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提交日期:
2009年12月30日
概要
本文介绍了以微处理器为基础的通用工业控制装置PLC(ProgrammableLogicController)可编程序控制器为核心,用电气控制线路来实现电动机正反转,电动机星三角启动,线路通过PLC进行程序的编制和调试,设计、制作多种液体混合机控制系统和彩灯喷泉控制系统。
目录
前言
第一章PLC的介绍.........................................6
1.1PLC的基本概念与基本结构..................6
1.1.1PLC的基本概念.........................6
1.1.2PLC的基本结构.........................6
1.2PLC的特点与应用领域......................7
1.2.1PLC的特点.............................8
1.2.2PLC的应用领域.........................9
第二章PLC的工作原理..................................11
第三章PLC程序设计.......................................13
3.1PLC编程语言的国际标准.....................13
3.2S7-200的程序结构..........................14
3.31多种液体混合机的控制要求......................15
3.2多种液体混合机的流程图.......................16
3.3多种液体混合机的I/O分配表....................17
3.4多种液体混合机的实物图........................18
3.5多种液体混合机的控制原理图........
第四章电气控制线路.......................................15
4.1电动机的基本控制线路......................15
4.1.1常见低压电器元件......................15
4.2电气控制线路的组成.........................23
4.3电气控制线路的工作原理.....................24
第五章项目制作
(一).....................................25
5.1项目技能训练准备............................25
5.1.1电气控制柜内电气布置图.................25
5.1.2电气柜内接线图.........................26
5.1.3元器件的识别记录表.....................27
5.1.4元器件的测试报告表....................28
5.2利用控制柜实现电动机起保停的控制............29
5.2.1PLC控制原理图..........................29
5.2.2所用元器件清单表.......................30
5.2.3PLC控制程序............................31
第六章项目制作
(二)多种液体混合机......................32
6.1PLC控制工艺流程...........................32
6.2PLC控制原理图............................33
6.3控制器I/O地址分配表.......................34
6.4PLC控制安装图............................35
6.5PLC控制接线图............................36
6.6PLC控制程序...............................37
6.7调试的步骤.................................38
总结..............................、..........、............46
致谢.....................................................47
参考文献..................................................48
前言
本实训项目通过多种液体混合机控制系统总体方案设计、元器件选型、原理图与安装图绘制、控制程序的编写、产品生产制造工艺文件编制、产品的组装调试、产品质量检测检验分析与项目完成后的评估总结报告的撰写等完整工作过程的训练。
本报告正是以实训项目为载体,对实训项目中用到的PLC相关知识以及电气控制线路的相关知识进行阐述。
第一章PLC的介绍
1.1PLC的基本概念与基本结构
1.1.1PLC的基本概念
现代社会要求制造对市场需求作出迅速的反应,生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品,为满足这一要求,生产设备和自动生产的控制系统必须具有极高的可靠性和灵活性,可编程序控制器正式顺应这一要求出现的,它是以微处理器为基础的通用工业控制装置。
PLC的应用面广、功能强大、使用方便,已经广泛地应用在各种机械设备和生产过程的自动控制系统中,PLC在其他领域,例如民用和家庭自动化的应用也得到了迅速的发展。
PLC仍然处于不断的发展之中,其功能不断增强,更为开放,它不但是单机自动化中应用最广的控制设备,在大型工业网络控制系统中也占有不可动摇的地位。
PLC应用面之广、普及程度之高,是其他计算机控制设备无法比拟的。
国际电工委会在1985年的PLC标准草案第3稿中,对PLC做了如下定义:
“可编程序控制器是一种数学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储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算数运算等操作的指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
可编程序控制器及其有关设备,都应按易与使工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
”从上述定义可以看出,PLC是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机,除了能完成各种各样的控制功能外,还有与其他计算机通信联网的功能。
1.1.2PLC的基本机构
PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成。
PLC的特殊功能模块用来完成默写特殊任务的。
1.CPU模块
CPU模块主要由微处理器(CPU芯片)和存储器组成。
在PLC控制系统中,CPU相当于人的大脑和心脏,它不断的采集输入信号,执行用户程序,刷新系统的输出;
存储器用来存储程序和数据。
2.I/O模块
输入模块和输出模块简称为I/O模块,它们相当于人的眼、耳、手、脚,是联系外部现场设备和CPU模块的桥梁。
输入模块用来接收和采集输入信号,开关量输入模块用来接收从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等来的开关量输入信号;
模拟量输入模块用来接收电位器、测速发电机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流电压信号。
开关量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备;
模拟量输出模块用来控制调节阀、变频器等执行装置。
CPU模块的工作电压一般是5v,而PLC外部的输入/输出电路的电源电压较高,例如DC24v和AC220v。
从外部引入的尖峰电压和干扰噪声可能损坏CPU模块中的元器件,或使PLC不能正常工作。
在I/O模块中,用光耦合器、光敏晶闸管、小型继电器等器件来隔离PLC的内部电路和外部的I/O电路。
I/O模块除了传递信号外,还有电平转换与隔离的作用。
3.编程器
编程器用来生成用户程序,并用它来编辑、检查、修改用户程序,监视用户程序的执行情况。
手持式编程器不能直接输入和编辑梯形图,只能输入和编辑指令表程序,因此又叫做指令编程器。
它的体积小,价格便宜,一般用来个小型PLC编程,或者用于现场调试和维护。
使用编程软件可以在计算机屏幕上直接生成和编辑梯形图或指令表程序,并且可以实现不同编程语言之间的相互转换。
程序被编译后下载到PLC,也可以将PLC中的程序上传到计算机。
程序可以存盘或打印,通过网络或电话线,还可以实现远程编程和传送。
4.电源
PLC使用AC220v电源或DC24v电源。
内部的开关电源为各模块提供不同电压等级的直流电源。
小型PLC可以为输入电路和外部的电子传感器提供DC24v电源,驱动PLC负载的直流电源一般由用户提供。
1.2PLC的特点与应用领域
1.2.1PLC的特点
1.编程方法简单易学
梯形图是使用最多的PLC编程语言,其电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似,梯形图语言形象直观,易学易懂,熟悉继电器电路图的电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言,并用来编制用户程序。
2.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。
3.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。
4.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。
5.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。
6.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。
1.2.2
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 电气控制 综合
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