PLC技术综合应用实训报告.doc

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潞新公司广播电视大学

综合实训报告

学生姓名：

依伟

专业：

数控技术（机电方向）

学号：

1065001460244

班级：

10级专科

指导教师：

赵燕

实训时间：

2012.10.8—11.16

PLC技术综合应用实习报告

一、绪言

2012年10月8日至2012年11月16日我们进行了为期六周的校内实习，本次实习在潞新电大校办工厂进行。

因为我们学校的这些设备是与生产线上的实际生产设备很接近，所以本次实习总体收获很大。

我们这次实习的课题是PLC技术综合应用，PLC（ProgrammableLogicController）是可编程控制器的简称，是以微处理器为核心，综合了计算机控制、自动化、通讯网络等技术的一种通用的工业控制装置。

PLC起源于1969年，美国数字设备公司研制出了第一台可编程控制器PDP-14，在美国通用汽车公司的生产线上试用成功，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这是第一代可编程控制器，称Programmable，是世界上公认的第一台PLC。

20世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。

在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。

20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。

这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。

PLC控制系统有如下的特点：

1、PLC的基于工业环境下设计的控制装置，环境适应性强，可靠性高。

2、PLC最常用的编程语言是梯形图语言，编程语言形象、直观，编程简单，便于广大现场工程技术人员掌握。

3、PLC控制系统的体积小，重量轻，便于安装，维修方便。

4、PLC具有自诊断、故障报警、故障种类显示等功能，可以方便的实时监视系统的运行状态。

5、现在PLC具有传统控制系统无法比拟的远程数据传送、交换、控制和监视的网络通讯功能。

二、实习所需设备的工作原理

1、变频器工作原理

变频器的作用

变频器集成了高压大功率晶体管技术和电子控制技术，得到广泛应用。

变频器的作用是改变交流电机供电的频率和幅值，因而改变其运动磁场的周期，达到平滑控制电动机转速的目的。

变频器的出现，使得复杂的调速控制简单化，用变频器+交流鼠笼式感应电动机组合替代了大部分原先只能用直流电机完成的工作，缩小了体积，降低了维修率，使传动技术发展到新阶段。

变频器的组成

变频器通常分为4部分：

整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。

a、整流单元将工作频率固定的交流电转换为直流电。

b、高容量电容存储转换后的电能。

c、逆变器由大功率开关晶体管阵列组成电子开关，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。

d、控制器按设定的程序工作，控制输出方波的幅度与脉宽，使叠加为近似正弦波的交流电，驱动交流电动机。

变频器的控制方式

变频器的控制方式可采用恒压频比控制方式，也可采用矢量控制方式，具体的控制方式由参数P100进行设置。

（1）恒压频比控制方式：

该控制方式，控制电路简单，成本较低，但系统性能不高，响应慢，尤其是低频时存在转矩低的问题，要适当提高定子电压以进行转矩补偿。

（2）矢量控制方式：

该控制方式是经过坐标变换将定子电流进行电压分解，将直流电动机和交流电动机相等效，按照直流电动机的控制策略，再通过坐标反变换来控制异步电动机，具有较好的动态性能。

2、继电器工作原理

继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。

故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。

只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。

当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。

这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。

3、S7-200系列PLC工作原理

S7-200可编程控制器是德国四门子公司研制的一种新型可编程控制器。

它工作可靠，功能及其强大，存储容量大，编程方便，输出端可直接驱动2A的继电器或接触器的线圈，抗干扰能力强。

因此，能够满足对电气控制系统的要求。

S7-200系列小型PLC（MicroPLC）可应用于各种自动化系统，因此其在实践中成为一种既经济又可靠的控制装置。

其主要模块为电源和CPU，我们本次实习所用的PLC为CPU314C-2DP，其中集成了数字量输入/输出和模拟量输入/输出。

CPU功能是：

执行用户程序；为S7-200背板总线提供5V电源；在MPI网络中，通过MPI与其他MPI网络节点进行通信。

数字量输入模块用于连接外部的机械触点和电子数字式传感器。

数字量输入模块将从现场传来的的外部数字信号的电平转换为PLC内部的信号电平。

输入电路中一般设有RC滤波电路，以防止由于输入触点抖动或外部干扰脉冲引起的错误输入信号，输入电流一般为数毫安。

数字量输出模块用于驱动电磁阀、接触器、小功率电动机、灯和电动机起动器等负载。

数字量输出模块将S7-200的内部信号电平转化为控制过程所需的外部信号电平，同时有隔离和功率放大作用。

三．实训目的

（1）用S7-200可编程控制器实现小车自动往返控制系统设计。

（2）掌握西门子编程软件的监控调试功能。

四．实训器材

实训所用器材如表3-9所示。

表3-9实训器材清单

序号

名称

型号规格

数量

单位

1

万用表

MF47型

1

块

2

可编程控制器

S7-200/224

1

只

3

计算器

1

台

4

S7-200编程软件

V3.1STEP-7

1

套

5

空气断路器

C65ND20

1

只

6

交流接触器

NC3-09/220

2

只

7

控制变压器

JBK3-100

1

只

8

三相异步电动机

JW6324-380V

1

台

380V/220V

9

热继电器

NR4-63

1

只

250W0.85A

10

行程开关

YBLX19-222

4

只

1~1.6A

11

按钮、导线、端子等

五．实训内容

（1）硬件系统设计：

S7-200可编程控制器系统接线原理图如图3-14所示。

将L1，N端接在交流220V的电源上，三相异步电动机的接线如图3-16（a）所示。

图3-14小车自动往返运动控制系统接线原理图

（2）小车自动往返运动控制系统I/O分配如表3-10所示。

表3-10小车自动往返运动控制系统I/O分配表

元件代号

输入

作用

元件代号

输入

作用

S1

I0.1

正转启动按钮

SQ3

I0.5

左限位行程开关

S2

I0.2

反转停止按钮

SQ4

I0.6

右限位行程开关

S3

I0.0

停止按钮

KM1

Q0.0

电动机正转

SQ1

I0.3

右到位行程开关

KM2

Q0.1

电动机反转

SQ2

I0.4

左到位行程开关

（3）程序设计：

小车自动往返运动控制程序如图3-15所示。

图3-15小车自动往返运动控制程序

（4）系统调试：

安装完毕后，用万用表检查线路，将程序写入PLC中，在现场监护下进行通电调试，验证系统功能是否符合控制要求。

如果出现故障，对线路进行检查和修改梯形图，然后再重新调试。

（a）

（b）

图3-16小车自动往返运动的继电器控制电路图

六.心得体会

  这次我们的主要实训目的：

1工作台自动往返，要求：

用PLC控制实现工作台的自动往返运动；（I）按下启动按钮SB2，小车电机正转，小车第一次前进，碰到限位开关SQ1后小车电机反转，小车后退。

（2）小车后退碰到限位开关SQ2后，小车电机M停转。

停5s后，第二次前进，碰到限位开关SQ1，再次后退。

（3）第二次后退碰到限位开关SQ2时，小车停止。

（4）再次按下启动按钮SB2，小车重复进行。

在老师的带领下，我们完成了本次PLC实训。

在这此期间我学到了很多，通过这次对PLC控制，让我了解了PLC梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我了解了关于PLC设计原理。

有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。

刚接触一样新东西，要有信心把它做好，不要退缩。

其实再难的事只要有信心，肯用心，积极主动就一定能做好！

我刚开始这项工作的时候，也感觉什么都不懂，什么都难，常常都摸不着头绪。

但我仔细地想了想，万事开头难嘛，出现这种情况是很正常的事情，我不是在为自己找借口，而确实是这样。

所以，我认识到自己的不足便开始了实际的行动，努力地学，有不懂的就问，有不清楚不明白的就通过各种途径去弄明白，根本就不怕别人笑话。

实践才是活生生的东西，通过实践，很多事情就会变得很容易甚至比理论上的更简单。

条条框框的理论看起来很乏味，有时也难以理解，但自己亲身去实践，去操作，慢慢地就会变得很熟练，大有一种豁然开朗的感觉。

刚开始看到那测试流程时，觉得很烦琐，很多东西都是一头雾水。

但当我真正独立去实践，去体验的时候，我突然发现：

原来那么简单！

所以，我现在觉得，单纯理论上的东西，没有经过自己的亲身实践，是无法真正透彻理解它的真正含义的，就算你把它背得滚瓜烂熟也不起什么作用！

不把死的东西变成活的东西就等于没有真正的东西。

本次课程设计是要求自己独立完成，用PLC程序实现小车自动往返顺序控制，不仅具有程序设计简单、方便、可靠性高等特点，而且程序设计方法很多，便于不同层次设计人员的理解和掌握。

但是本次设计，彼此还是脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流，也在老师的帮助下完美的完成。

在这次的PLC实训里赵老师对我们要求了很多，比如在作图中他要求我们把图看清楚理清思路，最好把顺序指令先写出来再作图等等一些要求跟技巧。

这次实训我学了很多知识，给了我很多启示。

在今后的学习过程中，我想我要更加努力的学习自己的专业知识，多多与同学和老师交流。

而且，这次实训给与我不同的学习方法和体验，让我深刻的认识到实践的重要性。

所以，在以后的学习的过程中，我会更注重自己的操作能力和应变能力。