PLC模拟量闭环控制系统的基本原理
简述plc的基本工作原理及应用
简述PLC的基本工作原理及应用1. PLC的基本工作原理PLC（可编程逻辑控制器，Programmable Logic Controller）是一种用于自动化控制的电子设备，常用于工业控制系统中。
PLC的基本工作原理如下：1.输入信号采集：PLC通过输入模块采集外部信号，例如开关量输入、模拟量输入等。
2.信号处理：PLC将采集到的输入信号进行逻辑判断和处理，包括计数、计时、比较等操作。
3.控制逻辑：根据事先设定的控制程序和逻辑关系，PLC根据输入信号的状态执行相应的控制操作。
例如，根据传感器信号控制电机的开关状态。
4.输出控制：PLC通过输出模块控制外部执行机构的动作，例如电机、继电器等。
输出信号可以是开关量输出、模拟量输出等。
5.可编程：PLC的控制程序可以根据需要进行编写和修改，方便适应不同的自动化控制需求。
2. PLC的应用领域PLC广泛应用于各个领域的自动化控制系统中，下面列举几个主要的应用领域：2.1 工业生产自动化PLC在工业生产自动化中的应用非常广泛。
它可以控制和监测生产线上的各个设备，实现自动化生产过程。
例如，在汽车制造工厂中，PLC可以控制机器人的动作，完成车身焊接、喷涂等工序。
2.2 智能建筑控制PLC可以实现智能建筑的自动化控制，包括照明、空调、安防等系统的集成控制。
通过PLC的编程，可以实现对建筑设备的自动调节和监测，提高能源利用效率和舒适度。
2.3 交通信号控制PLC在交通信号控制系统中起着至关重要的作用。
它可以根据道路流量和信号灯状态实时调整信号灯的切换，提高交通效率和安全性。
2.4 污水处理PLC在污水处理中的应用也非常常见。
它可以监测和控制处理设备的运行状态，调节污水处理的参数，确保污水处理过程的稳定运行和高效处理。
2.5 自动化仓储与物流PLC在仓储和物流系统中用于自动化控制和管理。
它可以控制货物输送设备的运行，管理货物的存储和出库，提高仓储和物流的效率。
3. 总结PLC作为一种可编程的逻辑控制器，基于输入信号的采集、处理和输出控制实现自动化控制操作。
plc基本工作原理
plc基本工作原理PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制的设备，它的基本工作原理是通过输入输出模块和中央处理器进行逻辑运算和控制输出信号，从而实现对各种工业设备的自动控制。
在工业生产中，PLC已经广泛应用于各种自动化控制系统中，其稳定可靠的工作性能和灵活的编程方式，使得它成为了工业控制领域的重要设备之一。
PLC的基本工作原理可以简单概括为输入、处理和输出三个步骤。
首先，PLC会接收来自各种传感器和开关的输入信号，这些信号可以是温度、压力、流量等各种工艺参数，也可以是按钮、开关等人机交互信号。
接收到这些输入信号后，PLC会根据预先编写的程序进行逻辑运算和数据处理，然后产生相应的输出信号，控制执行机构如电机、阀门、泵等设备，从而实现对生产过程的自动控制。
在PLC内部，中央处理器是核心部件，它负责接收输入信号、执行程序、生成输出信号等各种控制任务。
输入模块负责将外部传感器和开关的信号转换成数字信号，供中央处理器进行处理；而输出模块则负责将中央处理器生成的数字信号转换成控制执行机构的模拟信号，从而实现对设备的控制。
这样，PLC就可以实现对各种工业设备的自动控制，无需人工干预，提高了生产效率和产品质量。
PLC的编程方式通常采用类似于逻辑图的 ladder diagram（梯形图）或者类似于指令的指令表，这种编程方式直观易懂，使得工程师可以快速编写出复杂的控制程序。
此外，PLC还具有很强的抗干扰能力和稳定性，可以适应恶劣的工业环境，并且具有较高的可靠性和安全性。
总的来说，PLC的基本工作原理是通过输入输出模块和中央处理器进行逻辑运算和控制输出信号，从而实现对各种工业设备的自动控制。
它的稳定可靠的工作性能和灵活的编程方式，使得它成为了工业控制领域的重要设备之一。
在未来，随着工业自动化程度的不断提高，PLC将会发挥越来越重要的作用，为工业生产带来更多的便利和效益。
工程应用1 基于PLC的恒张力控制系统
工程应用1 基于PLC的恒张力控制系统一、项目目的1.了解电线自动化生产线张力控制系统；2.掌握电线自动化生产线恒张力控制系统工作原理；3.掌握S7-300PLC编程软件平台、STEP7的程序结构和编程方法；4.培养学生逻辑思维能力、创新能力、分析问题与解决问题能力二、硬件系统设计1. 硬件系统组成硬件系统由编程计算机(上位机)、S7-300PLC控制器(下位机)和电线生产线（被控对象）等组成，编程计算机(RS232通讯口)和S7-300PLC控制器(DP通讯接口)之间通讯采用PPI通讯方式。
2. 恒张力控制原理恒线速度恒张力调节系统以牵引机的速度为全线的基准速度，实现前后张力分段。
收线机为卷取张力调节系统，放线机为开卷机张力调节系统，前后张力方向相反。
开卷机由欧陆514C致力调速板控制，形成一个张力、电流双闭环调速系统，它按照牵引机速度进行调节，如图1所示。
开卷机张力给定，张力反馈信号和开卷机电流、张力双闭环调节系统构成了开卷机的调速系统，随着生产的进行，开卷机上的铜线盘半径不断减小，相应的电机转速必须逐渐增大才能保持电线上的张力恒定，但实现裸铜线的线圈半径检测很困难于是我们采用电缆张力负反馈，这样根据张力反馈信号的大小来调节开卷机的转速，在整个过程中开卷机随着牵引机的速度转动，从而使电缆张力保持恒定。
图1恒张力系统示意图3.定义I/O口地址分配表分析与恒张力控制相关的生产线设备（开卷机、牵引机），分配PLC输入、输出信号地址。
4.设计出硬件系统接线图三、PLC控制程序设计1. 模拟量闭环控制系统的组成典型的PLC模拟量闭环控制系统如图2所示，图2模拟量闭环控制原理图在过程控制中，按照偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控制的PID控制器是应用最广泛的一种自动控制器。
2. S7-300PLC实现闭环控制的方法S7-300PLC的FM355是智能化的4路通用闭环控制模块，可以用于化工和过程控制，模块带有A/D转换器和D/A转换器。
西门子S7-200 SMART PLC原理及应用教程课件第七章
在该选项卡中，需要对以下参数进行设置。
·类型 热电偶或者电压。 ·热电偶 支持的热电偶类型有B型( PtRh-PtRh)、N型（NiCrSiNiSi）、E型(Ni-Cu-Ni).R型(PtRh-Pt)、S型(PtRh-Pt)、J型(Fe-CuNi)、 T型(Cu-CuNi)、K型(NiCr-Ni、C型( W5Re-W26Re)、 TXK/XK(TXK/XK(L))。如果选电压类型，则±80 mV。 ·标尺 可选摄氏度或华氏度。 ·源参考温度 即冷端补偿温度，可选“内部参考”或者“由参数设
图7-6 模拟信号和电压信号的转换关系
由上面的转换关系可知，PLC通过读取模拟量的数值可以得到当前管道内的压力值，如 读取到的数值为15000，运算得出当前压力P=15000/27648×0.5=0.27MPa。
若压力变送器输出的是4-20mA的电压信号，则转换关系如图7-7所示。
图7-7 模拟信号和电流信号的转换关系
输入／输出类型 模拟量输入模块，8输入 模拟量输入模块，8输入 模拟量输出模块，2输出 模拟量输出模块，4输出 模拟量输入/输出模块，4输入/2输出 模拟量输入/输出模块，2输入/1输出 热电阻输入模块，2通道 热电阻输入模块，4输入 热电偶输入模块，4输入 模拟量扩展信号板，lx12位模拟量输出 模拟量扩展信号板，lx12位模拟量输入
模拟量输出的数字量对应的电压输出分别是-27648～+27648对应-10V～+10V。 O～ 20mA对应O～27648。
S7-200 SMART PLC的模拟量的组态
每个模块能同时输入／输出电流或电压信 号，对于模拟量输入／输出信号类型及量程 的选择都是通过组态软件选择。
1.模块参数
选中系统块上面的表格中相应的模拟量模块，在“模块参数”中， 可以激活“用户电源”报警。该报警是指当模拟量扩展模块外接 的：4 V直流电源供电出现故障时触发CPU的报警事件。用户电源 报警如图7-9所示。单击左边窗口的“模块参数”结点，可以设置 实时启用用户电源报警。
PLC原理及应用
产生到现在， 从PLC产生到现在，已发展到第四代产品。 产生到现在 已发展到第四代产品。 第四代PLC（1983年～现在 ） ： 不仅全面使用 位 、 32 （ 第四代 年 现在） 不仅全面使用16位 位高性能微处理器，高性能位片式微处理器， 位高性能微处理器，高性能位片式微处理器，RISC(reduced instruction set computer)精简指令系统 精简指令系统CPU等高级 等高级CPU，而 精简指令系统 等高级 ， 且在一台PLC中配置多个微处理器，进行多通道处理，同时 中配置多个微处理器， 且在一台 中配置多个微处理器 进行多通道处理， 生产了大量内含微处理器的智能模块，使得第四代PLC产品 生产了大量内含微处理器的智能模块，使得第四代 产品 成为具有逻辑控制功能 过程控制功能、运动控制功能、 逻辑控制功能、 成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数 据处理功能、联网通信功能的真正名符其实的多功能控制器 的真正名符其实的多功能控制器。 据处理功能、联网通信功能的真正名符其实的多功能控制器。
1、 PLC是建立在单片机之上的产品，单片 机是一种集成电路，两者不具有可比性。
各有所长！ 各有所长！
2、 单片机可以构成各种各样的应用系统，从微型、小型 到中型、大型都可，PLC是单片机应用系统的一个特例。
3、不同厂家的PLC有相同的工作原理，类似的功能和指标， 有一定的互换性，质量有保证，编程软件正朝标准化方向迈进。 这正是PLC获得广泛应用的基础。而单片机应用系统则是八仙过海， 各显神通，功能千差万别，质量参差不齐，学习、使用和维护都 很困难。
交 流 输 入
输入电路类型： 输入电路类型： 共点式 分组式 隔离式
PLC原理及应用 2011，8 PLC原理及应用 2011，
PLC在供热站自动控制系统中的应用
PLC在供热站自动控制系统中的应用摘要：在城市集中供热系统中，供热站作为热网系统的一个重要环节，直接决定供热站的控制效果。
加热站的控制效果直接决定了荣热战的能源消耗，同时也决定着采暖效果，自动控制系统的应用减轻了操作人员的劳动强度，甚至可以达到在无人值班的状态下保持运行。
关键词：PLC；供热站；自动控制系统；应用前言随着自动化及信息技术的不断提高和国家节能环保政策的实施，无人值守换热站智能控制系统凭借其高效率、高性能以及危险预报精度高等优点，已成为众多科研人员的研究热点。
为此供热站根据需要，逐步实现自动化控制系统，积极推进两化融合提升企业竞争力与管理能力。
1 PLC的用途目前PLC主要应用在4个方面：一是开关量的开环控制。
PLC的指令系统具有强大的逻辑运算能力，很容易实现定时、计数、顺序（步进）等各种逻辑控制方式。
二是模拟量闭环控制。
模拟量的闭环控制系统主要是对模拟量的输出值进行计算，通过计算来改变输入值，实现对系统的各种连续调节与控制。
三是数字量的智能控制。
控制系统具有旋转编码器和脉冲伺服装置（如步进电动机）时，可利用PLC实现接收和输出高速脉冲的功能，实现对数字量控制。
较为先进的PLC还专门开发了数字控制模块，可实现曲线插补功能，近年来推出的新型运动单元模块，还能提供数字量控制技术的编程语言。
四是数据采集与监控。
因为PLC主要用于现场控制，所以采集现场数据是十分必要的功能。
在此基础上将PLC与上位计算机或触摸屏相连接，既可以观察这些数据的数值，又能及时进行实时计算，有的PLC还具有数据记录单功能，可用一般个人电脑的存储卡插入到该单元中保存采集到的数据。
2 PLC在集中供热系统中的应用PLC在集中供热系统中的应用主要体现在以下几方面：一是通过室外温度实时调节一次网流量。
在室外安装一个温度变送器，将温度信号传入PLC控制系统中，PLC控制系统可根据预先编好的程序将循环泵的转速和室外温度联系起来，多大的温度对应多大的转速，这样就可以不用人工调节转速，而是通过PLC系统来自动、精准地调节转速，更加节约能源。
PLC实现的闭环调速控制系统
【摘要】随着电力电子技术及控制技术的发展，使得交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用。
由于PLC的功能强大、容易使用、高可靠性，常常被用来作为现场数据的采集和设备的控制。
组态软件技术作为用户可定制功能的软件平台工具，在PC机上可开发出友好人机界面，通过PLC可以对自动化设备进行“智能”控制。
经过研究分析确定在本系统中采用通用变频器MM420，对电机进行转速调节，实现了能源的充分利用和生产的需要。
此变频器的FS型加减速功能和转矩提升功能，能很好的解决转速之间的切换。
系统中PLC完成数据的采集和对变频器、电机等设备的控制任务。
基于S7—200 PLC的编程软件STEP 7，采用模块化的程序设计方法，减少了软件的开发和维护。
利用组态软件良好的人机界面和通信能力，使工作人员可以在中央控制室的PC机上就可以方便的浏览现场的工业流程、实现变频器的参数设置、故障诊断及电机的启动和停止。
本文综述了组态软件、PLC技术、变频调速技术的概况。
分析了PLC的基本原理，变频调速的基本原理、变频器的结构及其控制算法等变频调速技术。
关键词： PLC、、变频调速、PID调节Abstract:With the development of electric power and electronic technology and control technology,AC frequency conversion velocity modulation technology is widely used in theindustry motor dragging fields.Because of the characteristics with powerful function,easy operation and high dependability,PLC is usually used for the field of data gathering andequipment control.Configuration software technology is one software platform tool that with custom-made function,friendly human-machine windows,which can be developed on the PC machine,used the PLC to intelligently control the automatic equipment．Through the rigorouse research and analysis,this system adjusts general transducer KASUGA+Mini MM420 to control the speed of motor,consequently actualizes the full use ofenergy and the need of production．The transducer’s functions of adding or decreasing speedin S form and promoting torque can solve the adjustment of speeds well．In this system，PLC is used to collect data and control equipments such as electromotor and transducer.Based on S7-200 PLC’s programming software STEP 7.which adopts the modularization method inprogramming design,can reduce the software exploitation and maintenance.By the virtue of HMI with nice configuration software and strong communication ability,the staff can conveniently browse the industry flowFig on the locale,set the parameter of the transducer,diagnose the fault,and start or stop the electromotor on the PC machine in the control-centerr00m．This paper summarizes the configurationsoftware technology,PLC technology and AC frequency conversion for speed adjustment technology．Key words:PLC,cold-rocold rolling mill,Frequency conversion velocity modulation,PID regulator目录1 绪论................................................................................................................................................. - 1 -2 S7-200 PLC的构成........................................................................................................................ - 2 -2.1S7-200CPU224型PLC的结构 (2)2.2CPU224型PLC的技术参数 (4)2.3S7-200PLC的构成 (5)2.4PLC的工作原理 (13)3 系统硬件选择............................................................................................................................... - 16 -3.1西门子S7-200型PLC (16)3.2EM235模拟量模块 (16)3.3M ICRO M ASTER420变频器 (18)3.4PID调节原理 (19)4 PLC编程设计................................................................................................................................ - 20 -4.1梯形图 (20)4.2语句表 (24)4.3功能块图 (26)结束语 (30)致谢 (31)参考文献 (32)1 绪论随着变频调速技术的应用日益广泛,应用水平的不断提高,对变频调速控制系统的精度要求也越来越高。
S7-200 SMART PLC 应用教程 教学课件 ppt 作者 廖常初 第78章
闭环控制必须保证系统是负反馈， 如果系统接成了正反馈，将会失控。 调试时断开 AO 模块与执行机构 之间的连线，在开环状态下运行 PID 控制程序。如果控制器有积分 环节，因为反馈被断开了， AO 模 块的输出会向一个方向变化。这时 如果假设接上执行机构，能减小误 差，则为负反馈，反之为正反馈。
5．闭环控制系统主要性能指标
第7章 PLC在模拟量闭环控制中的应用
7.1 闭环控制与PID控制器
7.1.1 模拟量闭环控制系统
1．模拟量闭环控制系统 被控量c(t)被传感器和变送器转换为标准量程的直流电流、电压信号PV(t)， AI模块中的A-D转换器将它们转换为多位二进制数过程变量 PVn。SPn为设定 值，误差en = SPn PVn。AO模块的D-A转换器将PID控制器的数字量输出值 Mn转换为模拟量M(t)，再去控制执行机构。 PID程序的执行是周期性的操作，其间隔时间称为采样周期TS。 加热炉温度闭环控制系统举例。
导数的近似表达式：
数字PID控制器输出值的计算公式：
3．反作用调节 在开环状态下，PID输出值控制的执行机构的输出增加使被控量增大的是 正作用（加热炉）；使被控量减小的是反作用（空调压缩机）。把PID回路 的增益KC设为负数，就可以实现PID反作用调节。
7.1.3 PID指令向导的应用
1．用PID指令向导生成PID程序 双击项目树“向导”文件夹中的“PID”，打开“PID指令向导”对话框， 完成每一步的操作后，单击“下一步>”按钮。 1）设置PID回路的编号（0～7）为0。 2）设置回路给定值范围和回路参数。比例增益为2.0，积分时间为0.03min， 微分时间为0.01min，采样时间为0.2s。 3）设置回路输入量（过程变量PV）和回路输出量的极性均为默认的单极 性，范围为默认的0～32000。 4）启用过程变量PV的上限报警功能，上限值为95%。 5）设置用来保存组态数据的120B的V存储区的起始地址为VB200。 6）采用默认的初始化子程序和中断程序的名称，选中多选框“增加PID手 动控制”。 2．回路表见表7-1。 3. PID控制的模式 不执行PID运算时为“手动”模式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
PLC模拟量闭环控制系统的基本原理
PLC虽然是在开关量控制的基础上发展起来的工业控制装置，但为了适应现代工业控制系统的需要，其功能在不断增强，第二代PLC就能实现模拟量控制。
当今第四代PLC已增加了许多模拟量处理的功能，完全能胜任各种较为复杂的模拟控制，除具有较强的PID控制外，还具有各种各样专用的过程控制模块等。
近年来PLC在模拟量控制系统中的应用也越来越广泛，已成功地应用于冶金、化工、机械等行业的模拟量控制系统中。
PLC模拟量闭环控制系统的基本原理
输入信号和输出信号均为模拟量的控制系统称为模拟量控制系统。
过程控制系统是指被控制量为温度、压力、流量、液位、成份等这一类慢连续变化的模拟量控制系统。
如图所示为典型的模拟量闭环控制系统结构框图。
图中，虚线部分可由PLC 的基本单元加上模拟量输入/输出扩展单元来承担。
即由PLC自动采样来自检测元件或变送器的模拟输入信号，同时将采样的信号转换为数字量，存在指定的数据寄存器中，经过PLC运算处理后输出给执行机构去执行。
因此，要将PLC应用于模拟量闭环控制系统中，首先要求PLC必须具有
A/D和D/A转换功能，能对现场的模拟量信号与PLC内部的数字量信号进行
转换；其次PLC必须具有数据处理能力，特别是应具有较强的算术运算功能，能根据控制算法对数据进行处理，以实现控制目的；同时还要求PLC有较高的运行速度和较大的用户程序存储容量。
现在的PLC一般都有A/D和D/A模块，许多PLC还设有PID功能指令，在大、中型PLC中还配有专门的PID过程控制模块。