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1、 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文）题 目 PLC 在火电厂中的运用 并列英文题目 Application of PLC in power plant 摘要摘要本文首先介绍了西门子 S7-300 的硬件组成，又以传送带的控制为例论述了装备顺序控制系统所需要的基本组成部分与安装方法及安装原则，以及 STEPT7 编程软件的使用方法。最后论述了 PLC 在应用时的抗干扰问题。关键词关键词 西门子，安装原则，编程软件，抗干扰目录目录摘要 第一章 绪论第二章 可编程控制器的硬件组成与结构第一节 PLC 的概述.第二节 S7-300 的主要硬件与功能介绍第三章 S7-300 的安装第一节安装硬件并
2、为其接线第二节在 STEP 7 Lite 中组态控制第三节打开 PC 上的程序第四节执行测试运行第四章 PLC 应用中常见的工程问题第一节PLC 系统的抗干扰措施第二节PLC 的测试及维护绪论.20 世纪 70 年代以前，火电厂采用常规仪表进行控制，控制效果及稳定性较差。80 年代后期，随着过程控制技术，自动化仪表技术和计算机网络的成熟和发展，控制技术先后出现了PLC（可编程控制器） ，DCS（分散控制系统） ，FCS（现场总线控制系统）三大类型的控制系统， 使电厂自动化水平有了飞速发展。PLC（Programmable Logical controller）是从开关量控制发展到顺序控制、运算
3、处理、定时控制、计数控制、顺序（步进）控制、连续 PID 控制、数据处理） （PLC 具有数据处理能力） 、通信连网等功能。PLC 具有以下特点 1.灵活、使用 2 可靠性高、抗干扰能力强 3 编程简单、使用方便 4 接线简单 5 功能强、重量轻、易于实现自动化。也因此在工业控制领域得到广泛应用。现代火力发电厂自动控制越来越复杂、重要，监控的参数更加庞大但本身的节点少，存储量小限制了它的应用，因而火电厂自动控制中，PLC 主要用于辅助系统的顺序控制，如火电厂的输煤、化学水处理、除灰除渣、脱硫等系统的顺序控制。顺序控制技术在火电厂应用的长期发展过程中逐渐形成了按工艺流程划分顺空范围，按功能分级设
4、计顺控系统的原则。将同锅炉、汽机和发电机密切相关的所有辅机、阀门、挡板等设备的顺空称为电厂顺序控制系统。由于现代火电机组中需要监视的参数和操作的项目越来越庞大，而如此多的监视和操作由运行人员手操是难以完成的。而且需要根据许多参数及运行条件的综合判断进行繁琐的操作，很容易造成误操作，造成事故或使事故进一步扩大。采用顺控后，运行人员只需几个或一个按钮，就能完成某一辅机系统或辅助设备甚至整个机组的启停任务。这不仅减轻了运行人员的劳动强度，更为重要的是防止了由于人为因素造成的误操作，有利于机组的安全运行，所以顺控系统在现代火电机组中越来越重要。第二章第二章 可编程控制器的硬件组成与结构可编程控制器的硬
5、件组成与结构第一节第一节 PLCPLC 的概述的概述一个完整的 PLC（Programmable Logical Controller）系统包括：控制对象，执行元件，检测元件，PLC 编程操作设备等。电厂中 PLC 的应用很广，如脱硫、输煤，几乎所有的系统都需应用 PLC，PLC 的作用是其他设备所不能替代的。从 1969年第一台 PLC 问世以来，PLC 经历了改变，其功能已经从单一功能逐渐转变成适应各类要求，具有智能和远距离通讯的新型产品。目前世界上的 PLC 公司有上百家，最为出名和有影响力的主要有德国西门子，法国施耐德，美国 A-B，日本三菱，立石等，我国国内目前未有真正具有竞争力的产
6、品，我国的 PLC产品市场多为进口产品一统天下。在我国电厂中使用的 PLC 西门子公司的产品。西门子公司是欧洲最大的 PLC 生产厂家之一，其产 S7-200300400系列是现在主要使用的产品。在编写在编写 PLC 程序之前，首先必须对硬件设备进行了解。在本次设计中我们主要对 S7-300 的系统进行学习。一台 S7-300的组成部分有导轨、电源、信号模块、功能模块、通讯处理器、接口模块等。S7-300 系列 PLC 的结构：S7-300 系列 PLC 采用紧凑的、无槽位限制的模块化组合结构，根据应用现象的不同，可选用不同型号和不同数量的模块，并可以将这些模块安装在同一个机架上。与 CPU3
7、12FM 和 CPU313 配套的模块只能安装在同一个机架上。机架是一种专用的金属机架，只需将模块安装在 DIN 标准的安装机架上，然后螺栓锁紧就可以了。如果系统任务需要的信号模块，功能模块和通信处理模块超过 8 块，则可以扩展机架（HER）来进行系统的扩展。CPU314315315-2DP 最多可以扩展 4 个机架，包括带中央 CPU 的中央机架（CR）和三个扩展机架（ER） 。每个扩展机架可以插 8 个模块（不包括电源模块、CPU 模块和接口模块） ，四个机架最多可以装 32 个模块。（1）导轨（RACK） 导轨是安装 S7-300 各类模块的机架，电源模块、CPU 模块及其他信号模块都可
8、以安装在导轨上。（2）电源模块（PS） 电源模块用于将 SIMATIC S7-300连接到 120230V 交流电源或 244860110v 直流电源。它与 CPU 和其他模块之间通过电缆连接，而不是通通过背板总线连接。（3）中央处理单元模块（CPU） SIMATIC S7-300 提供了各种不同功能的 CPU,以满足用户不同的需求，包括CPU312IFM、CPU313、CPU314 等。(4)接口模块（IM） 接口模块用于多机架配置时连接主机架和扩展机架（ER） 。S7-300 通过分布式的主机架和 3 个扩展机架可以造作多达 32 个模块。（5）信号模块（SM） 信号模块使不同的过程信号电
9、平和 S7-300 内部信号电平相匹配。（6）功能模块（FM） 功能模块主要用于实时性强、存储计数量较大的过程信号处理任务。第二节第二节 S7-300S7-300 的主要硬件与功能介绍的主要硬件与功能介绍1.机架：机架用来安装和固定 PLC 的各类模块。S7-300 的机架是特质不锈钢或铝制型板（称为导轨） ，它的长度有160mm、482mm、530mm、830mm、200mm 共 5 种，可根据实际需要选择。电源模块、CPU 及其信号模块都可以方便的安装在机架上。除 CPU 模块外，每块模块都带有总线连接器，安装时先将总线连接器装在 CPU 模块上并固定在机架上，然后依次将各模块装入，通过背
10、板总线将各模块从物理上和电气上连接起来即可。2 . 电源模块（PS） 电源模块将 AC120/230V 电源或者 DC24V 电源转换为24V 和 5V 电源,供 CPU,I/O 模块、传感器和执行器使用。它与CPU 模块和其他信号模块之间通过电缆连接，而不是通过背板总线连接。S7-300 系列 PLC 可供选择的电源模块有：PS305（2A）,PS307(2A),PS307(5A)和 PS307(10A)等。PS305（2A）电源模块的特点为：连接直流电源（输入电压为 DC24V/48V/72V/96V/110V）;输出电流为 2A，输出电压为DC24V：防短路和开路保护；可靠的隔离特性，符
11、合 EN60950，可用作负载电源。PS307 系列电源模块是西门子公司为 S7-300PLC 专配的 DC电源，可安装在 S7-300PLC 的专用导轨上，其额定输出电流由2A,5A 和 10A 等多种。PS307 系列电源模块除额定输出电流不同，他们的工作原理和各种参数都基本相同。PS307 系列电源模块的输入和输出有可靠的隔离，输出正常电压为 24V，绿色 LED亮；输出过载时 LED 闪烁；输出过电流时。以 PS307（10A）为例，输出电流大于 13A 时，电压跌落，跌落后自动恢复；输出短路时，输出电压消失，短路故障排除后，电压自动恢复。3.中央处理单元模块（CPU） SIMATIC
12、 S7-300/400 系列 PLC 提供了多种不同性能的 CPU模块，以满足用户不同的要求。各种 CPU 有不同的性能，例如有的 CPU 模块集成有数字量和模拟量输入输出点；有的 CPU 集成PROFIBUS-DP 等通讯接口。CPU 模块前面板上有状态故障指示灯、模式开关、24V 电源端子、电池盒与存储器模块盒（有的 CPU没有）等。 S7-300PLC 的 CPU 模块种类有CPU312FM、CPU313、CPU314、CPU315、CPU315-2DP 等。CPU 模块除完成执行用户程序的主要任务外，还为 S7-300PLC 总线背板提供 5V 电源，并通过 MPI 与其他中央处理器或
13、者编程装置通信。4.接口模块（IM）接口模块用于多机架配置时连接主机架和扩展机架的接口模块。5.信号模块（SM)信号模块是数字量输入/输出和模拟量输入/输出模块的总称，它们使不同的过程信号电压或者电流与 PLC 内部的信号电平匹配， S7-300 系列 PLC 的信号模块有：数字量输入模块SM321 和数字量输出模块 SM322，数字量输入/输出模块SM323，模拟量输入模块 SM331、模拟量输出模块 SM332、模拟量输入/输出模块 SM334 和 SM335。模拟量输入模块可以连接热电偶、热电阻、DC4-20mA 和 DC0-10V 等多种不同类型和不同量程的模拟信号。每个信号模块都配有
14、自编码的螺栓锁紧前连接器，外部信号可以方便地信号模块前连接器上。6.功能模块（FM）功能模块主要用于实时性强、存储计数量较大的过程信号处理任务。计数器模块 FM350-1/2 和 CM35，快速/慢速进给驱动位置控制模块 FM351,电子凸轮控制器模块 FN352，步进电动机定位模块 FM353，伺服电动机定位模块 FM354，定位和连续路径控制模块 FM358，闭环控制模块 FM355 和 FM355-2/2C/28,称重模块SIWAREXU/M 和智能位控制模块 SINUMERIK FM-NC 等。7.通信处理模块（CP）通信处理模块是一种智能模块，它用于 PLC 之间、PLC与计算机和其
15、他智能模块之间的通信，可以将 PLC 接入PROFIBUS-DP,AS-I,工业以太网，或者用于实现点对点通信等。通信处理器减轻 CPU 处理通信的负担，并减少用户对通信的编程工作。第三章第三章 S7-300S7-300 的安装的安装第一节第一节 安装硬件及其接线安装硬件及其接线1.1.安装安装 STEPSTEP 7 7 LiteLite为了在您的 PC 上创建驱动电机的控制程序，您必须安装 STEP 7 Lite 软件。 可在以下网址获得最新版本的 STEP 7 Lite 以及服务包：http:/ 打开安装文件，然后按照说明进行操作。2.PC2.PC AdapterAdapter USBUSB 的驱动程序的驱动程序使用 PC Adapter USB 在 CPU 312C 和该 PC 之间建立连接。 PC Adapter USB 将 PC 的 USB 接口和 CPU 312C 的 MPI 接口连接在一起，以便进行通讯。 要使用 PC Adapter USB，您必须安装所需的驱动程序。- 插入 PC Adapter 注意USB 的驱动程序 CD，然后按照说明进行操作。3.3
