炉温闭环PLC控制系统课程设计Word格式.docx
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1、前言
2、实训目的及要求
3、实训时间
4、实训地点
5、实训单位和部门
6、实训内容:
按实训大纲、实训进度计划的要求和规定,并结合自己的体会写。
7、实训总结
指导教师评语及成绩评定
教师评语:
年月日
评定结果
教师签字:
XXX学校实训鉴定表
系部:
电气与信息工程系专业:
生产过程自动化填表时间:
班级
姓名
学号
联系电话
住址
实训地点:
EDA实验室
实训时间:
实训内容:
PLC控制实训
带队教师意见:
年月日
评定结果:
教师签字:
注:
1、本表用于三周以内的实习、设计、测绘等实践教学评定
2、评定结果按“优、良、中、及格、不及格”五级予以评
前言
可编程控制器(ProgrammableController)是计算机家族中的一员,是为工业控制应用而设计制造的。
早期的可编程控制器称作可编程逻(ProgrammableLogicController),简称PLC,它主要用来代替继电器实现逻辑控制。
随着技术的发展,这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围,因此,今天这种装置称作可编程控制器,简称PC。
但是为了避免与个人计算机(PersonalComputer)的简称混淆,所以将可编程控制器简称PLC。
PLC问世以来,尽管时间不长,但发展迅速。
为了使其生产和发展标准化,美国电气制造商协会NEMA(NationalElectricalManufactoryAssociation)经过四年的调查工作,于1984年首先将其正式命名为PC(ProgrammableController),并给PC作了如下定义:
“PC是一个数字式的电子装置,它使用了可编程序的记忆体储存指令。
用来执行诸如逻辑,顺序,计时,计数与演算等功能,并通过数字或类似的输入/输出模块,以控制各种机械或工作程序。
一部数字电子计算机若是从事执行PC之功能着,亦被视为PC,但不包括鼓式或类似的机械式顺序控制器。
”以后国际电工委员会(IEC)又先后颁布了PLC标准的草案第一稿,第二稿,并在1987年2月通过了对它的定义:
“可编程控制器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。
可编程控制器及其有关外部设备,都按易于与工业控制系统联成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
”
目录
前言
第一章PLC的基础知识………………………………………………………………1
1.1PLC的发展历程…………………………………………………………………1
1.1.1PLC的构成……………………………………………………………………2
1.2PLC的常用指令…………………………………………………………………3
1.3PLC的工作原理…………………………………………………………………4
1.4PLC的工作过程,PLC的运行方式……………………………………………4
1.5PLC执行程序的过程及特点……………………………………………………6
1.6梯形图语言(LD)………………………………………………………………7
第二章PLC控制的加热炉温度控制系统…………………………………………8
2.1被控参数的选择…………………………………………………………………8
2.2控制参数的选择………………………………………………………………8
2.3锅炉温度过程控制的介绍……………………………………………………8
2.4加热炉温度控制系统基本构成……………………………………………10
2.5PLC控制系统原理………………………………………………………………10
2.6PLC程序的调试…………………………………………………………………13
2.7炉温控制外部接线图……………………………………………………………14
2.8炉温控制顺序功能图…………………………………………………………14
2.9炉温控制梯形图及指令………………………………………………………15
总结…………………………………………………………………………………19
参考文献……………………………………………………………………………20
第一章PLC的基础知识
在自动化控制领域,PLC是一种重要的控制设备。
目前,世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品,应用在汽车(23%)、粮食加工(16.4%)、化学/制药(14.6%)、金属/矿山(11.5%)、纸浆/造纸(11.3%)等行业。
为了使各位初学者更方便地了解PLC,本文对PLC的发展、基本结构、配置、应用等基本知识作一简介,以期对各位有所帮助。
1.1PLC的发展历程
在工业生产过程中,具有大量的开关量顺序控制,要求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等。
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)公司公开招标,提出研制能够取代继电器的控制装置的要求,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ProgrammableController(PC)。
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ProgrammableLogicController(PLC),现在,仍常常将PLC简称PC。
PLC的定义有许多种。
国际电工委员会(IEC)对PLC的定义是:
可编程控制器是一种数字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贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字量、模拟量的输入和输出,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,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
现今,PLC已经具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
在可预见的将来,PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的主导地位,是其他控制技术无法取代的。
1.1.1PLC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(如上左图)。
模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。
结构模块如下图所示:
图1.1PLC结构模块
1、CPU的构成及功能
CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,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。
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,从用户程序存储器中逐条读取指令,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、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。
图1.2直流输入接口单元电路
图1.3数字(开关)量输出电路
I/O种类有开关量输入(DI),开关量输出(DO),模拟量输入(AI),模拟量输出(AO)等。
开关量是指只有开和关(或1和0)两种状态的信号,模拟量是指连续变化的量。
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。
3、内存
内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。
不同机型的PLC期内存大小也不尽相同,除主机单元的已有的内存区外,大部分机型还可根据用户具体需要加以扩展。
1.2PLC的常用指令
基本逻辑指令,用于处理逻辑关系,以实现逻辑控制。
这类指令不管什么样的PLC都总是有的.
数据处理指令,用于处理数据,如译码,编码,传送、移位等等。
_MB_I_^__/]_[数据运算指令,用于进数据的运算,如十、一、X、/等,可进行整形数计算,有的还可浮点数运算;
也可进行逻辑量运算,等等。
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r流程控制指令,用以控制程序运行流程。
PLC的用户程序一般是从零地址的指令开始执行,按顺序推进。
但遇到流程控制指令也可作相应改变。
流程控制指令也较多,运用得好,可使程序简练,并便于调试与阅读。
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L状态监控指令,用以监视及记录PLC及其控制系统的工作状态,对提高PLC控制系统的工作可靠性大有帮助.
1.3PLC的工作原理
图1.4PLC的结构图
PLC是采用“顺序扫描,不断循环”的方式进行工作的。
即在PLC运行时,CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序,按指令步序号(或地址号)作周期性循环扫描,如无跳转指令,则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序,直至程序结束。
然后重新返回第一条指令,开始下一轮新的扫描。
在每次扫描过程中,还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。
PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。
PLC在输入采样阶段:
首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入,并将其写入各对应的输入状态寄存器中,即刷新输入。
随即关闭输入端口,进入程序执行阶段。
PLC在程序执行阶段:
按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令,经相应的运算和处理后,其结果再写入输出状态寄存器中,输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。
输出刷新阶段:
当所有指令执行完毕,输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中,并通过一定的方式(继电器、晶体管或晶闸管)输出,驱动相应输出设备工作。
1.4PLC的工作过程,PLC的运行方式
最初研制生产的PLC主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置,但这两者的运行方式是不相同的:
(1)继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式,即如果这个继电器的线圈通电或断电,该继电器所有的触点(包括其
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- 炉温 闭环 PLC 控制系统 课程设计