10號題目PLC三相電熱器控制系統(tǒng)課程設計

PLC控制系統(tǒng)課程設計PAGE1目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第1章三相電熱器控制工藝分析 11.1電熱器的發(fā)展 11.2硬件選擇 11.3PLC接線圖 21.4系統(tǒng)變量定義及分配表 21.5系統(tǒng)接線圖設計 3第2章PLC控制系統(tǒng)設計 42.1控制程序流程圖設計 42.2控制程序設計思路 5第3章PLC監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計 73.1PLC與上位監(jiān)控軟件通訊 73.2上位監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設計 7第4章PLC梯形圖 9第5章課程設計心得 10參考文獻 11附錄 12第1章三相電熱器控制工藝分析1.1電熱器的發(fā)展電加熱是將電能轉(zhuǎn)換為熱能的過程。自從發(fā)現(xiàn)電源通過導線可以發(fā)生熱效應之后，世界上就許多發(fā)明家從事于各種電熱電器的研究與制造。電熱的發(fā)展及普及應用也與其它行業(yè)一樣，遵循著這樣一個規(guī)律：從先進的國家逐步推廣到世界各國；從城市逐步發(fā)展到農(nóng)村；由集體使用發(fā)展到家庭、再到個人；產(chǎn)品由低檔發(fā)展到高檔。十九世紀處于萌芽階段的電熱電器大都是拙劣的，最早出現(xiàn)是用于生活的電熱電器，1893年電慰斗的雛型首在美國出現(xiàn)并使用，接著到1909年出現(xiàn)電灶的使用，那是在爐灶中放置電加熱器，也就是說加熱從柴禾轉(zhuǎn)移到電氣，即從電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。但是真正電熱電器工業(yè)的急速發(fā)展，卻是在用作電熱元件的鎳鉻合金的發(fā)明之后。1910年美國首先研制成功用鎳鉻合金電熱絲制作的電慰斗，這就從根本上改善了電慰斗結構，使用慰斗迅速得到普及。到1925年在日本出現(xiàn)在鍋中安裝電熱元件的產(chǎn)品，成為現(xiàn)代電飯鍋的原形。在這階段工業(yè)上也出現(xiàn)實驗室用電爐，熔膠爐、暖氣器等電熱產(chǎn)品。1910年至1925年是電熱電器歷史上的大發(fā)展階段，在家庭和工業(yè)方面，電熱電器各種品種的出現(xiàn)和普及應用都得到了急速的發(fā)展，而尤以家庭方面為甚。所以鎳鉻合金的發(fā)明是奠定了電熱電器工業(yè)發(fā)展的基礎。電加熱器是一種消耗電能轉(zhuǎn)換為熱能，來對需加熱物料進行加熱。在工作中低溫流體介質(zhì)通過管道在壓力作用下進入其輸入口，沿著電加熱容器內(nèi)部特定換熱流道，運用流體熱力學原理設計的路徑，帶走電熱元件工作中所產(chǎn)生的高溫熱能量，使被加熱介質(zhì)溫度升高，電加熱器出口得到工藝要求的高溫介質(zhì)。電加熱器內(nèi)部控制系統(tǒng)依據(jù)輸出口的溫度傳感器信號自動調(diào)節(jié)電加熱器輸出功率，使輸出口的介質(zhì)溫度均勻；當發(fā)熱元件超溫時，發(fā)熱元件的獨立的過熱保護裝置立即切斷加熱電源，避免加熱物料超溫引起結焦、變質(zhì)、碳化，嚴重時導致發(fā)熱元件燒壞，有效延長電加熱器使用壽命。三相電的最大用途是驅(qū)動電熱器。1.2硬件選擇PLC基本組成包括中央處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出接口（縮寫為I/O，包括輸入接口、輸出接口、擴展接口等）、外部設備編程器及電源模塊組成。PLC內(nèi)部各組成單元之間通過電源總線、控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線連接，外部則根據(jù)實際控制對象配置相應設備與控制裝置構成PLC控制系統(tǒng)。1.3PLC接線圖編輯器存儲器系統(tǒng)程序用戶程序數(shù)據(jù)ＣＰＵ電源I/O擴展讀口I/O擴展單元外部設備接口輸入接口輸出接口編輯器存儲器系統(tǒng)程序用戶程序數(shù)據(jù)ＣＰＵ電源I/O擴展讀口I/O擴展單元外部設備接口輸入接口輸出接口─⊕──□─--─□───--─圖1-1.PLC基本組成1.4系統(tǒng)變量定義及分配表輸入點輸出點COS=X0BZ=Y0PB1=X1MC1=Y1PB2=X2MC2=Y2PB3=X3PL1=Y3PB4=X4PL2=Y4PB5=X5PL3=Y5THRY=X6PL4=Y6圖1-2分配表圖1-2分配表1.5系統(tǒng)接線圖設計COSX0X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13X14X15X16X17COSY0Y1Y2Y3COSY4Y5Y6Y7COSY8Y9Y10Y11Y12Y13COSY14X15X16X17LGNPLC圖1-3系統(tǒng)接線圖設計COSX0X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13X14X15X16X17COSY0Y1Y2Y3COSY4Y5Y6Y7COSY8Y9Y10Y11Y12Y13COSY14X15X16X17LGNPLC圖1-3系統(tǒng)接線圖設計第2章PLC控制系統(tǒng)設計2.1控制程序流程圖設計圖2-1三相電熱器控制流程圖2.2控制程序設計思路1.控制電路如下圖所示：2．COS切在1的位置。(1)按住PB5，風扇運轉(zhuǎn)[MCl、PLl動作]，電熱器導電[MC2、PL2動作]，PL4熄滅。(2)放開PB5，風扇停止運轉(zhuǎn)，電熱器斷電[PL4動作]。(3)此時按PBl、PB2、PB4均無作用。3．COS切在2的位置。(1)按PBl，風扇運轉(zhuǎn)[MCl、PLl閃爍]，PL4熄滅。5秒后[PLl閃爍5次]，PLl亮，此時方可按PB2，電熱器導電[MC2、PL2動作]。(2)按PB4時電熱器斷電，15秒后[PLl閃爍15次]，風扇停止運轉(zhuǎn)，PL4亮。(3)此時按PB5沒有作用。4．熱繼電器(TH—RY)動作時，風扇停止運轉(zhuǎn)，電熱器斷電，PL4亮，BZ響，PL3閃爍[ON／0．5s，OFF／0．5s]5．熱繼電器先復位，警報同前[BZ響、PL3閃爍]，按PB3，Bz停響，PL3熄滅。6．先按PB3時，Bz停響，PL3亮；熱繼電器復位，PL3熄滅。

第3章PLC監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計3.1PLC與上位監(jiān)控軟件通訊上位機是指：人可以直接發(fā)出操控命令的計算機，一般是PC，屏幕上顯示各種信號變化（液壓，水位，溫度等）。下位機是直接控制設備獲取設備狀況的計算機，一般是PLC/單位機之類的。上位機發(fā)出的命令首先給下位機，下位機再根據(jù)此命令解釋成相應時序信號直接控制相應設備。下位機不時讀取設備狀態(tài)數(shù)據(jù)（一般模擬量），轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號反饋給上位機。簡言之如此，真實情況千差萬別不離其宗。上下危機都需要編程，都有專門的開發(fā)系統(tǒng)。在概念上，控制者和提供服務這都是上位機，被控制者和被服務者是下位機，也可以理解為主機和從機的關系，但上位機和下位機是可以轉(zhuǎn)換的，兩者如何通訊，一般取決于下位機。TCP/IP一般是支持的。但是下位機一般具有更可靠的獨有通訊協(xié)議，購買下位機時，會帶一大堆手冊光盤，告訴你如何使用特有協(xié)議通訊。里面會舉大量例子。一般對編程人員而言一看也就那么回事，使用一些新的API罷了。多語言支持功能模塊，一般同時支持數(shù)種高級語言為上位機編程。通常上位機和下位機同學可以采用不同的通訊協(xié)議，可以有RS232的串口通訊或者采用RS485串行通訊，黨用計算機和PLC通訊的時候不但可以采用傳統(tǒng)的D形式的串行通訊，還可以采用更適合工業(yè)控制的雙線的PROFIBUS-DP通訊，采用封裝好的程序開發(fā)工具就可以實現(xiàn)PLC和上位機的通訊。當然可以自己編寫驅(qū)動類的接口協(xié)議控制上位機和下位機的通訊。3.2上位監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設計在使用工控軟件中，我們經(jīng)常提到組態(tài)一詞，組態(tài)英文是“Configuration”，其意義究竟是什么呢？簡單的講，組態(tài)就是用應用軟件中提供的工具、方法，完成工程中莫伊具體任務的過程。與硬件聲場相對比照，組態(tài)與組裝類似。如要組裝一臺電腦，試想提供了各種那個型號的主板、機箱、電源、CPU、顯示器、硬盤、光驅(qū)等，我們的工作就是用這些部件拼湊成自己需要的電腦。當然軟件中的組態(tài)要比硬件的組裝有更大的發(fā)揮空間，也因為它一般要比應將中的“部件”更多，而且每個“部件”都很靈活，因為軟部件都有內(nèi)部屬性，通過改變屬性可以改變其規(guī)格（如大小、形狀、顏色等）。在組態(tài)概念出現(xiàn)之前，要實現(xiàn)某一任務，都是通過編寫程序（如使用BASIC,C,FORTRAN等）來實現(xiàn)的。編寫程序不但工作量大、周期長，而且容易犯錯誤，不能保證工期。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，解決了這個問題。對于過去需要幾個月的工作，通過組態(tài)幾天就可以完成。組態(tài)軟件是有專業(yè)性的。一種組態(tài)軟件只能適合某種領域的應用。組態(tài)的概念最早出現(xiàn)在工業(yè)計算機控制中。如DCS（集散控制系統(tǒng)）組態(tài)，PLC（可編程控制器）梯形圖組態(tài)。人機界面生成軟件就叫工控組態(tài)軟件。其實在其他行業(yè)也有組態(tài)的概念，人們只是不這么叫而已。如AutoCAD，Photoshop，辦公軟件（PowerPoint）都存在相似的操作，即用軟件提供的工具來形成自己的作品，并以數(shù)據(jù)萬惡間保存作品，而不是執(zhí)行程序。組態(tài)形成的數(shù)據(jù)只有其制造工具或其他專用工具才能識別。但是不同之處在于，工業(yè)控制中形成的組態(tài)結果是用在使用監(jiān)控的。組態(tài)工具的解釋引擎，要根據(jù)這些組態(tài)結果實時運行。從表面上看，組態(tài)工具的運行程序就是執(zhí)行自己特定的任務。第4章PLC梯形圖

第5章課程設計心得經(jīng)過兩周的課程設計，我親身體會到做PLC程序設計的艱辛和努力，在設計過程中，我遇到了不少困難，也有許多從未遇到的難題，但是我堅持并努力的克服了，在尋求答案的過程中我學習到了更多知識，這都是我在這次課程設計中學習到的寶貴經(jīng)驗，相信在以后的學習生活中。我會繼續(xù)運用好這種精神，讓學習和工作變得更加有樂趣也更加積極向上的學習新知識。設計的過程本身就是收集知識尋找答案的過程，這個過程中可能有時一籌莫展，有時無從下手，但是一旦找到了靈感，找到了方法，其實事情本來很簡單，只是以前從來沒想到而已，所以，字啊以后的學習和工作中，是這場是換一種方式，用嶄新的思維重尋思考下，或許就有了更大的收獲。最后還要感謝給予我無私幫助的老師們，在實驗過程中不厭其煩的幫我解決遇到的各種問題、各種困難，使我對PLC的知識從理論應用到實際，獲益匪淺，衷心感謝老師們，您們辛苦了！

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附錄0LDIX0061ANIX0002OUTM53ANDX0054OUTM1025ANDM56OUTM1017LDX0018ORY0019ANIX00610ANDX00011OUTM10312LDM10313ANIM514ANIT215ORM10116OUTY00117LDM10318ANIY00219OUTT1K5022OUTM10023LDT124ORM225ANDM10326OUTM227LDM10328ANDM229OUTM10430LDY00231ORX00232ANIM533ANIM134ANDM10435ORM10236OUTY00237LDX00438ORM139ANDM10440OUTM10541LDM10542OUTT2K10545OUTM146LDM347ANDM448ORX00649OUTM350LDIM351ORM452ANIX00353OUTM454LDM355ANDM456LDIM257ANDM10058ORB59ORM160OU