基于PLC的恒温控制

南昌工程学院

课程设计（论文）

电气与电子工程系自动化专业课程设计（论文）题目基于PLC的恒温控制

学生姓名赖知渊

专业自动化

学号 2006100511

指导教师马永力

完成日期2009年6月21日

南昌工程学院

课程设计（论文）任务书

I、课程设计(论文)题目：

基于PLC的恒温控制

II、课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：

1.根据要求设定水箱的恒温控制，启动水泵向恒温水箱进水，当水位上升到预定液位后℃，

启动搅拌电机

2.测量水箱水温并与设定值60℃比较，若温度小于5℃，要采用PID调节加热。水温高于5℃，采用进水与风扇冷却同时进行降温控制

3.对温度、流量、加热的电功率进行实测并显示；若进水时无流量或加热冷却时水温无变化时应报警。

III、课程设计(论文)工作内容及完成时间：

6.8---6.10硬件设计

6.11---6.14软件设计

6.15---6.19系统调试

6.21撰写报告及答辩

Ⅳ主要参考资料：

1.许谬，王淑英电气控制与PLC控制技术机械工业出版社2006

2.方承远，张振国工厂电气控制技术机械工业出版社2007

3. 江秀汉可编程序控制器原理与应用西安电子科技大学出版社

电气与电子工程系自动化专业类班

学生：赖知渊

日期：自2009年06月8日至2009年06月21日指导教师：马永力

助理指导教师(并指出所负责的部分)：

教研室主任：

附注:任务书应该附在已完成的课程设计说明书首页。

第一章绪论 (1)

1．1引言 (1)

1．2 PLC在温度控制方面的应用 (1)

第二章课题分析 (2)

2.1确定系统功能与性能 (2)

2.2系统硬件电路分析 (2)

2.3系统软件分析 (3)

第三章硬件设计 (3)

3.1 PLC外围电路的概述 (3)

3.2 恒温水箱系统 (4)

3.3系统显示电路 (4)

3.4系统PID控制的实现 (5)

第四章软件设计 (6)

4.1软件设计要求 (6)

4.2系统资源分配 (6)

输出口的分配情况 (6)

4.3程序设计流程图 (7)

第五章设计心得 (10)

第一章绪论

1．1引言

可编程序控制器(Programmable Controller，简称PLC)是以微处理器为基础，综合了计算机技术、控制技术、通讯技术等高新技术的工业装置。现代PLC不仅具有传统继电器控制系统的控制功能，而且能扩展输入输出模块，特别是可以扩展一些智能控制模块，构成不同的控制系统，将模拟量输入输出控制和现代控制方法融为一体，实现智能控制、闭环控制、多控制功能一体的综合控制系统。在工农业生产中，常用闭环控制方式控制温度、压力、流量等连续变化的模拟量，PID控制是常见的一种控制方式。由于其不需要求出控制系统的数学模型，算法简单、鲁棒性好、可靠性高，在使用模拟量控制器的模拟控制系统和使用计算机(包括PLC)的数字控制系统中得到了广泛的应用。本文针对恒温水箱温控系统的要求，以PLC为温度控制系统的核心，利用PID控制算法实现水箱的恒温控制。

1．2 PLC在温度控制方面的应用

这几年PLC的嵌入式系统发展很快，随着超大规模集成电路技术的的进一步发展，PLC的体积越来越小、功能越来越强、性价比越来越高。PLC在温度控制的应用越来越广泛，采用PLC做主控单元，无触点控制，可实现对温度的采集和控制的要求。现在P LC控温技术广泛应用于步进控制、工业现场控制、机器人、工业集散控制、楼宇自动化技术等诸多领域。该技术的应用使得温控产品朝着小型化、智能化方向发展，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计，减少了资源的浪费。

PLC的温控技术在嵌入式系统的开发到一定阶段以后，可应用于工业现场总线（FC S）控制。现在PLC采用复合编程编程，功能更加强大了。鉴于PLC温控技术在工业现场的广泛应用，该技术可构成FCS的现场总线控制台，再通过现场总线向控制台传送控

制信息。作为现场总线控制的智能化控制模块，PLC温控技术在工业现场的温度采集和实现温度控制的实时性方面在经济性上有着其他技术无可比拟的优点。

第二章课题分析

2.1确定系统功能与性能

此PLC恒温控制系统要实现水箱的恒温控制，通过PLC的模拟输入模块对水箱的温度变送器、水位变送器、功率变送器、流量变送器的模拟量进行处理。然后通过PLC 的模拟输出模块和PID控制模块对水箱的温度进行控制，以实现对水箱的恒温控制。同时，六位LED显示器直接跟踪显示被控对象的温度值、进水阀的流量、水箱的加热功率，PPLC控制的LED显示准确度高，显示清晰，稳定可靠。根据课题要求：在PLC 程序中设定水箱的恒温值，在启动PLC控制后启动水泵向恒温水箱进水，当水位上升到预定液位后启动搅拌电机，测量水箱水温并与设定值60℃比较，若温度小于5℃，要采用PID调节加热。水温高于5℃，采用进水与风扇冷却同时进行降温控制，若进水时无流量或加热冷却时水温无变化时应报警。

要实现设计要求，对于PLC的选型至关重要。鉴于系统要实现的功能，需要有优良的PID控制器、模拟量输入/输出及要有足够的辅助输出元件，所以选择三菱公司的FX 2N-80MR-001型PLC。系统的报警装置利用PLC输出继电器直接驱动报警器装置进行报警。

2.2系统硬件电路分析

系统硬件电路主要包括，报警电路、加热电路、PLC外围设备接线。通过PLC的程序控制端口的输出电平，达到控制相关外围电路的目的。加热电路控制中要用到光电隔离技术。光电隔离电路的作用是在电隔离的情况下,以光为煤介传送信号,对输入和输出电路可以进行隔离.因而能有效地抑制系统噪声，消除接地回路的干扰，有响应速度较快、寿命长、体积小耐冲击等好处，使其在强-弱电接口，特别是在微机系统的前向和

后向通道中获得广泛应用。

2.3系统软件分析

系统软件分析主要涉及到在系统实现恒温控制中所需用到的相关指令和功能指令，在以硬件对应的软件中需用到BCD码转换指令，PID控制指令，区间对比指令，报警器置位指令，七段译码指令等。

第三章硬件设计

3.1 PLC外围电路的概述

PLC外围电路主要包括模拟输入/输出量，PLC电源电路，光电隔离控制电路。PL C输入/输出电路模块是PLC与现场输入设备：限位开关、操作按钮、选择开关、行程开关、模拟输入变送接口，输出设备：驱动电磁阀、接触器、电机、光电隔离。通过输入/输出模块PLC既可以检测到所需的过程信息，又可以将处理后的结果送给外部过程。PLC的模拟输入模块输入的数据已经转换成二进制数，无需再进行A/D转换。本系统的外部电路如图所示：

3.2 恒温水箱系统

恒温水箱是系统实现控制的关键，外围中有许多的模拟变送检测器和相关的控制

器。系统图如下所示：

3.3系统显示电路

显示电路是实现控制更加直观的关键所在，在本系统中用六块DCD_HEX_DIG_RED七段显示管，在PLC输出的BCD码直接显示水箱温度值、进水阀的流量、水箱的加热功率，电路图如下：

3.4系统PID控制的实现

用PLC对模拟量进行PID控制主要有3种方法，分别是使用PID过程控制模块、使用PID功能指令和自编程序实现。PID过程控制模块价格较高，一般用于大型复杂的控制系统，而自编程序比较复杂，基于此，系统采用PID功能指令进行PID闭环控制，实现温度的智能控制PLC的PID控制器的设计是以连续系统的PID控制规律为基础，将其数字化写成离散形式的PID控制方程，再跟据离散方程进行控制程序设计。基于PLC的闭环控制系统如图所示，图中虚线框部分在PLC内。

在连续系统中，PID控制的输入输出关系式为：

式中；M( t)为控制器的输出量，Mo 为输出的初始值；P(t )为给定值与被控变量的误差信号；K。比例系数} 积分时间常数}To 微分时间常数。

第四章软件设计

4.1软件设计要求

此恒温控系统要实现控制功能，软件部分要达到以下几个功能：数据处理功能，温度流量、功率数据的送显功能，报警功能，判断温度是否恒定，PID控制功能的实现。

4.2系统资源分配

（1）输入口的分配如下表：

输入口的分配情况

输出口功能

X0 启动按钮SB1

X1 液面检测KA1

X2 温度变送器KA2

X3 流量变送器KA3

X4 功率变送器KA4

（2）输出口的分配如下表：

输出口的分配情况

输出口功能

Y1 进水阀YA1

Y2 搅拌电机YA2

Y3 风扇YA3

Y4 加热炉YA4

Y5 报警器YA5

Y10～Y177 段数码温度显示器

Y20～Y277 段数码流量显示器

Y30～Y377 段数码功率显示器

4.3程序设计流程图

系统的程序设计要实现系统恒温控制的要求，要用到多个功能指令。区间比较指令（FNC11 ZCP）,BCD转换指令（FNC18 BCD）,报警置位/置位指令（FNC46 ANS/FNC47 ANR）,读/写特殊功能指令（FNC78 FROM/FNC79 TO）,BCD七段显示译码指令（FNC74 SEGL）,PID 运算指令(FNC88 PID）。

程序设计流程图如下：

程序如右：

梯形图如下所示：

第五章设计心得

为期两周的PLC课程设计结束了，两周期间收获很多。对PLC的应用有了一个较系统的认识。在接到任务书的时候没点头绪，甚至有点怀疑自己能不能完成设计，经过马永力老师的耐心讲解和分析信心又回来了。在设计的过程中增强了自己的系统设计能力，做到了举一反三。

通过此次课程设计，自己分析问题解决问题的能力的能力又得到进一步的提高，为今后的设计工作奠定了一些基础。但是从中也发现不少问题，基础知识不是很牢靠，吃的不是很透。PLC恒温控系统设计还有很多可以改进的东西，有很多程序可以应用三菱系列PLC的特殊功能模块来实现。

此次课程设计是团队完成的，加上马永力老师的耐心指导，设计所碰到的难题一一被破解，在此感谢马永力老师的辛勤工作！

液压系统的PLC控制-实习报告

本科毕业设计（论文）通过答辩机电综合实验 XXXX大学液压系统的PLC控制实验报告书姓名：XXX 班级：XXX 学号：XXX 指导老师：XXX 实验时间：2011/4/22～2011/4/25

目录一、实验目的与要求 (3) 二、总体方案 (4) 三、液压控制回路 (5) 四、得失电状态表 (8) 五、电气原理图 (9) 六、I/O端口分配 (11) 七、程序设计与系统流程图 (12) 八、自我总结 (16) 九、程序清单 (18) 附录本组成员名单及任务分配 (23)

一、实验目的与要求 1、实验目的（1）能熟悉基于plc控制的液压系统开发流程，并设计一个具体的气动、液压系统。（2）熟悉并掌握各种液压元件的技术参数和使用方法。（3）熟练掌握plc编程方法。（4）能熟练使用梯形图编写液压系统的控制软件。（5）搭建具体硬件（含油、电路）连接，并完成软硬件的联调。 2、实验器材计算机、液压泵、各种液压阀、气动元件、油管、液压接头、plc实验板、导线。 3、实验要求根据本人在本次实验中学习到的相关知识作答。（1）详细说明本次实验设计思路、方案，画出动作循环、系统油路、控制电路原理图，并文字说明。（2）详细说明plc控制流程，确定输入/输出口，作I/O规划。（3）画出plc控制梯形图，要求自锁、定时器。（4）说明本次实验使用的传感器，与控制电路的接口。（5）自我总结。

二、总体方案 1、根据实验要求，本组最终确定的方案为能够在X-Y方向上铣削出工件的平面，机械本体如图（1）所示。图（1）如图（1）是一个XY轴十字滑台，其上面有一个可以固定工件的平台。此XY轴十字滑台是在铣平面的时候用的，采用液压缸控制。其各个阶段的速度包括工进，快进，快退都是由液压回路里的调速阀控制。由于铣床只要求铣完整个平面，而不要求其能够加工出各种图案。故采用这样的方法来调速是可以的。图中的ST1、ST2、ST3、ST4接近开关所在的位置是滑台整个的工作范围。ST0是滑台的原点位置。在整个的加工过程中，工作台首先从ST0开始以快进的速度运动到ST1位置，接触到ST1时，开始工进（铣平面）。当滑台接触到ST2时，此时系统开始延时，X轴停止

(完整版)基于plc的电镀行车控制系统毕业设计论文

题目：基于PLC的电镀行车控制系统设计班级：** 学号：** 姓名：** 指导教师：** .

毕业设计（论文）任务书·院（系）：**系

摘要利用可编程序控制器对某电镀行车的工作过程进行控制的方法，简化了

控制系统的接线，克服了电磁继电器动作时间长、触点抖动的缺点，提高了系统的可靠性和灵活性。利用PLC实现对电镀生产线的系统控制，使系统具有很强的适应能力，可方便完成自动，手动拉制和相互之间的切换；整个程序采用结构化的设计方法，具有调试方便，维护简单，移植性好的优点。关键词：PLC，电镀行车，可编程控制器，控制 Abstract This paper presents a controlling system which controls the special traveling crane for electroplating. This system really of Rockwell PLC in the plating product line. The system can achieve auto-control and manual-control, and be switched flexibly between the two methods. Modularization is the fundamental aspect of the programming designs. Advantages of this method include convenience for debugging, simplicity for maintenance and good transplantation. Keywords: PLC, special traveling crane for electroplating, programmable controller, control

基于PLC的水箱温度控制系统

【摘要】本文研究的是可编程控制器在水箱恒温控制系统中的应用，水箱恒温控制装置主要用来完成对水箱中液体的液位和温度检测，并对温度参数进行调节。系统中温度控制是一个非常重要的部分。通过铂热电阻对温度进行测量，将测量到的温度传到PLC中。PLC 对采集到的温度值与给定值进行比较，经过PID运算后，调节双向晶闸管在设定周期内通断时间的比例，改变加热丝中电流大小及加热时间，以完成对温度的控制要求。本系统硬件部分主要由CPU224、EM235、双向晶闸管等组成；软件部分主要由PID 控制来完成。关键词：PLC CPU224 EM235 双向晶闸管 PID控制 Abstract: In this paper, is the programmable controller in the water tank temperature control system application, water tank temperature control system is mainly used to complete the tank liquid level and temperature detection, and adjust the temperature parameters. System, temperature control is a very important part. By platinum RTD temperature measurement will be measured in the temperature reached the PLC. PLC on the collected temperature values compared with a given value, after a PID operation, the regulator Triac off the set period of time the ratio of change in heating wire in the current size and heating time to complete the right temperature control requirements. The system hardware mainly by the CPU224, EM235, bi-directional thyristor etc.; software, some of the major by the PID control to complete. Key words:PLC CPU224 EM235 Triac PID Contro l

-液压节流调速系统的PLC控制

利用PLC技术实现对液压节流调速系统的一种控制。系统设计程序包括手动程序（实现主缸进、主缸退、主缸停、主缸进停、主缸退停、主缸升/停压、侧缸进/停），和连续自动控制程序。指示灯包括电源指示灯、油泵指示灯、主缸左/右换向电磁阀指示灯、侧缸换向电磁阀指示灯、主缸左/右限位指示灯。程序采用梯形图编程，实用且直观。在总的编程方法上使用到了级式编程，分为手动和自动两个级。关键词可编程控制器、液压节流调速系统、自动化、联网控制液压整体系统分析液压传动是用液压油作为工作介质，通过动力元件液压泵，将机械能转换为油液的压力能，然后再通过管道、控制元件，进入执行元件将油液压力能转换为机械能，驱动负载实现直线或回转运动。若要执行机构能够连续地准确的动作，则必须对液压系统的压力、流量或方向进行精确的控制。所以液压传动与控制是一个问题的两个方面。从机械量的输出来讲就是对力、位移和速度的控制。液压系统发展快，应用广，其原因在于液压技术有着优异的特点： 1.单位功率的重量轻、结构尺寸小。 2.能在很大范围内实现无级调速。调速方便，调速的范围比较大，达100：1至2000： 1。 3.传递运动均匀平稳，反应速度快。冲击小，能高速启动、制动和换向。 4.能传递较大的力或转矩。传递较大的力或转矩是液压传动的突出优点。 5.易实现功率放大。这在控制系统中是非常重要的一个特点，它可以减少执行部件所

需要的操纵力，以微小的信号输入而得到较大的功率输出。 6.液压传动装置的控制、调节比较简单，操纵比较方便、省力，易于实现自动化。尤其和电气控制结合起来，能实现复杂的顺序动作和远程控制。 7.液压系统易于实现过载保护。 8.液压元件已标准化、系列化和通用化，便于设计和选用。机械电子工程实验室的液压传动装置主要由油泵、液压缸、控制阀、油缸、压力表及管道几部分组成，其实现的主要功能是通过电磁控制阀的通断，控制油路上油的流动，从而对液压缸的运动进行控制。其液压回路主要由速度控制回路，压力控制回路，方向控制回路几部分组成，液压系统原理图如图（1－7）：图1－7 1－油箱2－液压泵3－单向阀 4－直动式溢流阀5－压力表6－二位二通电磁换向阀 7－液压缸（侧缸）8－限位开关（左）9－限位开关（右） 10－液压缸（主缸）11－压力表12－单向节流阀 13－减压阀14－压力表15－三位四通电磁换向阀 16－单向阀17－先导式溢流阀18－压力表 19－单向阀20－二位二通电磁换向阀

基于PLC的塔式起重机双电机提升机构控制系统设计

设计题目：基于PLC的塔式起重机双电机提升机构控制系统的设计院系：信息工程学院专业：自动化1班姓名：学号：指导老师：完成日期：2011年12 月

目录一塔机介绍 (3) 二双电机提升机构控制系统的设计 (4) 2.1 提升机构介绍 (4) 2.2 控制主电路设计 (4) 2.3 速度控制 (4) 2.4 起升下降控制 (6) 2.5 档位控制 (6) 2.6 控制电路 (7) 2.7 控制主程序 (7) 三总结 (11) 四参考资料 (12)

基于PLC的塔式起重机双电机提升机构控制系统的设计一塔机介绍塔式起重机是一种塔身竖立起重臂回转的起重机械在工业与民用建筑施工中是完成预制构件及其他建筑材料与工具等吊装工作的主要设备。基本结构图如图1所示。工作机构主要包括：起升机构、回转机构、小车牵引机构、台车行走驱动机构等；起升机构是塔式起重机中最重要、最基本的机构，是以间歇，重复工作方式，将重物通过其中吊钩或其他吊具悬挂在承载构件（如钢丝绳、链条）上进行起升、下降，或起升与运移的机械设备。主要安装在塔式起重机的起重臂上。其主要组成部分有：电机、变速箱、制动器、卷筒、底架、轴承座和安全装置等。在高层建筑施工中其幅度利用率比其他类型起重机高。由于塔式起重机能靠近建筑物，其幅度利用率可达全幅度的80%，普通履带式、轮胎式起重机幅度利用率不超过50%，而且随着建筑物高度的增加还会急剧的减少。因此塔式起重机在高层工业和民用建筑施工的是使用中一直处于领先地位。应用塔式起重机对于加快施工进度、缩短工期、降低工程造价起着重要的作用。

图1 塔式起重机整体结构图 1-固定基础；2-固定支腿；3-附着装置；4-顶升机构；5-下支座；6-上支座；7-回转机构；8-回转塔身；9-司机室；10-变幅机构；11-载重小车；12-吊钩；13-起重臂；14-起重臂拉杆；15-塔顶；16-平衡臂拉杆；17-平衡臂；18-平衡重；19-起升机构；20-电控柜；21-塔身二双电机提升机构控制系统的设计 2.1 提升机构介绍起升机构是塔式起重机最重要的传动机构，它要求重载低速，轻载高速，调速范围大。起升机构调速方式的优劣直接影响整机性能。4绳最大起重量小于等于6t的小中型塔机竞争激烈，成本控制严格，国内以多速电机变极调速为主，方案简单，尚能满足工作需要。8t和8t以上的中大型塔机需要较好的调速性能，调速方式很多，选择原则有三个：首先要平稳，冲击小；其次要经济和可靠，符合国情；三是要便于维修。三速电机变极调速使用普通减速机，由三速电机变极而直接起到气盛机构的高、中、低三档速度，结构简单、成本低廉、维修方便，常采用4/8/32极三速电机。缺点是换挡时有一定的冲击，慢就为速度不是很理想。常用于4绳最大起重量小于6t 的中小型塔机。用两电机合成速度，可减小换挡冲击。 2.2 控制主电路设计起升控制电气控制元件包括万能转向开关、起升接触器、下降接触器、低速接触器、高速接触器、短路接触器、和起升制动器等，起升电机采用2个相同的变极调速三相异步电动机：30Kw，2/4/16极，同步转速分别为3000rpm，1500rpm，375rpm；分别对应为高速、中速、低速绕组配一套液力推杆制动器，起升卷扬机正反转由SQ控制 KM1、KM2 工作，并由 SQ 控制 KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、KM8实现调速。 2.3 速度控制启动时应由低速向高速过度，停机时应从高到低。甲、乙两电机通过差动变速箱（与汽车后桥差速器的原理相似）可以合成出6个速度，分别是：

由PLC控制的电液步进式液压缸

数字式电液步进液压缸是由步进电机和液压力放大器组成的，其输出力可达上万牛顿。因此，常用于重型精密机械的伺服进给系统中，如轧钢机的压下机构和轧辊磨床的进给机构。液压力放大器是一个直接位置反馈式液压伺服机构，由控制滑阀、液压缸和螺杆-螺母反馈机构组成，见图l。当步进电机在输入脉冲的作用下转过一个步距角时，经齿轮带动滑阀的阀芯旋转，由于活塞尚未移动使滑阀的阀芯产生一定的轴向位移，阀口打开，压力油进入液压缸使活塞外伸同时反馈螺母带动滑阀的阀芯退回零位，活塞停止运动。如果连续输入脉冲电液步进液压缸即按一定的速度外伸，改变输入脉冲的频率即可改变活塞的速度。电液步进液压缸是增量式数字控制电液伺服元件，即步进电机作电信号一机械位移的转换元件。图2是增量数字控制电液伺服元件的控制方框图。微机发出控制脉冲序列经驱动电源放大驱动步进电机运动：步进电机的运动严格与液压力放大器的运动成比，即微机的控制脉冲严格控制电液步进液压缸的运动：电液步进液压缸的位移与控制脉冲的总数成正比；而电液步进液压缸的运动速度与控制脉冲的频率成正比因此，电液步进液压缸的控制就在于步进电机的控制步进电机可以采用微计算机或可编程控制器(PLC)进行控制。PLC具有通用性强、可靠性高、指令系统简单、编程简便易学、易于掌握、体积小、维修工作少、现场接口安装方便等一系列优点。因而目前绝大部分采用液压传动的系统，如大型组合机床、加工中心、轧钢机的压下机构和轧辊磨床的进给机构等均采用PLC控制技术；而电液步进液压缸的PLC控制只占用PLC的3～5个I／O接口及几十Bit的内存，且可以省去电液步进液压缸的控制微机使控制系统简洁、成本显著下降，可靠性大大提高，更显示出其卓越的性能。 1 电液步进液压缸的PLC控制方法电液步进液压缸的控制主要有三个因素： (1)活塞行程控制。由电液步进液压缸的工作原理和特性可知电液步进液压缸的活塞位移正比于所输入的控制脉冲个数；因此可以根据电液伺服机构的位移量确定PLC输出的脉冲个数： n＝ΔL/δ (1) 式中：△L —电液伺服机构的位移量(mm)； δ—电液伺服机构的脉冲当量(mm／脉冲)。 (2)活塞速度控制。电液步进液压缸的活塞速度取决于输入的脉冲频率；因此可以根据电液伺服机构的速度，确定其PLC输出的脉冲频率： f=Vf/60δ (2) 式中：Vf—电液伺服机构的进给速度(mm／min)。 (3)活塞运动方向控制。电液步进液压缸的运动方向由步进电机的转向进行控制。步进电机的转向可以通过改变步进电机各绕组的通电顺序来改变其转向；如三相步进电机通电顺序为A—AB—B—BC—C一CA—A?时步进电机正转；当绕组按A—AC—C—CB—B—BA—A?顺序通电时步进电机反转。因此可以通过PLC输出的方向控制信号改变硬件环行分配器的输出顺序来实现，或经编程改变输出脉冲的顺序来改变步进电机绕组的通电顺序实现。 2 电液步进液压缸的伺服控制、驱动及接口 2．1 电液步进液压缸控制系统的组成电液步进液压缸的控制系统由可编程控制器、环行脉冲分配器和步进电机功率驱动器组成，其结构见图3。控制系统中PLC用来产生控制脉冲；通过PLC编程输出一定数量的方波脉冲，控制步进电机的转角进而控制电液步进液压缸的运动；同时通过编程控制脉冲频率，既电液步进液压缸活塞的速度；环行脉冲分配器将可编程控制器输出的控制脉冲按步进电机的通电顺序分配到相应的绕组。PLC控制的步进电机可以采用软件环行分配器，也可以采用硬件环行分配器。采用软环占用的PLC资源较多，特别是步进电机绕组相数M >4时，对于大型生产线应该予以充分考虑。采用硬件环行分配器，虽然硬件结构稍微复杂些，但可以节省占用PLC的I／O口点数，目前市场有多种专用芯片可以选用。步进电机功率驱动器将PLC输出的控制脉冲放大到几十～上百伏特、几安～十几安的驱动能力。一般PLC的输出接口具有一定的驱动能力，而通常的晶体管直流输出接口的负载能力仅为十几～几十伏特、几十一几百毫安。但对于功率步进电液压英才网用心专注、服务专业

基于PLC的桥式起重机变频控制系统设计

中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院本科毕业论文（设计）指导教师指导意见表学生姓名：学号：专业：电气工程及其自动化毕业设计（论文）题目：基于PLC的桥式起重机变频调速系统设计

中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院本科毕业设计（论文）评阅教师评阅意见表学生姓名：学号：专业：电气工程及其自动化毕业设计（论文）题目：基于PLC的桥式起重机变频控制系统设计

论文原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的本科毕业论文《基于PLC的桥式起重机变频系统设计》，是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。论文中引用他人的文献、资料均已明确注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及使用过的材料。对论文的完成提供过帮助的有关人员已在文中说明并致以谢意。本人所呈交的本科毕业论文没有违反学术道德和学术规范，没有侵权行为，并愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果。论文作者（签字）：日期：2014 年7 月21 日摘要

传统的桥式起重控制系统主要采用继电器接触器进行控制，采用交流绕线串电阻的方法进行启动和调速，这种控制系统存在可靠性差，操作复杂，故障率高。电能浪费大，效率低等缺点。因此对桥式起重机控制系统进行研究具有现实意义，也是国内外相关行业专家学者的一个研究课题。本文针对桥式起重机控制系统中存在的上述问题，把可编程序控制器和变频器应用于桥式起重机控制系统上，并进行了较深入的研究。根据桥式起重机的运行特点，桥式起重机控制系统采用起重机变频调速系统，该系统主要由上位机、下位机(PLC控制系统)、变频调速系统等组成。PLC系统采用SEIMENS公司产品，能控制起重机大车、小车的运行方向和速度换档，吊钩的升、降方向及速度换档，同时减小了传统继电-接触式控制系统的中间环节，减少了硬件和控制线，极大提高了系统的稳定性，可靠性。实验结果表明，采用该控制系统，使桥式起重机工作可靠，使用方便，同时具有动态显示的功能，节能效果好明显。关键词:可编程序控制器、桥式起重机、变频调速、变频调速系统

车床液压系统PLC控制系统设计

车床液压系统PLC控制系统设计在机械工业中，传统普通车床仍占有相当比例，其中部分车床采用液压系统来控制刀具的自动切换，机床电气控制部分多应用继电器——接触器控制来实现，这类系统元器件多，体积大，连线复杂，可靠性和可维护性低，故障率高，工作效率低，而随着计算机技术、电子技术等的发展，计算机控制技术在液压传动控制中也得到了广泛的应用。以计算机技术为核心的PLC(可编程序控制器)具有抗干扰性强，运行可靠等诸多优点在工业自动化领域已被广泛应用。本文即是利用PLC控制技术，对传统液压回路进行系统控制设计，变传统电气控制为PLC控制。 1 工作原理 1.1车床液压控制回路的液压元件构成此车床液压控制回路主要由以下原件组成：左夹紧液压缸用于夹紧工件和卸下工件，中横向进给液压缸带动刀具横向进给，右纵向进给液压缸带动刀具纵向进给，6个电磁换向阀控制进给液压缸的前进与后退，2个调速阀控制进给液压缸进给速度，双联泵提供液压油输出，另外采用3个单向阀控制液压油流动方向，减压阀和压力继电器监控夹紧缸的油压。 1.2 车床液压控制回路的工作原理

液压控制回路如图1所示，其作用主要是能够控制车床完成完整的切削加工过程，并且工作一个循环，分为8个步聚：1、装件夹紧；2、横快进；3、横工进；4、纵工进；5、横快退；6、纵快退；7、卸下工件； 8、原位停止；各步骤的切换分别由行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6、SQ7控制，具体工作循环如图2所示。行程开关用于控制液压回路中6个电磁换向阀电磁铁的通电与否，进而改变液压油流向，影响液压缸实现动作顺序，完成切削过程。断电情况如表1所示。图 1 车床液压控制系统电磁铁动作顺序表 (1)装件夹紧。接通液压回路电源，按下启动按钮SB1，电磁铁6YA、7YA通电，5YA失电，两阀右位接人液压回路，双联泵左侧高压小流量泵提供高压液压油，保证夹紧力；此时夹紧液压缸右腔进油，活塞左移，完成工件的夹紧。 (2)横快进。活塞左移到一定位置，工件夹紧后，压下行程开关SQ1，此时7YA断电使双联泵右侧低压大流量泵提供大流量液压油，1YA通电使该阀左位接通，横向进给液压缸下腔进油，带动刀具快进，实现横向快进

基于PLC的起重机控制系统设计

基于PLC的塔式起重机控制系统的设计摘要: 本文针对传统的由继电器接触器控制的塔式起重控制系统可靠性差、操纵复杂、故障率高、电能浪费大、效率低等缺点提出将可编程序控制器和变频器应用于其控制系统.在塔式起重机提升机构加上一套由旋转编码器、PG数模转换构成变频器闭环系统.结果表明：该系统使用方便，具有良好的动态调整性能,极大进步了系统的稳定性、可靠性. 关键词：可编程序控制器;塔式起重机;稳定性 1. 传统的塔式起重机的控制现状塔式起重机是我们建筑机械的关键设备，在建筑施工中起着重要作用，我们只用了五十年时间走完了国外发达国家上百年塔机发展的路程，如今已达到发达国家水平并跻身于当代国际市场.随着高层建筑发展，对施工机械提出了新的要求.于是，160TM附着式、45TM内爬式、120TM自升式等都由我国自己设计并制造;八十年代，国家建设突飞猛进，建筑用最大的250TM塔机也应运而生.进进九十年代，现代化进程不断加快，国内外市场对塔机要求越来越高，众多城市大型建筑、水利、电力、桥梁等不断增加，市场的要求加快了新产品开发的力度，先后有400TM、900TM水平臂和300TM动臂式塔机[1，、2].90年代开发生产的塔机产品技术性能均明显进步，起升机构采用三速电机驱动、涡流制动、电动换挡减速箱，变幅回转采用双速电机液力联轴节驱动，或采用变频调速，有多种速度，工作平稳生产效率高.安全装置齐全，动作灵敏可靠，装有防止误操纵和野蛮操纵装置，可杜尽安全事故[2]. 随着功率电子技术的发展，早在六十年代后期，国外就开始致力于晶闸管定子调压调速技术的开发研究.目前，该技术己进进了成熟稳定的发展应用阶段.可编程序控制器PLC引进到交流电气传动系统后[3，4]，使传动系统性能发生了质的变化.在塔式起重机实现了抓斗的自动控制和故障诊断、检测显示等，达到了新的技术高度. 由变频器构成的交流调速系统可取代直流调速系统，是随着计算机技术特别是大规模集成电路制造技术的不断发展的必然结果，符合起重机的发展趋势，适合发展大起重重量的起重机. 2. 塔式起重机PLC控制系统原理本系统将塔式起重机控制系统由继电器控制改为PLC控制，四大机构调速均采用变频调速.塔式起重机控制系统的系统总框图如图1所示[5，8，9].

基于PLC的温度控制系统设计

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/a66721067.html, 基于PLC的温度控制系统设计作者：贾二林张国栋来源：《科学与财富》2014年第11期摘要：本文主要介绍了S7-200可编程控制器和温度控制的设计方案。编程时调用了编程软件STEP 7 -Micro WIN中自带的PID控制模块，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。利用组态王设计人机界面，实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。实验证明，此系统具有快、准、稳等优点，在工业温度控制领域能够广泛应用。 0 绪论在工业自动化领域内，PLC以其可靠性高、抗干扰能力强、功能强大、能耗低、体积小和其他重要特性被广泛应用于现代工业自动中。在当前的工业控制中，通常以PLC 为现场的控制设备，用于数据采集和处理、输出控制、逻辑判断等；而上位机则是利用HMI 软件来完成工业控制状态、流程与参数的显示，实现监控、管理、分析和存储等功能。这种监控系统充分利用了PLC 和计算机的特点，因此获得了普遍的应用。通过这种方式设计一个温度控制系统，把基于PLC 的下位机与完成HMI功能的上位机相结合，组成分布式控制系统，从而达到了对温度的自动控制[1]。 1 系统总体设计方案根据温度控制系统的要求，本设计由S7-200PLC作为中央处理单元，Fameview作为监控组态软件，实现恒温控制系统的实时监控。系统包括硬件和软件两部分。完成整个系统的需求应该是由软件和硬件共同努力、相互协调工作。本设计由工控机作为上位机监控整个系统，PLC等其他元件作为下位机完成具体控制要求，上位机与下位机之间的通信通过以太网的联接来达到通信的状态要求，以确保更好的完成对系统的监控。系统总体结构图如图1所示[2]。图1 系统总体结构图 2 系统硬件电路设计图2是温度控制系统硬件接线图，其中可以看到CPU226有两个扩展模块，并且与监控室连接，便于值班人员操作控制。图2 硬件接线图本设计采用CPU226作为主处理器，分别扩展了模拟量输入模块EM231以及模拟量输出模块EM232。系统中由流量检测计与温度传感器采集流量与温度信号，通过信号隔离处理器RZG2100将直流输入信号转换成隔离的标准过程信号，并送入EM231。EM231再将信号传给CPU226，由处理器对信号进行分析处理；然后将分析的结果通过数显仪表把系统状况反应出

液压PLC控制系统设计

机电一体化专业综合实验液压PLC控制系统设计

目录一、实验总体规划............................................................................... 错误！未定义书签。 1.1实验目的 ......................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.2实验器材 ......................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.3实验要求 ......................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.4实验内容 ......................................................................................................... 错误！未定义书签。二、系统设计........................................................................................................... 错误！未定义书签。 2.1 总体方案设计 ................................................................................................ 错误！未定义书签。 2.2 零件图 ............................................................................................................ 错误！未定义书签。 2.3 加工示意图、动作循环图 ............................................................................ 错误！未定义书签。 2.3.1加工工艺流程设计 ............................................................................... 错误！未定义书签。 2.3.2工件加工工艺过程设计 ....................................................................... 错误！未定义书签。 2.3.3动作循环图 ........................................................................................... 错误！未定义书签。 2.4液压回路设计 ................................................................................................. 错误！未定义书签。 2.4.1 设计思路 .............................................................................................. 错误！未定义书签。 2.4.2 液压回路得电顺序表 (6) 2.5 PLC控制系统设计 (6) 2.5.1系统功能设计 (6) 2.5.2 I/O口的点数及地址分配、PLC选型 (7) 2.6 电气原理回路设计（见附录） (8) 2.8 PLC程序设计 (10) 2.8.1流程图 (10) 2.8.2 全局变量表 (11) 2.8.3程序设计 (12) 三、PLC程序设计、调试遇到的问题 (19) 四、结论 (19) 五、自我总结 (20)

基于PLC行车控制系统的设计毕业设计及论文

毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：基于 PLC 行车控制系统的设计姓名系别自动化与电力学院专业机电一体化班级学号

目录一、绪论 ...................................................... ...3 1行车概述 ........................................... ...3 2继电接触器控制系统 (4) 3可编程序控制器控制系统 (4) 4行车控制系统的发展与现状 (5) 二、设备主要技术参数 (6) 1设计概述 (6) 2电动机的选择 (6) 3空开、接触器和过流继电器的选择 (7) 4电线电缆的选择 (7) 三、设备组成 (7) 1起升控制

柜...................................................... .7 2大小车副钩控制柜 (8) 3司机室 (8) 4安全保护设施 (8) 5电线电缆 (9) 四、电气操作及注意事项 (9) 1电气操作 (9) 2注意事项 (9) 五、执行标准 (10) 六、结束语致谢 (11) 七、电气材料明细表 (12) 八、电气原理图 (15) 九、PLC程序逻辑图 (30)

一、绪论 1、行车概述行车是用来在短距离内提升和移动物件的机械，是现代化工厂中用于物料输送的重要设备，行车由于他的高危险性，应用它的场合更是频繁，行车对减轻工人体力劳动，提高劳动生产率起着重要的作用。本设计中的行车要实现左右，前后及上下的三维运动，并且要准确定位，具有远距离控制，能够按照预定顺序和控制要求，自动完成一序列的工作。在设计中采用低压电器的控制方式，控制线路的设计方面力图做到布局合理,排列均匀,原理图上有极限位置保护和必要的电气保护措施。行车、吊车、天车都是人们对起重机的一个笼统的叫法，行车和现在我们所称的起重机基本一样。基本有两类：一类为集中驱动，即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮；另一类为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中、小型桥式起重机较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式，大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。行车的种类按其结构和功能特点可以分为几大类型。第一：轻小型起重设备。他特点是轻便、结构紧凑，动作简单，作业范围投影以点、线为主。轻、小型起重设备，一般只有一个升降机构，它只能使重物作单一的升降运动。第二：桥式起重机。他的特点是可以使挂在吊钩或其他取物装置上的重物在空间实现垂直升降或水平运移。桥式起重机包括：起升机构，大、小车运行机构。第三：臂架式起重机。他多装设在车辆上或其他形式的运输（移动）工具上，这样就构成了运行臂架式旋转起重机。第四：升降机。他的特点是重物或取物装置只能沿导轨升降。升降机虽只有一个升降机构，但在升降机中，还有许多其他附属装置。

基于PLC的热水箱恒温控制系统

基于PLC的热水箱恒温控制系统温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关。在科学研究和生产实践的诸多领域中, 温度控制占有着极为重要的地位, 特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等。温度控制系统的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。可编程控制器（PLC）可编程控制器是一种工业控制计算机，是继承计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简单，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。第一章绪论 1.1 引言可编程序控制器(Programmable Controller，简称PLC)是以微处理器为基础，综合了计算机技术、控制技术、通讯技术等高新技术的工业装置。现代PLC不仅具有传统继电器控制系统的控制功能，而且能扩展输入输出模块，特别是可以扩展一些智能控制模块，构成不同的控制系统，将模拟量输入输出控制和现代控制方法融为一体，实现智能控制、闭环控制、多控制功能一体的综合控制系统。在工农业生产中，常用闭环控制方式控制温度、压力、流量等连续变化的模拟量，PID控制是常见的一种控制方式。由于其不需要求出控制系统的数学模型，算法简单、鲁棒性好、可靠性高，在使用模拟量控制器的模拟控制系统和使用计算机(包括PLC)的数字控制系统中得到了广泛的应用。本文针对恒温水箱温控系统的要求，以PLC为温度控制系统的核心，利用PID控制算法实现水箱的恒温控制。

基于PLC控制的液压控制系统

基于PLC 控制的液压控制系统 [ 摘要] 采用可编程控制器(PLC)代替继电器控制器，对机械手的液压驱动系统进行控制，通过输入输出接口建立与机械手液压系统开关量和模拟量的联系，实现机械手搬运工件的顺序动作和自动控制，达到准确度高、控制方便、可靠性好的目标，大大提高了生产率和自动化程度，减少了系统故障，具有很强的实用性。 [ 关键词] PLC；液压控制；机械手 1、前言( Introduction) 目前PLC 在工业生产过程控制自动化和传统产业技术改造等方面得到了广泛应用, 与传统的继电器控制相比, PLC 具有控制系统构成简单、可靠性高、通用性强、抗干扰能力强、易于编程、体积小、可在线修改、设计与调试周期短、便于安装和维修等突出优点, 而且一般不需要采取什么特殊措施, 就能直接在工业环境中使用, 更加适合工业现场的要求, 使用PLC 控制液压控制系统能提高系统的整体性能,具有较明显的优越性。本文介绍基于PLC 控制的某液压机械手的典型液压控制回路及其PLC 控制方法。 2、控制要求分析(Analys is of control demands ) 在生产现场工作开始后, 机械手在一个工作循环中需要依次完成以下顺序动作: 下降、夹紧、上升、左移、下降、松开、上升、右移( 共8个顺序动作) , 这是一个典型的顺序控制问题。采用PLC 实现机械手的自动循环控制, 需要在某些动作位置设置位移传感器或行程开关来检测动作是否到位, 并确定从一个动作转入到下一个动作的条件。根据机械手的动作要求, 选用3 个液压缸来完成该8 个顺序动作: 升降缸1 在工件两个位置( 原位与目标位置) 上方的下降和上升运动, 移动缸2 的左移和右移运动, 夹紧缸3 的夹紧和松开动作。缸1 下降或上升到位时应停止运动, 缸2 左移或右移到位时也应停止运动, 故需分别设置一行程开关S1、S2、S3、S4。根据机械手的动作过程和要求, 绘制出系统的控制功能流程图, 如图1 所示。

基于PLC控制的桥式起重机电气设计(图文)

f21 基于PLC控制的桥式起重机电气设计(图文) 桥式起重机是生产企业广泛应用的生产工具之一。传统的电气控制系统接线复杂。介绍一种采用SIMENSS7-200型PLC控制的起重机电控系统。智能化程度较高。关键词：PLC，起重机，控制系统，HMI，智能化 1.引言桥式起重机是生产企业广泛应用的生产工具之一，传统的电气控制系统接线复杂，故障率高，难以维护。本文结合生产实际的，介绍一种采用SIMENS S7-200型PLC控制的起重机电控系统，其控制线路简单，安全可靠，智能化程度较高，能够有效地提高生产效率。 2 总体设计方案一个完整的基于PLC控制的桥式起重机电气系统，主要由六大模块组成[1]，分别为：1）配电保护模块2）主起升机构模块3）副起升机构模块4）大车运行机构模块5）小车运行机构模块6）PLC 控制模块。通过联动台上的主令控制器、按钮等手动控制装置，把信号传递给PLC的输入模块，CPU内的程序对这些信号进行处理，再由输出模块输出控制信号控制中间继电器、指示灯、报警器、显示装置等。中间继电器带动大的接触器，进一步控制起重机各机构电机的启动、停止及运行。免费论文。各种保护信号如限位开关、过流继电器、门开关、超载限制器等也将信号反馈到PLC的输入模块，起到安全保护的作用。免费论文。系统总图见图1。 2.1 控制系统安全保护（1）安全门开关联锁保护：在门开关没关的情况下，总接触器不能吸合，在总接触器吸合的情况下，打开门开关，总接触器断开。（2）超载保护：当起重量达到额定起重量的95%时，开始报警，达到额定起重量的105%，报警并输出停止信号，此时，起升机构只能下降，不能上升。（3）断相、相序保护：通过断相相序保护器来实现。（4）各机构限位保护：包括主副起升、下降限位；大车左行、右行限位；小车前行、后行限位，到达限位时，切断对应方向电源，此时，该机构只能向相反方面运行。（5）设置急停开关，在出现紧急事故的情况下，切断总电源。急停开关一般为红色蘑菇头非自复位型。（6）设置零位保护，各机构控制器只有在零位的情况下，总接触器才能吸合，防止在停电后，主令没回零的情况，各机构自行运行，带来危险。（7）设置热继电器，当电机通过的电流超过电动机的额定电流，电机温度过热时，其相应的热继电器工作，断开主回路，起到保护电机的作用。（8）设置电铃或报警装置，在出现故障时，可进行报警。在起重机动作之前应该报警，必须在响铃后方可操作大车运行机构。 2.2输入输出信号设计通过用户对桥机控制档位及安全的要求，需要以下控制信号：主副钩起升、下降信号、2档、3档、4档，小车和大车的前、后、左、右方向信号及2档、3档、4档；主副起升限位、大小车限位；热继电器信号、超载信号、变频器故障信号；安全门开关，启动、停止、急停、照明、电铃、变频器复位信号；初步确定所有的手动输入信号和反馈信号总共48个，对应的输出有31个。 3 PLC的内部逻辑运算原理与梯形图的绘制 3.1 PLC的扫描执行原理

水箱温度控制[1](1)

【摘要】本论文主要阐述了温度控制加热器的工作原理，利用PLC对系统进行编程分析，其中介绍了许多关于温度控制系统的器件，让大家能更进一步的明白温度控制的过程及其硬件。在编程中还特别介绍了有关模拟量的转换，对PID也进行了详细的简介。随着社会的发展需要，温度控制系统已经普遍被人们接受。温度控制在现阶段已有很多地方用到如：热水器、锅炉等。人们生活中所必须的设备都需要温度控制来解决。温度控制系统设计起来简单，用起来更方便。关键词：编程控制系统热水器

【Abstract】 This thesis mainly describes the working principle of the heater temperature control, using PLC system programming analysis, which introduces many about temperature control system components, let everybody can further understand the process of temperature control and its hardware. In programming are particularly introduces the analogue conversion of PID a detailed introduction also. With the development of the society needs, the temperature control system has been generally be accepted by people. Temperature control at present has many places use such as: water heater, boiler, etc. People's life must be the devices are need to temperature control to solve. Temperature control system design easy, use up more convenient.