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水箱加热系统的PLC温度控制课程设计.doc
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水箱加热系统的 PLC 温度控制课程设计
目 录
一、前 言 1
1. 可编程序控制器的概述
2.FX2N 系列 PLC 简介 2
3.特殊功能模块 2
4. 调功器 3
5. 温度变送器 3
二、系统设计 4
1.系统设计要求 4
2.系统硬件设计 4
2.1. 水箱温度自动调节系统: 4
2.2. 输入输出点数的分配表 5
2.3. 相关元器件的选型 5
2.4. PLC 的外部接线原理图 6
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2
3.系统软件设计 7
3.1. 模拟量与数字量的对应关系 7
3.2. 系统流程图的设计 7
3.3. 系统梯形图 8
3.4. 系统指令表 9
3.5. 系统实时监控图 10
三、总 结 12
四、附 录 13
4.1.课题介绍 13
4.2.控制要求 13
第一章 前 言
1.1 可编程序控制器的概述
随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速开展,计算机控制已经广泛应用在
所有的工业领域。现代社会要求制造业对市场这一需求迅速做出反响,生产出小批量、多品
种、多规格、低本钱和高质量的产品。可编程控制器就是顺应这一需要出现的,它是以微处
理器为根底的通用工业控制装置。编程控制器不仅可以按事先编好的程序进行各种逻辑控制,
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还具有随意编程、自动诊断、通用性好、体积小、可靠性高的特点。因此,可编程控制器正
逐步取代着继电器-接触器控制系统。
国际电工委员会〔IEC〕于 1982 年 11 月和 1985 年 1 月对可编程序控制器作了
如下的定义:“可编程序控制器〔PLC〕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、
计数和算术运算等操作的命令,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,都应按易于与工业控制系统联成一个整体,易于
扩充功能的原那么而设计〞。可编程序控制器〔PLC〕主要由 CPU 模块、输出模块和编程器
组成。PLC 的特殊功能模块能完成某些特殊的任务。从使用方式 PLC 分为: 1〕整体式 PLC
〔又称单元式或箱体式〕整体式 PLC 是将电源、CPU、I/0 部件都集中装在一个机箱内。
一般小型 PLC 采用这种结构;2〕模块式 PLC,将 PLC 各局部分成假设干个单独的模块,模
块式 PLC 由框架和各种模块组成。模块插在插座上。一般大、中型 PLC 采用模块式结构 3〕
PLC 将整体式和模块式结合起来,称为叠装式 PLC。
2.2 FX2N 系列 PLC 简介
本次设计中,我们将采用 FX2n 系列 PLC,FX 系列 PLC 为单元型,内含 CPU、电源
和固定搭配的输入/输出。 Q4AR 系列为双机热备系列,最大输入输出点数为 8192 点。 A
系列 PLC 的最大输入输出点数为 2048 点。 F 系列程控器的最大输入输出点数为 256 点。
三菱小型 FX 2〔N〕系列程控器的输入输出点最大不超过 256 点。每台主机可连模入、模
出、高速记数、定位等特殊功能模块,不超过 8 个。 FX 系列在日本三菱的姬路制作所生产。
三菱姬路制作所累计已生产超过三百万台 FX 系列 PLC。目前 FX 系列 PLC 为中国内地销量
最多的小型 PLC。FX2n 系列 PLC 是该系列中功能最强、速度最快的微型 PLC。有 RAM,
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EPROM 和 EEPROM FX2N 系列 PLC 的特点超高速的运算速度 0.08 微秒. 比 FX2 的 0.48
微秒快六倍.容量极大 8K 步(最大 16K 步).比 FX2 大四倍.机体小型化 比 FX2 小 50% .兼容
FX2 的编程设计.备有多种不同的 FX2N 扩展单元及特殊模块.
殊功能模块
在工业控制中,某些输入量〔例如压力、温度、流量、转速等〕是连续变化的模
拟量,某些执行机构要求 PLC 输出模拟信号,而 PLC 的 CPU 只能处理数字量。模拟量首先
被传感器和变送器转换成标准的电流和电压。其中,D/A 转换器将 PLC 的数字输出量转换
成模拟电压或电流,再去控制执行机构。模拟量 I/O 模块的主要任务就是完成 A/D 转换和
D/A 转换。根据设计要求,本次设计选用模拟量输入模块 FX2N-4AD,该模块用 4 个 12 位
模拟量输入通道,输入量程为 DC-10V??+10V 和 4—20MA,转换速度为 15MS/通道或 6MS/
通道〔高速〕。
2.4 调功器
调功器是应用晶闸管〔又称可控硅〕及其触发控制电路用于调整负载功率的盘装
功率调整单元。
在电子设备中起重要作用的晶闸管〔也称可控硅,英文缩写 SCR〕被广泛用于各
类生产部门,正在成为自动化、高效化不可缺少的装置。在最新的温度控制中晶闸管的利用
明显的普及起来。但在国内对其有不同的叫法,如晶闸管调整器、可控硅调整器、晶闸管控
制器、可控硅控制器、晶闸管调压器、可控硅调压器、晶闸管调功器、可控硅调功器、调压
器、调功器、晶闸管交流电力控制器、可控硅交流电力控制器 、电力调整器、电力控制器、
电压调整器、电压控制器等。
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