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PLC课程设计报告.doc
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第 1 章 背景·
可编程控制器〔Programmable Controller〕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辑控制器〔Programmable Logic Controller〕,简称 PLC,它主要
用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的开展,这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的 X 围,
因此,今天这种装置称作可编程控制器,简称 PC。但是为了防止与个人计算机〔Personal puter〕的简
称混淆,所以将可编程控制器简称 PLC。
目前,PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交
通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况大致可归纳为如下几类。
1.1 开关控制
这是 PLC 最根本、最广泛的应用领域,它取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既
可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机
床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
1.2 模拟量控制
在工业生产过程当中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。
为了使可编程控制器处理模拟量,必须实现模拟量〔Analog〕和数字量〔Digital〕之间的 A/D 转换及 D/A
转换。PLC 厂家都生产配套的 A/D 和 D/A 转换模块,使可编程控制器用于模拟量控制。
1.3 运动控制
PLC 可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说,早期直接用于开关量 I/O 模块
连接位置传感器和执行机构,现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单
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轴或多轴位置控制模块。世界上各主要 PLC 厂家的产品几乎都有运动控制功能,广泛用于各种机械、
机床、机器人、电梯等场合。
1.4 过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机,PLC 能编制各种
各样的控制算法程序,完成闭环控制。PID 调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型
PLC 都有 PID 模块,目前许多小型 PLC 也具有此功能模块。PID 处理一般是运行专用的 PID 子程序。
过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
1.5 数据处理
现代 PLC 具有数学运算〔含矩阵运算、函数运算、逻辑运算〕、数据传送、数据转换、排序、查
表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比
拟,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表。数据处理
一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统;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。
1.6 通信及联网
PLC 通信含 PLC 间的通信及 PLC 与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的开展,工厂自动化
网络开展得很快,各 PLC 厂商都十分重视 PLC 的通信功能,纷纷推出各自的网络系统。新近生产的 PLC
都具有通信接口,通信非常方便。
第 2 章 课程设计题目及要求
从教师的 31 个题目中选取了第 9 个题目
题目:两台电机配合重复工作
控制要求:有 2 台电动机,电动机 M1 启动后运行 20S 停顿,同时使电动机 M2 启动,运行 15S
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停顿,再使 M1 启动,重复执行 10 次才停顿。电机有过载和失压保护。当过载〔用两个按键模拟过载〕
时需要点亮过载灯(二台电机共用一个过载灯),电机立即停顿运行。
考核要求:1.列出 PLC 地址分配表;画出主接线图、PLC 接线图、顺序功能图、梯形图。2.在模拟
软件上仿真动作过程,并在实验平台上调试演示出来。
人数:限两人选择。
第 3 章 课程设计目的
课程设计目的:课程设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践,了解一
般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、
稳固以往所学的知识,到达灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求,因此,
设计之前必须了解设备的用途、构造、操作要求和工艺过程,在此过程中培养从事设计工作的整体观
念。
课程设计主要强调能力培养为主,在独立完成设计任务的同时,还要注意其他方面能力的培养与
提高,如独立工作能力与创造力;综合运用专业及根底知识的能力,解决实际工程技术问题的能力;查阅
图书资料、产品手册和各种工具书的能力; 工程绘图的能力;书写技术报告和编制技术资料的能力。
第 4 章 设计过程
4.1PLC 总体设计方案
可编程控制器〔Programmable Logic Controller ,简称 PLC,下同〕是电气自动控制的新技术,
目前公开发行适用于技校的教材较少,给广阔师生的学习带来诸多不便。本文介绍 PLC 的编程设计方
案,使电气工程技术人员特别是初学者对 PLC 技术加深了解和认识;同时帮助学生更好地解决学习 PLC
技术中最难掌握的编程难题,到达能够结实掌握、熟练运用、提高应用设计能力和加快推广应用的目
的。
PLC 控制系统是以程序的形式来表达其控制功能的,因此在学习时大量的时间将用在程序的设计
上,也就是软件编程的设计上。程序设计是整个控制系统设计的关键环节,应包含设计文件(包括电气
原理图、软件程序清单、使用说明书、元件明细表)的编写、编程软件的使用、程序的编写和调试。教
学工作中,针对学生学习 PLC 编程时因缺乏实际工作经历和设计思路模糊的情况,我总结出 PLC 的编
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