基于PLC电动机的组控设计

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1、毕业设计(论文)题 目： 基于PLC电动机的组控设计 姓 名： 指导教师： 专 业： 机械设计与制造 层 次： 专 科 成绩评定表指导教师评语及评分基于PLC电动机的组控设计论文评分指导教师（签名） 年 月 日评审教师评语及评分基于PLC电动机的组控设计评审评分组长（签名） 年 月 日综合评分成 绩评定人签名 年 月 日毕业论文（设计）任务书题 目基于PLC电动机的组控设计学生姓名专业1指导教师概述：PLC是电子计算机，且适用于工业现场工作的电器控制。它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理装置实现控制，而主要靠运行存储在PLC中的程序，进行输入/输出程序变换实现控制。要求阅读

2、或检索的参考资料及文献（包括指定给学生阅读的外文资料）：1 张志良编著.PLC原理与控制技术.第2版. 机械工业出版社2 周立功编著.PLC基础实验指导书.第1版. 广州工业出版社3 杨志忠编著.模拟电子技术.第1版. 高等教育出版社出版4余雷声，方宗达等编.电气控制与PLC应用. 北京：机械工业出版社，5邓则名. 电器与可编程序控制器应用技术. 北京：机械工业出版社，6韩服善，张石平. 工业PLC控制系统设计 J 家用电器.消费，7宋德玉 可编程序控制器原理及应用系统设计技术. 北京：冶金工业出版社目录前 言11 应用背景与需求21.1 工业PLC控制电动机的现状与发展21.2 PLC研究的

3、目的与意义21.3 PLC的基本结构及其工作原理32 控制任务分析521控制系统的运作要求52.2输入/输出设备点的分配52.3实验元件63 选型及输入输出地址定义74程序设计84.1 PLC顺序功能图842 编程语言9结 论11致 谢12参考文献13摘 要PLC可编程控制器：PLC英文全称Programmable Logic Controller，中文全称为可编程逻辑控制器，定义是：一种数字运算操作的电子系统，转为在工业环境应用而设计。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、技术和算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生

4、产过程。PLC是电子计算机控制系统，且它适用于工业现场工作的电器控制。它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理装置实现控制，而主要靠运行存储在PLC中的程序，进行输入/输出程序变换实现控制。关键词：PLC 可编程控制 继电控制前 言我国工业企业的自动化程度普遍较低，PLC产品有很大的应用空间，如机械行业80%以上的设备仍采用传统的继电器和接触器进行控制。因此，PLC在我国的应用潜力远没有得到充分发挥。 我国大中型企业普遍采用了先进的自动化系统对生产过程进行控制，但绝大部分小型企业尚未应用自动化系统和产品对生产过程进行控制。随着竞争的日益加剧，越来越多的小型企业将采用经济、实用的

5、自动化产品对生产过程进行控制，以提高企业的经济效益和竞争实力。 中国加入WTO后越来越多的国际公司把其制造基地转移到中国。同时，中国的国有企业和民营企业也在利用难得的历史机遇大力发展制造业。中国正在努力成为世界新的制造业基地。制造业的控制主要以离散控制为主，PLC是该领域控制系统的首选。制造企业为提高劳动生产率和产品质量，必然会大量采用PLC，从而为PLC的应用提供广阔的应用前景。 自以来，作为基础工业之一的机械工业成为我国工业发展新的增长点，年均增长率超过20%。与流程工业对模拟量的反馈调节不同，机械工业需对开关量进行连锁及顺序控制，因此PLC成为其控制产品的首选。机械行业的高速增长和自动化

6、现状为PLC应用提供了巨大的市场空间。1 应用背景与需求1.1 工业PLC控制电动机的现状与发展PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因，在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。另一方面，PLC还必须依靠其他新技术来面对市场份额逐渐缩小所带来的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击。PLC需要解决的问题依然是新技术的采用、系统开放性和价格。为了使工业生产的过程控制更平稳，更可靠，向优质、高产、低耗要效益，对过程控制设备和装置提出了机电一体化，即仪表、电子、计算机综合的要求，而PLC正

7、是这一要求的产物，它是专门为工业过程而设计的控制设备，具有体积小、功能强，抗干扰性好等优点，它将机械与电气部件有机地结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合集成在一起，因此，它已经成为当今数控技术、工业机器人、离散制造和过程流程等领域的主要控制设备，成为工业自动化三大支柱（PLC，机器人，CAD/CAM）之一。在工业控制领域，不仅不会逐渐推出，而且会不断扩大他的市场份额。表面上看工控机的出现给PLC带来了一定程度的冲击，但如果我们仔细分析一下可以看到，工控机在某种程度上其实帮助了PLC的发展，因为PLC的可靠性高，易操作，但对与操作员站的一些功能，如曲线处理，数据记录等功能，远不及工控

8、机，而工控机的致命缺陷是可靠性差。所以目前来看工控机与PLC结合的控制系统更为完美。工控机的出现推动了PLC的发展。1.2 PLC研究的目的与意义我国工业企业的自动化程度普遍较低，PLC产品有很大的应用空间，如机械行业80%以上的设备仍采用传统的继电器和接触器进行控制。因此，PLC在我国的应用潜力远没有得到充分发挥。我国大中型企业普遍采用了先进的自动化系统对生产过程进行控制，但绝大部分小型企业尚未应用自动化系统和产品对生产过程进行控制。随着竞争的日益加剧，越来越多的小型企业将采用经济、实用的自动化产品对生产过程进行控制，以提高企业的经济效益和竞争实力。中国正在努力成为世界新的制造业基地。制造业

9、的控制主要以离散控制为主，PLC是该领域控制系统的首选。制造企业为提高劳动生产率和产品质量，必然会大量采用PLC，从而为PLC的应用提供广阔的应用前景。1.3 PLC的基本结构及其工作原理由于PLC在不断发展，因此，对它下一个确切的定义是困难的。在二十世纪七十年代PLC问世后，由美国电气制造商协会(National ElectricManufacturer Association-NEMA)对PLC下过如下的定义：PLC是一种数字式的电子装置。它使用可编程序的存储器来存储指令，实现逻辑运算、顺序运算、计数计时和算术运算等功能，用来对各种机械或生产过程进行控制。1987年，国际电工委员会(Int

10、ernational Electrical Committee-IEC)颁布了PLC标准草案，其第3版对PLC作了如下的定义：PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则而设计。可编程控制器（PLC）的基本结构，PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程装置组成。1.CPU模块在PLC系统中，CPU模块相当于人的大脑，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出。2.I/O模块输入（Input）模块和输出（Output）模块简称I/O模块，

11、它们是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。输入模块用来接收和采集输入信号。数字量（或开关量）输入模块用来接收从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等来的数字输入信号；模拟量输入模块用来接收电位器，测速发电机和各种变送提供的连续变化的模拟量电流电压信号。数字量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、批示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备。模拟量输出模块用来控制调节阀、变频器等执行装置。CPU模块的工作电压一般是DC5V，而PLC的输入/输出信号电压一般较高，如DC5V和AC220V。从外部引入的尖峰电压和干扰噪声可能损坏CPU模块中的元器件

12、，或影响PLC的正常工作。在I/O模块中，用光电耦合器、小型继电器等器件来隔离外部输入电路和负载。I/O模块除了传递信号外，还有电平转换与隔离的作用。3.编程装置 编程装置用来生成用户程序，并对它进行编辑、检查和修改。手持式编程器不能直接输入和编辑梯形图，只能输入和编辑指令表程序，因此又叫做指令编程器。它的体积小，价格便宜，一般用来给小型PLC编程，或者用来现场调试和维修。使用编程软件可以在屏幕上直接生成和编辑梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同的编程语言的相互转换。程序被编译后下载到PLC，也可以实现远程编程和传送。 可以用编程软件设置PLC内部的各种参数。通过通信，可以

13、显示梯形图中触点和线圈的通断情况，以及运行时PLC内部的各种参数，对于查找故障非常有用。4.电源PLC一般使用220V交流电源或24V直流电源。内部的开关电源为各模块提供各种直流电源。小型PLC一般可以为输入电路和外部的电子传感器（如接近开关）提供24V直流电源，驱动PLC负载的直流电源一般由用户提供。可编程控制器（PLC）的工作原理当PLC运行时，用户程序中众多的操作需要执行。但CPU是不能同时执行多个操作的，它只能按分时操作原理每一时刻执行一个操作。由于CPU的运算处理速度较高，使得外部出现的结果从宏观上来看几乎是同时进行的，这种分时操作的过程叫做CPU对程序的扫描。扫描丛0000号存储地

14、址所存放的第一条用户程序开始，再无中转或跳转的情况下，按存储地址递增的方向顺序逐条扫描用户程序即执行，直到程序结束。每扫描完一次程序，就构成一个扫描周期。然后再从头开始扫描，并周而复始地重复。顺序扫描的工作方式简单，简化了程序设计，并为PLC的可靠运行提供了可靠的保障。一方面，所扫描的程序被执行后，其结果马上就可以被将要扫描到的指令所利用；另一方面，还可以利用CPU设置的定时器来监视每次扫描是否超过规定的时间，从而避免了由于CPU内部故障使程序进入死循环而造成故障的影响。启 动初始化处理输入信号处理程序处理输出信号处理：扫描输出结果送入输出锁存电路进行输入图1-1PLC运行流程图2 控制任务分析PLC控制电动机群自起动是目前较为理想的自起动技术。它比继电器控制可靠简单，比计算机控制经济实用，所以得到越来越广泛的应用。 对电动机自起动控制的基本要求是可靠性和快速性，具体有以下几点：1、严格按照定的顺序控制各批次电动机的自起动，以满足工艺连续的要求。2、各批次电动机总功率不大于确定的最大起动功率，防止起动电流过大使继电保护动作，或电压偏低使电动机起动困难。