《小型船闸PLC控制系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《小型船闸PLC控制系统设计（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、小型船闸PLC控制系统设计院 系：机电与自动化学院专 业 班：电气工程及其自动化1002班姓 名：李亚萍学 号：20101131069指导教师：屈虹 2014年5月小型船闸PLC控制系统设计The Design of Small Ship Lock Control System Based on PLC摘 要本课题为小型船闸的PLC控制。船闸是在水位集中跌落的情况下（例如，建造闸、坝处），用以保证通航的水利工程建筑物。利用河水灌溉农田，或者利用水力推动水力发电机进行工作时需要在河流上修建拦河坝，用以提高水位。这样，河水被大坝隔断，上下游的水位差较大，航船无法通过。于是人们就利用连通器的原理，在
2、运输频繁的江河上，在大坝的旁边修建了船闸。本文对船闸的结构、控制过程、作用等方面做了较全面的介绍，对PLC的基本组成、工作原理、发展过程及趋势进行大致的分析，以此引出用PLC实现对小型船闸的自动控制，用PLC代替传统的继电器接触控制逻辑电路，充分利用PLC的优点进行设计，给出了比较详细的系统设计过程，系统的配置，相应及程序运行的结构框图。本文还对船闸运行发生故障时的自动报警与查询系统做了探讨与研究，对PLC船闸自动控制系统的完善具有重要意义。关键词：PLC 船闸 自动控制 自动报警 AbstractThis topic is The Design of Small Ship Lock Cont
3、rol System Based on PLC. The lock is the hydraulic engineering building concentrated in the case of the fall of water level (for example, construction of the lock, dam) , in order to ensure navigation. Using river water for irrigation of farmland, or using hydraulic drive hydraulic generator is buil
4、t on the river to dam, in order to raise the water level. So, the river is cut off by the dam, water level upstream and downstream of the difference, the ship cannot pass. So people using the principle of communicating vessels, in the transport of frequent River, to build the dam next to lock. In th
5、is paper, the structure of lock control process, and other aspects of the role is introduced, analysis the basic composition, working principle, development process and trends of PLC, this leads to the automatic control of the small lock using PLC. Using PLC instead of the traditional relay contact
6、controlling logic circuit. Making full use of the advantages of PLC design, to gives a more detailed system design, system configuration, and the block diagram of the program is running, and the corresponding procedures, and describes the structure and working principle of lock. This article is also
7、 alarm and query lock system, fieldbus communication in the host computer and research are also discussed, on the PLC automatic control system locks the improvement of great significance.Keywords: PLC ship lock automatic control automatic alarm目 录摘要 Abstract 绪论 11 可编程控制器（PLC）简介21.1 PLC的定义 21.2 PLC的硬
8、件结构及基本配置21.3 PLC的工作原理31.4 PLC的特点41.5 PLC的应用领域52 船闸简介82.3 船闸的定义82.3 船闸的用途82.3 船闸的主体结构82.4 船闸的工作流程93 系统的硬件选择与软件设计123.1 FX2N-48MR型PLC简介123.1.1 电源与接地123.1.2 I/O口与外部接线123.1.3 FX2N-48MR基本参数133.2 程序143.2.1 I/O口分配143.2.2 程序的编写14结论17致谢18参考文献19附录20绪 论船闸是河道最常用的交通设施之一，随着水上交通的发展以及水资源的充分利用，船闸的作用与地位越来越高。要使船闸能够可靠的运
9、行、拥有很好的运输效率以及较低的成本，并且在防洪抗洪时能可靠工作，需要有性能非常可靠的控制系统。目前国内船闸的自动化水平参差不齐，控制系统种类繁多，控制方式各不相同。建成较早的船闸控制装置一般由继电器、接触器控制逻辑电路组成，存在功能弱、故障多、寿命短等缺点，近年新建船闸一般采用计算机控制技术随着科学技术的不断发展对船闸自动化水平的要求越来越高，PLC技术的迅猛发展让自动化控制又多了一个新的亮点，而船闸的PLC监控越来越广泛地被投入使用，选择PLC 控制是由它的性质和特点决定的，因其具有可靠性高、抗干扰能力强 （通过硬件和软件措施能适应设备的可靠性要求）、通用性强、开发周期短等特点，对于象船闸
10、运行这样的顺序控制系统也特别易于发挥PLC的特点。它能使管理人员有效地对船闸的运行工况进行自动检测、优化控制和集成管理，从而达到安全、高效、满足社会需求的目标。随着自动化技术的发展，这种研究将得到越来越广泛地应用，而且这种研究具有重要的实用价值，它对于保障河道通道的畅通，及人民的生产和生活具有十分重要的意义，顺应时代发展的要求。本设计的目的就在于用PLC代替传统的继电器接触控制逻辑电路，充分利用PLC的优点实现小型船闸的自动控制。在掌握PLC对船闸的功能控制的基础上，设计出在紧急情况下的手动控制。1 可编程控制器（PLC）简介1.1 PLC的定义可编程序控制器(programmable con
11、troller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计的。早期的可编程序控制器称作可编程逻辑控制(programmable logic controller)，简称PLC，用它来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，可编程序控制器的功能已大大超过了逻辑控制的范围，所以，目前人们都把这种装置称作可编程序控制器，简称PC (国标简称可编程序控制器为PC系统)。PLC结构如图1-1所示。图1-1 PLC结构图为了避免与目前应用十分广泛的个人计算机(personal computer)的简称PC相混淆，所以将可编程序控制器简称PLC。PLC实质上是一种专门用于工业控制的计算机，硬件结构基本上与
12、微型计算机基本相同。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、计数与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产过程。1.2 PLC的硬件结构及基本配置 可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)简称PLC，是一种具有微处理机的数位电子设备，可以将控制指令随时加载内存内储存与执行。可编程控制器由内部CPU，指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数位类比等单元所模组化组合成。一般讲，PLC分为箱体式和模组式两种。但它们的组成是相同的，对箱体式PLC，有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块
13、、电源等，当然按CPU性能分成若干型号，并按I/O点数又有若干规格。对模组式PLC，有CPU模组、I/O模组、内存、电源模组、底板或机架。无任哪种结构类型的PLC，都属于总线式开放型结构，其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。PLC的基本结构框图如图1-2所示： 图1-2 PLC基本机构图1.3 PLC的工作原理 当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。（1） 输入采样阶段在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出
