制系统的一些特殊的控制要求。在工业生产过程中，仍有10%-20%的控制问题采用上述控制策略无法奏效，所涉及的被控过程往往具有强藕合性、不确定性、非线性、信息不完全性和大纯滞后等特性，并存在着苛刻的约束条件，更重要的是它们大多数是生产过程的核心部分，直接关系到产品的质量、生产率和成本等有关指标。随着过程工业日益走向大型化、连续化，对工业生产过程控制的品质提出了更高的要求，控制与经济效益的矛盾日趋尖锐，迫切需要一类合适的先进控制策略。自50年代末发展起来的以状态空间方法为主体的现代控制理论，为过程控制带来了状态反馈、输出反馈、解疆控制、自适应控制等一系列多变量控制系统设计方法}s}.上述多变量控制策略有其自身的不足之处，工业过程的复杂性使得建立其正确的数学模型比较困难。同时，计算机技术的持续发展使得计算机控制在工业生产过程中得到了广泛的应用，强大的计算能力可以用来求解过去认为是无法求解的问题，这一切都孕育着过程控制领域的新突破。
整个80年代，出现了许多约束模型预测控制的工程化软件包。通过在模型识别、优化算法、控制结构分析、参数整定和有关稳定性和鲁棒性研究等一系列工作，基于模型控制的理论体系己基本形成，并成为目前过程控制应用最成功，也最有前途的先进控制策略。近年来，人工智能技术有了长足的长进并在许多科学与工程领域中取得了较广泛的应用。就过程控制而言，专家系统、神经网络、模糊系统是最有潜力的三种工具。专家系统可望在过程故障诊断、监督控制、检测仪表和控制回路有效性检验中获得成功应用。神经网络则可以为复杂的非线性过程的建模提供有效的方法，进而可用于过程软测量和控制系统的设计上。模糊系统不仅是行之有效的模糊控制理论基础，而且有望成为表达确定性和不确定性两类混合并提炼这些经验使之成为知识进而改进以后的控制，也将是先进控制的重要内容。
由于先进控制受控制算法的复杂性和计算机硬件两方面因素的影响，早期的先进控制算法通常是在PC机和UNIX机上实施的。随着DCS功能的不断增强，更多的先进控制策略可以与基本控制回路一起在DCS控制站上实现。国外发达国家几乎所有企业都采用了DCS系统或其它智能化设备来实现对生产过程的控制，并在此基础上通过实施先进控制与优化较大的提升了系统的性能。可以说，高性能控制系统，尤其是DCS系统的普及为先进控制的应用提供了强有力的硬件和软件平台。国外从70年代末就开始了先进控制技术商品化软件的开发及应用，并在DCS的基础上实现先进控制和优化。如爱默生公司的DeltaV和Honeywell公司的TDC3000,其先进控制软件RMPGT和RPID等在现场的实际应用都集中在自己的DCS系统上。传统的PLC由于不支持浮点运算以及先进控制所必须的精确的时间，因此，除了模糊逻辑控制外，其他的先进控制并没有在PLG平台上实现。然而，在过程工业中大多系统使用先进灵活的PLC控制系统，因此1996年Barnes提出了一种基于PC-PLC通讯的混合方式，通过控制网络实现计算机与PLG的通讯，从而实现先进控制。
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4、论文提纲。
第三章PLC模糊控制器的研究与实现
3.1模糊控制算法与系统
3.1.1模糊控制理论
3.1.2模糊控制系统
3.1.2.1模糊控制器的组成
3.1.2.2模糊控制算法
3.1.2.3模糊控制器的结构
3.2 PLC模糊控制器设计
3.2.1 PLC模糊控制器结构
3.2.2模糊控制器离线部分设计
3.2.2.1模糊控制器离线部分算法设计内容
3.2.2.2基于MATLAB模糊逻辑工具箱的设计
3.2.3 STEP7实现模糊控制器设计
3.2.3.1模糊算法流程图
3.2.3.2模糊算法的功能块
3.2.4 PLC模糊控制器的仿真验证
3.2.4.1仿真系统的建立
3.2.4.2仿真结果验证
第四章PLC预测控制器的研究与实现
4.1广义预测控制算法
4.1.1单值广义预测控制
4.1.2单值广义预测控制律计算
4.2 PLC单值广义预测控制器的设计与实现
4.2.1单值广义预测算法的实现步骤
4.2.2单值广义预测控制器的设计
4.3单值广义预测控制器的仿真验证
4.3.1仿真模型的建立
4.3.2仿真结果分析比较
第五章基于PLC的空调性能检测实验室计算机控制系统
5.1工艺流程与控制方案
5.1.1工艺过程简述
5.1.2控制要求
5.1.3控制方案设计
5.2控制系统结构及配置
5.3监控系统组态设计
5.4 57-300 PLC控制系统设计
5.4.1硬件系统组态
5.4.2 PLC控制程序设计
5、论文的理论依据、研究方法、研究内容。
目前，PLC的应用十分广泛，涉及到过程控制的方方面面。但在控制策略上，它依然沿用传统的PID控制。许多PLC开发商把PID算法做成模块，固化在PLC中。
但从长远角度看，对于一些复杂的控制系统，PID很难满足控制要求，这就需要把先进的控制算法嵌入到PLC的设计中。本课题以此为主要研究内容。
工业过程的复杂性以及对于控制日益提高的要求，各种先进控制算法越来越多地深入到控制领域，但由于PLC的编程目前还限于低级语言(如梯形图)，所以，给在PLC上实现先进控制算法带来了困难。SIEMENS在PLC的编程系统STEP7中提供了比较丰富的功能模块，因此，本课题首先是通过对控制算法的研究与改进和对STEP?功能的开发，使先进控制策略在S7-300 PLC上得以较好的实现。本论文重点研究基于PLC的模糊控制器的实现，这一领域目前研究的比较多，因此在总结前人研究方法的基础上，设计出一个基于PLC的通用的模糊控制器，并使其固化在STEP7软件中。此外，对于PLC预测控制虽已有一些研究，但都仅限于理论方面，尚未给出PLC上实现的实例。本课题也想在此方面有所创新，开发出基于PLC的预测控制实现技术。
本论文第一章简要介绍了课题的来源背景、主要内容、目的意义以及国外相关工作的研究状况等。
第二章介绍了SIMATIC S7-300 PLC的主要特点，系统组成及控制系统的配置与实现，同时介绍了STEP?软件的功能及结构，组态环境，以及一些基本算法的实现方法。
第三章重点阐述了模糊控制的基本理论、模糊控制算法、模糊控制器的结构及设计方法。提出了基于PLC的模糊控制器的实现方法，即采用MATLAB离线设计，PLC在线查询的方式。给出了STEP?实现模糊算法的流程图及部分程序。
最后建立一个过程仿真系统，对PLC模糊控制器进行仿真验证。
第四章介绍了预测控制的基本理论，重点阐述了广义预测控制算法，并结合PLC的特点，提出了基于PLC的.单值广义预测控制器的设计方法，给出了STEP7实现单值广义预测算法的步骤与流程图。最后建立一个二阶大滞后的对象模型，构成仿真控制系统，与PID控制进行比较分析，验证PLC预测控制器的有效性。
第五章是作者在研究生期间参加的某空调性能检测实验室基于PLC实现的计算机控制系统，从系统控制方案的设计、系统配置和硬件构成、监控系统的设计等几个方面分别进行了详细的论述。
第六章结论与体会，总结自己在课题研究和项目研究的过程中的一些体会和心得，分析了工作中的不足，提出了以后工作的注意事项，改进方法。
6、研究条件和可能存在的问题。
I.尽快建立样板工程，把己经取得的研究成果应用到工程实际过程中，通过实践检验，发现问题以便不断改进和提高。
2. PLC预测控制器目前只应用了简单的单值广义预测算法，有其自身的局限性，如控制精度不高。目前，应用较为成熟的是MPC算法，因此可以把PLC-MPC控制器作为今后研究的一个重点。
3.对于PLC模糊控制器的改进，主要是在算法上，为了提高控制效果，单纯的模糊算法是不足的，改进型模糊算法如模糊PID可以改善控制器性能，因此可以开发PLC模糊PID控制器。
4.进一步挖掘STEP?软件的功能，开发过程对象仿真模块，给出基于PLC建立仿真系统的方法和步骤，为工业实阮应用缩短调试时间，保证系统的可靠性。
7、预期的结果。
1.通过对先进控制各种算法的分析比较，对先进控制理论有了进一步认识，从中学到了不少解决问题的方法，理解了传统控制方法与先进控制方法的区别。
2.基于PLC实现先进控制与基于PC实现先进控制相比较，最重要的一个优势在于PLC实现先进控制不需要通讯协议，而基于PC实现先进控制，在系统设计和运行之前必须正确的配置PC与PLC之间的通讯协议，因此可以降低系统得开发时间。其次，在系统运行时，在下位机上完成先进控制算法比在上位机完成更具有实时性。在可靠性方面，由于基于PC实现先进控制，现场的数据和信号要经过通讯传给上位机，这难免会出现数据的丢失和信号的误差，从而使系统的控制精度下降，而基于PLC实现先进控制避免了这类现象的发生。
3.西门子57-300 PLC功能强、处理速度快、模块化结构易于扩展，被广泛的应用于自动化控制系统中;其相应开发软件STEP7采用模块化编程方法，提供多种编程语言，丰富的功能模块，能实现较为复杂的功能和算法。因此二者结合 起来，为先进控制的设计与开发提供了很好的软硬件平台。
4. PLC模糊控制器采用MTALAB离线设计和PLC在线查表的方法，把复杂的模糊推理过程交给计算机离线完成，得到模糊控制量查询表供PLC在线调用。此方法将复杂琐碎的模糊控制系统的开发工作变得简单明了，大大缩短了开发周期，同时也提高的PLC控制的实时性，是目前被广泛采用且效果良好的PLC模糊控制器的设计方法。
5. PLC单值广义预测控制器采用简单实用的单值广义预测控制算法，它需要调整参数少、在线计算时间短，可适用于PLC类控制采样周期较短的快速动态过程系统。仿真结果表明：PLC单值广义预测控制器保持了预测控制的性能，控制效果较PID控制有很大改善，同时具有计算量小，响应迅速的优点。
8、论文写作进度安排。
20xx.05-20xx.06 开论文会议
20xx.06-20xx.07 确定论文题目
20xx.07-20xx.02 提交开题报告初稿
20xx.02-20xx.06 提交论文初稿
20xx.07-20xx.08 确定论文终稿
20xx.08-20xx.09 论文答辩
F. 一种基于PLC技术的智能电表的设计与实现
为了启动变频电机，PLC向变频器发送DO信号，变频器返回阿迪信号，通知PLC变频电机的运行情况。PLC向变频器发送4~20mA的AO信号来控制速度。返回一个4~20mA信号，通知PLC实际速度。I/O分布是什么意思？
网上有很多东西，主要是PLC控制变频器的给定速度。可以选择控制线进行速度设定，也可以选择现场总线进行速度设定。只需在指定的速度字中输入速度。可以搜索以下关键词:PLC现场总线，变频驱动。看来你应该是在校学生。一般学校都买电子讨论库，从内网获取比从外网获取方便很多。我属于轧钢厂。控制可能不同，原理完全相同。
就写高炉的加料系统吧。给你写论文是不可能的。。。不如把毕业设计做好。，，，我毕业的时候其实也做过这个设计。已经有些年了，但是昨天找不到了。。。写论文。前面可以介绍一下交流调速的发展过程和现状。这些资料可以混成四五页，然后讲PLC的发展和工作原理。。。然后围绕这个系统谈流程需求，结合控制详细描述控制流程。因为论文需要很多页，如果只关注这个系统，可以写七八页，然后可以用梯形图程序作为附页。。。。总的来说，希望对你有帮助。
——PLC是以微处理器为基础，集计算机技术、自动控制技术和通信技术于一体的新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛应用于工业过程和位置的自动控制。据统计，可编程控制器是工业自动化设备中应用最广泛的设备。专家认为，可编程控制器将成为未来工业控制的主要手段和重要基础设备之一，PLC、机器人和CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。PLC在继电器控制逻辑的基础上，结合3C(计算机、控制、通信)技术，不断发展和完善。目前已经从小规模的单机顺序控制发展到包括过程控制和位置控制在内的所有控制领域。自动化系统中使用的各种PLC要么集中安装在控制室，要么分散安装在生产现场的各个设备上。虽然大多处于高压电路和高压设备形成的恶劣电磁环境中，但PLC是专门为工业生产环境设计的控制设备。在设计制造过程中，采用了多级抗干扰和元器件选择措施，适应恶劣工业环境的能力强，运行稳定，可靠性高，无需任何特殊措施即可直接使用。高可靠性是电气控制设备的关键性能。由于PLC采用现代大规模集成电路技术和严格的生产工艺，其内部电路采用先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如，三菱公司生产的F系列PLC的平均故障间隔时间高达30万小时。一些具有冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间更长。从PLC的外部电路来说，利用PLC构成控制系统，与同规模的继电器接触器系统相比，电气接线和开关触点减少了几百倍甚至几千倍，故障大大减少。此外，PLC具有硬件故障自检功能，当出现故障时能及时发出报警信息。在应用软件中，用户还可以编写外围设备的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路和设备也能受到故障自诊断的保护。这样整个系统可靠性极高也就不足为奇了。长期以来，plc一直处于工业控制自动化领域的主战场，为各类自动控制设备提供非常可靠的控制方案，与dcs、工业pc形成三足鼎立之势。同时，plc也承受着来自其他技术产品的冲击，尤其是来自工业pc的冲击。目前，全世界约有200家plc制造商，生产300多种产品。国内plc市场仍以国外产品为主，如西门子、modicon、a-b、欧姆龙、三菱、ge等。经过多年发展，国内plc生产企业约有30家，但均未形成规模化生产能力和名牌产品。可以说plc在中国还没有形成制造业产业化。在plc的应用方面，中国非常活跃，应用行业也非常广泛。专家估计，2000年plc国内销量为15台(20万台(约90%为进口)，约2.5台(35亿元)，年增长率约为12%。预计到2005年，全国对plc的需求量将达到25万台左右，约3.5(45亿元)。plc的市场也反映了全世界制造业的地位，从2000年开始急剧下滑。然而，根据自动化研究公司的预测，尽管全球经济低迷，plc市场将会复苏。据估计，2000年全球plc市场将达到76亿美元，到2005年底将恢复到76亿美元，并继续小幅增长。小型化、网络化、pc化和开放性是未来plc的主要发展方向。在基于plc的自动化早期，plc体积庞大，价格昂贵。但近几年出现了micro plc(小于32 i/o)，价格也不过几百欧。随着软plc控制组态软件的进一步完善和发展，软PLC组态软件和基于pc的控制的市场份额将逐渐增加。目前过程控制领域最大的发展趋势之一就是以太网技术的扩展，plc也不例外。现在越来越多的plc供应商开始提供以太网接口。相信plc将继续向开放式控制系统转移，特别是基于工业pc的控制系统。目前，PLC已广泛应用于国内外各个行业，如钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、纺织、交通、环保、文化娱乐等。用法大致可分为以下几类:开关量的逻辑控制:这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它代替传统的继电器电路实现逻辑控制和顺序控制，可用于单台设备的控制。如注塑机、印刷机、订书机、组合机床、磨床、包装生产线、电镀生产线等。模拟控制:在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位、速度等，都是模拟量。为了使可编程控制器能够处理模拟，必须实现模拟和数字之间的A/D转换和D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D、D/A转换模块，这样可编程控制器就可以用于模拟控制；运动控制:PLC可用于控制圆周运动或直线运动。从控制机构的配置来看，早期是用I/O模块直接连接位置传感器和执行器，现在一般都是用专用的运动控制模块。例如可以驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界各大PLC厂商的产品几乎都具有运动控制功能，广泛应用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。过程控制:过程控制是指温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。PLC作为工业控制计算机，可以编制各种控制算法，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中广泛使用的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前很多小型PLC也有这个功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制广泛应用于冶金、化工、热处理和锅炉控制。数据处理:现代PLC具有数学运算(包括矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传输、数据转换、排序、查表、位运算等功能，可以完成数据的采集、分析和处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值进行比较，以完成某些控制操作，也可以通过使用通信功能传输到其他智能设备，或者打印和制成表格。数据处理一般用于大型控制系统，如无人驾驶柔性制造系统；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。通信与联网:PLC通信包括PLC之间的通信和PLC与其他智能设备之间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展迅速。各PLC厂商都非常重视PLC的通信功能，纷纷推出自己的网络系统。新生产的PLC有通讯接口，通讯非常方便。
G. plc毕业论文设计
PLC和变频器在中央空调系统中的节能应用
摘要:介绍一种以PLC作为总控制部件，采用变频器控制中央空调冷冻水循环泵，构成恒压
循环供水；变频调速循环供水，以及用PLC控制一台软起动器分别起动4台井水泵的控制系统。
从而实现节能的目的，提高系统的可靠性，确保设备的安全运行。
关键词：PLC；变频器；软起动器；节能
1引言
晶澳太阳能有限公司采用3台设备制冷机组用
于生产设备制冷，设备冷冻水循环泵2台，额定功
率30kW，一备一用。另采用2台空调制冷机组用
于环境制冷，空调冷冻水循环泵3台，额定功率
37kW，二用一备。两种循环水泵均为工频全速运转，
由于设备冷冻水采用传统的固定节流方式来满足生
产设备恒压供水要求和空调冷冻水采用固定节流的
方式实现调节室内温度的目的，造成了大量电能的
浪费，减短了水泵和阀门的使用寿命。现改造为由
PLC作为核心控制部件，由变频器和设备冷冻水泵
组成恒压供水系统。空调冷冻水根据温差△T控制
原理，由变频器，PID温差控制器，温度变送器，
循环泵组成温差△T控制变频调速系统。
现公司有4口水井，井水泵额定功率为75kW，
采用工频恒速运行。井水统一供给两种制冷机组冷
却水、其他车间用水、消防用水等。由于井水泵的
自耦降压起动方式控制机构宠大，故障率高。现改
造为由PLC控制一台软起动器分别起动4台井水泵
的起动方式。
2硬件配置
设计选用一台PLC作为核心控制部件，控制井
水泵的软起动，设备冷冻水恒压供水和空调冷冻水
的变频调速。其中，PLC选用Siemens公司的s7-200，
CPU选用S7-222，电源模块一块，数字扩展模块选
用EM223 24VDC 16输入/16输出。共24个输入点，
22个输出点。数字量输入主要有循环泵手/自动运行
方式的切换，循环水泵和井水泵的手动启/停操作和
井水流量反馈。数字输出点用于19点继电器输出和
两个冷冻水系统故障报警和井水流量报警。
变频器选用MicroMaster430系列2台，一台额
定功率30kW，用于控制设备冷冻水循环泵，另一
台额定功率37kW，用于控制空调冷冻水循环泵。
MicroMaster430系列变频器是风机类和水泵类的专用变频器，它拥有内置PID调节器，可以提高供水
压力的控制精度，改善系统的动态响应。软起动器
选用SIRIUS 3RW40系列一台，额定功率75kW，
用于软起动井水泵。PID温差控制器一台，选用
Transmit（全仕）G-2508系列PID双路温差控制器，
用于设定温差，并将PID处理后的4～20mA的模拟
信号送至变频器。压力变送器一个，用于检测设备
冷冻水的管网压力，并将压力信号反馈给变频器。
温度变送器两个，用于检测蒸发器两端的温度，并
将温度信号送至PID温差控制器。
3控制方案设计
3.1设备冷冻水恒压供水控制方案设计
控制原理如图2所示，设备冷冻水循环系统是
一个密闭的系统，由1#，2#循环泵供水，供水压力
要求在4.0±0.5Mbar。正常情况下，一台循环泵工
频全速运转时，出水压力可达7.5 Mbar。具有很大
的裕量，为避免电能的浪费，将设备冷冻水循环系
统设计为恒压供水系统。方案设计有手动/自动两种
工作方式。
在手动方式下，工作人员可以根据实际情况现
场决定起/停水泵的变频运行，并设最高优先控制
级，不受PLC的自动控制，以保证检修或出现故障
时的安全使用。
自动方式控制过程：将控制面板上设备冷冻水
泵的手动/自动开关，打到“自动”档，由井水泵的运
行给定PLC设备冷冻水泵的起动信号，PLC控制
KM11吸合，并与变频器通信，由变频器1F软起动
1#循环泵。压力变送器检测设备冷冻水管网压力，
转化为4～20mA的模拟信号反馈至变频器1F，变频器1F通过内置的PID将检测压力与压力给定值
进行比较优化计算，输出运行频率调节1#循环泵
的转速。当压力变送器检测到的管网压力低于给定
压力时，变频器输出频率上升，增加1#泵的转速，
提高管网压力；反之，则频率下降，降低1#水泵的
转速。为防止备用泵在备用期间发生锈蚀现象，在
自动控制方式下，将1#、2#循环泵设置起始/停止周
期，使其自动定时循环使用。
为避免在水泵切换时，管网压力变化过大，应
采取必要的起/停时间协调措施，以尽量保证水压的
稳定，并在切换过程中，对压力检测信号进行一定
延时的“屏蔽”，防止变频器在较高的压力信号下不
起动。切换过程为：当设定的循环周期已到时，屏
蔽压力检测信号。将正在运行的水泵的频率升至
50Hz后切换为工频运行，之后将备用泵变频起动
（备用泵与运行泵不固定），在频率升至30Hz时，
切除工频泵，并取消对压力信号的屏蔽，恢复正常
运行，如此循环。在水泵切换时为了防止KM11与
KM12、KM21与KM22、KM11与KM22误动作同
时吸合发生故障，须将它们电气互锁和程序互锁。
当工作泵发生故障时，则立即停止工作泵，将备用
泵投入变频运行，并输出声光报警，提示工作人员
及时检修，当变频器发生故障时则停止水泵运行立
即输出报警。
3.2空调冷冻水系统循环泵变频调速控制方案设计
控制原理如图3所示，空调冷冻水系统的供回
水温度之差反映了冷冻水从室内携带热量的情况。
温差大，说明室内温度高，应提高冷冻水泵的转速，
加快冷冻水循环；反之，温差小，说明室内温度低，
可以适当降低冷冻水泵的转速，减缓冷冻水循环。
一般中央空调冷冻水系统设计温差为5oC~7oC。通
过温差△T控制，控制冷冻水系统的循环状态，可
以降低能源损耗，延长水泵的寿命。此外，空调冷
冻水系统是一个密闭的系统不必考虑恒压问题。
差控制器和循环泵温差闭环变频调速系统，控制冷
冻水泵的转速随着室内热负载的变化而变化。工作
过程为：温度变送器1、2分别在空调机组蒸发器输
入和输出端测得温度后，转换为4～20mA的标准信
号送入PID温差控制器，经PID与给定温差值比较
处理后，输出4～20mA的标准信号到变频器2F的
模拟量输入端，变频器2F输出相应频率，调节循环
水泵的转速，达到控制温度的目的，形成一个完整
的闭环控制系统。系统设计为手动和自动两种控制
方式手动方式工作过程与设备冷冻水泵手动工作方
式类似自动控制过程为：将控制面板上的空调冷冻
水循环泵手动/自动控制开关打到“自动”档，系统将
在自动方式下运行，由井水泵的运行给定PLC空调
冷冻水泵起动指令后，首先控制KM31吸合投入3#
循环泵变频运行，由温度变送器1、2检测蒸发器两
端的温度，并将温度信号送到PID温差控制器，PID
温差控制器将检测到的温差与给定温差比较处理后
的标准信号反馈给变频器2F。若检测到的温差大于
温差给定值时，变频器2F提升输出频率，提高水泵
的转速，加快冷冻水的循环；反之，则降低频率，
降低水泵转速。在自动运行方式下，将3台水泵设
定自动循环周期，定时自动循环使用。3台水泵的
开闭顺序为“先开先关”的顺序，当室内热负荷加
大时，若变频器2F的输出频率已升至50Hz，经一
定延时（如20min），当检测温差值仍大于温差给定
值时，通过PLC程序控制，把3#水泵切换为工频运
行，再投入4#水泵变频运行，如此循环，直到变频
运行5#水泵。当3台水泵被全部投入运行，且变频
泵频率已至50Hz，经延时若频率仍没下降，则由
PLC输出报警，提醒工作人员及时修改空调机组设
定值；相反，当室内热负荷减小时，变频器2F降低
输出频率，降低5#泵的转速，当频率降到20Hz时，
若检测温差值仍低于温差给定值时，经延时（如
20min），停止3#泵，依此类推。为保证变频器2F
只控制一台水泵，将KM31、KM41和KM51电气
互锁和程序互锁，同时须将KM31与KM32、KM41
与KM42、KM51与KM52电气互锁。当变频器2F
或水泵发生故障时，由PLC输出声光报警，提示工
作人员及时检修。
3.3井水泵软起动控制方案设计
如图1所示，利用PLC控制一台软起动器，即
可分别起动4台井水泵.将井水泵的运行方式设计为
手动方式。具体控制过程为：按下控制面板上相应的起动按钮，如按下6#泵起动按钮，PLC控制KM61
吸合并运行软起动器，软起动6#井水泵。当软起动
器起动完毕后利用其辅助触点反馈信号给PLC，
PLC断开KM61并立即闭合KM62，将6#井水泵切
入工频运行，并停止运行软起动器，依此类推。为
防止软起动器同时起动两台以上的井水泵，须将
KM61、KM71、KM81、KM91电气互锁和程序互
锁，另须将KM61与KM62、KM71与KM72、KM81
与KM82、KM91与KM92电气互锁，
4 S7-200与MM430变频器的通信设置
S7-200PLC作为核心控制部件，它有总线访问
权，可以读取或改写变频器的状态，控制软起动器
的运行状态，从而达到控制和监视设备运行状态的
目的。系统采用总线式拓扑结构，两台变频器采用
总线接插件连入总线。S7-200选用S7-222CPU，软
件采用WIN3.2。采用西门子Profibus屏蔽电缆及9
针D形网络连接头。利用S7-222的自由通信口功
能，即RS485通信口。由用户程序实现USS协议与
两台MM430变频器通信。在硬件连接完毕后，需
要对两台MM430变频器的通信参数进行设置，如
表1所示。
5软件设计
在应用设计中，PLC起到“总监总控”的角色，
可以对两台变频器的状态进行查询和控制。程序首
先将S7-222的通信口初始化为自由通信口方式，然
后程序进入一个顺序控制逻辑功能块。控制顺序为：
手动起动井水泵，在井水流量满足要求的情况下，
自动运行设备冷冻水循环泵和空调冷冻水循环泵。
在PLC的程序中设计了井水泵的手动软起动井水泵
控制、设备冷冻水循环泵和空调冷冻水循环泵自动
定时循环程序；同时设计了设备冷冻水循环泵和空调冷冻水循环泵的手动控制程序。在本系统中采用
了变频器自身控制的方法，这样就省去了对PLC的
PID算法的编程。
6结论
本系统设计实际应用运行一个夏季后，得出与
上个季度循环水泵电能消耗数据及故障次数如表2
所示。数据显示，系统改造后节能达30%以上，并
且在春，秋、冬季节空调冷冻水循环泵的节能效果
会更加明显，并且故障发生次数大幅下降。因此采
用调速调节流量的方式，可以大幅度降低截流能量
的损耗，具有显著的节能效果，并能延长水泵的寿
命，提高系统运行的稳定性，降低生产成本，提高
生产效率。
参考文献
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频器选型,应用与维护.北京:人民邮电出版社,2002:
176-202.
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430使用大全.2003.12.
[3]蔡行健.S7-200模块.深入浅出西门子S7-200PLC.
北京:北京航空航天出版社,2003:95-125.
[4]原魁,刘伟强.变频器基础及应用.北京:冶金工业出
版社,2006.
[5]罗宇航.流行PLC实用程序及设计(西门子S7-200系
列).西安:西安电子科技大学出版社,2004.
叮叮猫进士 回答采纳率:42.2% 2010-03-24 20:38 随着我国经济的高速发展，交流变频调速技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越广泛。而电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，与人们的生活紧密相关。随着人们对其要求的提高，电梯得到了快速的发展，其拖动技术已经发展到了变压变频调速，其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制。
通过对变频器和PLC的合理选择和设计，大大提高了电梯的控制水平，并改善了电梯运行的舒适感，使电梯得到了较为理想的控制和运行效果。并利用旋转编码器发出的脉冲信号构成位置反馈，实现电梯的精确位移控制。通过PLC程序设计实现楼层计数、换速信号、开门控制和平层信号的数字控制，取代井道位置检测装置，提高了系统的可靠性和平层精度。该系统具有先进、可靠、经济的特色。该电梯控制系统具有司机运行和无司机运行的功能，并且具有指层、厅召唤、选层、选向等功能和具有集选控制的特点。
关键词： 电梯； PLC； 变频调速； 旋转编码器
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 录
1 绪论 1
1.1 PLC控制交流变频电梯的简介 1
1.2 电梯控制的国内外发展现状 2
1.3 题目选择的来源与意义 3
1.4 本文所做的主要工作 3
2 电梯设备的介绍 4
2.1 电梯设备 4
2.1.1 电梯的分类 4
2.1.2 电梯的主要参数 4
2.1.3 电梯的安全保护装置 5
3 变频器的选择及其参数计算 7
3.1 变频器的分类 7
3.2 变频器的选择 7
3.2.1 变频器品牌型号的选择 7
3.2.2 变频器规格的选择 8
3.2.3 选择变频器应满足的条件 8
3.3 VS-616G5型通用型变频器 8
3.4 变频器有关参数的计算 10
3.4.1 变频器容量的计算 10
3.4.2 变频器制动电阻的计算 11
4 PLC的选择及硬件开发 12
4.1 PLC简介 12
4.2 控制器件的选择 14
4.2.1 PLC的选择 14
4.2.2 轿厢位置的检测元件 14
4.3 PLC硬件系统的设计 16
4.3.1 设计思路 19
4.3.2 I/O点数的分配及机型的选择 21
5 系统软件开发 25
5.1 电梯的三个工作状态 25
5.1.1 电梯的自检状态 25
5.1.2 电梯的正常工作状态 25
5.1.3 电梯的强制工作状态 26
5.2 系统的软件开发方法确定 26
5.2.1 软件设计特点 26
5.2.2 软件流程 27
5.2.3 模块化编程 29
5.3 系统的软件开发 30
5.3.1 电路的开关门运行回路 30
5.3.2 电梯的外召唤信号的登记消除及显示回路 33
5.3.3 利用旋转编码器获取楼层信息 35
5.3.4 呼梯铃控制与故障报警 35
5.3.5 电梯的消防运行回路 36
结 论 38
致 谢 39
参考文献 40
附录 Ⅰ VS-616G5型变频器的常用参数 41
附录 Ⅱ VS-616G5变频器主要参数设置表 42
附录 Ⅲ 梯形图 43
H. 基于plc的流量计数器怎么设计
1、它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。
2、目前PLC已经广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通等方面。