基于plc顺序加热与报警控制

1、武夷学院成人高等教育 毕业论文（设计）题 目 基于PLC与触摸屏顺序加热与报警控制的设计 姓 名 学 号 系（教学点） 电子工程系 年级、专业 09机电一体化 层次、形式 高起专、脱产 指导教师、职称： 武夷学院成人高等教育毕业论文（设计）任务书电子工程系（教学点）：学生姓名学号年级专业09机电一体化指导教师职称联系电话（E-mail）论文（设计）题目基于PLC与触摸屏顺序加热与报警控制的设计任务、目的与要求参考资料进度安排 2011年 9 月 5 日起到 11 月 25 日止，共计 12 周。具体安排如下：1、搜集资料及论文提纲或设计方案确定 9月5至9月19日 2、完成论文初稿或初步设计

2、9月20至10月20日 3、撰写论文正稿或设计报告及全部设计 10月20至11月10日 4、预答辩并提交论文（设计）资料 11月15至11月25日 5、其他：答辩时间：11月28日、11月29日、11月30日基于PLC与触摸屏顺序加热与报警控制的设计摘 要：本文介绍了集工业控制计算机、MCGS组态软件、PLC（可编程控制器）、变频器于一体的锅炉水处理自动监控系统。此系统实现了数据的集中管理、自动控制、故障检测等多方面功能，为锅炉的连续、稳定、安全运行提供了保证。关键词：MCGS组态软件 PLC 变频器 数据采集与控制 基于PLC顺序加热与报警控制的设计1 绪论某恒温装置由1#-8#电加热棒加热

3、实现温度控制，采用手动与自动两种控制模式，并具有检测加热棒工作状态的报警功能。出于节能的考虑，8根加热棒采用分时递增的加热方式，以保证在较短时间内达到设定温度并使之稳定的控制效果。2 PLC2.1PLC的产生20世纪60年代末期，美国汽车制造工业竞争十分激烈。为了适应市场从品种小批量生产的转变，为了尽可能减少转变过程中控制的设计制造时间和成本，1998年美国通用汽车公司GM公开招标，要求用新的控制装置取代生产线上的继电器控制系统。其具体要求是：（1） 程序编制、修改简单，采用工程技术语言；（2） 系统组成简单，维护方便；（3） 可靠性高于继电接触器控制系统；（4） 与继电接触器控制系统相比，体

4、积小、能耗小；（5） 购买，安装成本可与继电器控制拒竞争；（6） 能与中央数据收集处理系统进行数据交换，以便监视系统运行状态及运行情况；（7） 采用市电输入，可接受现场的按钮、行程开关信号；（8） 采用市电输出，具有驱动电磁阀、交流接触器、小功率电动机的能力；（9） 能以最小的变动及在最短的停机时间内，从系统的最小配置扩展到系统的最大配置；（10） 程序可存储，存储器容量至少能扩展到4KB。根据上述要求，1969年美国数字设备公司DEC首先研制出了世界上第一台可编程控制器PDP-14，用于通用汽车公司的生产线，取得了满意的效果。由于这种新型工业控制装置可以通过编程改变控制方案，且专门用于逻辑控

5、制，所以人们这种新的工业控制装置为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）,简称PLC 。 2.2PLC的发展 从PLC产生到现在，已发展到第四代产品。其过程基本如下： 第一代PLC（1969-1972）：大多用1位机开发，用磁芯存储器存储。只具有单一的逻辑控制功能，机种单一，没有形成系列化。 第二代PLC（1973-1975）：采用8位微处理器及半导体存储器，增加了数字运算、传送、比较等功能，能实现模拟量的控制，开始具备自诊断功能，初步形成系列化。 第三代PLC（1976-1983）：随着高性能微处理器及位片式CPU在PLC中大量使用，PLC的处理速度大

6、大的提高，从而促使它向多功能及联网通讯方向发展，增加了多种特殊功能，如浮点运算、三角函数运算、表处理、脉宽调制输出等，自诊断功能及容错技术发展迅速。第四代PLC（1983年至今）：不仅全面使用16位、32位高性能微处理器，高性能为片式微处理器，RISC精简指令系统CPU等高级CPU，而且在一台PLC中配置多个微处理器，进行多通道处理，同时生产了大量内含微处理器的智能模块，使第四代PLC产品成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运算控制功能、数据处理功能、联网通讯功能的真正名符其实的多功能控制器。2.3 PLC的工作原理最初研制生产的PLC主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置，但这两者的

7、运行方式是不相同的：（1）继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果这个继电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点（包括其常开或常闭触点）在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。 （2）PLC的CPU则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作，必须等扫描到该触点时才会动作。I/O寻址方式有以下三种： （1）固定的I/O寻址方式这种I/O寻址方式是由PLC制造厂家在设计、生产PLC时确定的，它的每一个输入/输出点都有一个明确的固定不变的地址。一般来说，单元式的PLC采用这种I/O寻址方式。（2）开

8、关设定的I/O寻址方式这种I/O寻址方式是由用户通过对机架和模块上的开关位置的设定来确定的。（3）用软件来设定的I/O寻址方式这种I/O寻址方式是有用户通过软件来编制I/O地址分配表来确定的 2.4 PLC的特点1、可靠性高，抗干扰能力强 高可靠性是电器控制设备的关键性能。由于PLC运行现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的的抗干扰技术，所以具有很高的可靠性。从PLC的机外电路来说，与同等规模的继电接触器系统相比，PLC的构成控制系统的电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障率也就大大降低。2、配套齐全，功能完善，适用性强 PLC发展到今天，已经形成了大

9、、中、小各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。3、易学易用，深受工程技术人员欢迎不懂计算PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业工控设备。它接口容易，编程语言易于被工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路土相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能，为不熟悉电子电路，机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。4、系统的设计、建造工作最小，维护方便，容易改造 PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期打为相应，同时维护也变得容易起来。5、体积小、质量轻、能耗低 以

10、超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦，由于体积小，很容易装入机械内部，因而是实现机电一体化的理想控制设备3 控制要求3.1自动模式将手/自动切换开关打到自动模式，按下一步“启动”按钮，1#电加热棒起动，10s后2#电加热棒起动，2min测温一次，若温度达到设定值，则关闭1#电加热棒；若温度未达到设定值，则再开启3#电加热棒。以此类推，每2min根据实测温度决定是按编号递增顺序开启下一个电加热棒，还是从小编号开始关闭一个加热棒。当8#电加热棒开启后，再加热则需开启1#电加热棒，加热过程循环进行，关闭顺序循环方式。3.2手动模式将手/自动切换开关打到

11、手动模式，按顺序闭合手动开关起动1#-8#电加热棒，需要注意的是每个电加热棒的起动间隔必须保证10s，以防冲击电流过大。3.3报警处理1#-8#电加热棒在工作中出现故障时，对应的报警灯亮，同时蜂鸣器提示音响起，维修人员到现场后按下消音按钮可以消除报警音，排除故障后报警灯才能熄灭。若维修人员正在排除故障时又有新故障产生，则另一报警灯亮，蜂鸣器再次响起，故障彻底排除后声光报警均消失。3 系统配置本例根据I/O容量分析选取欧姆龙CPM2AH-60CDR-A型PLC为控制器，其I/O分配表如图：I/O接线图如图：4 顺序加热PLC控制程序设计本例控制任务较简单单且顺序加热为严格的顺序控制，可以采用经验

12、设计法来设计梯形图。本例中各电加热棒的控制应选择起保停电路，而8跟电加热棒的顺序通断控制可以借鉴“单方向顺序单通”的典型控制电路。8跟电加热棒的导通顺序是单方向顺序循环起动；而其关闭的顺序同样也是单方向顺序循环关断，因此可以考虑借助由两段“单方向顺序单通”的典型控制电路实现8根电加热棒的“前跑后”式通断控制。其PLC控制梯形图如图：5 触摸屏软件设计第五章 设计总结 作为技术专业的一名学生，PLC、组态是我的专业课。在毕业之际我设计了“组态软件和PLC的锅炉水处理自动监控”是对我所学专业知识的一种综合应用，是一种综合的再学习。再提高的过程，这一过程对学生的学习能力和独立思考及工作能力也是有一个

13、培养。这次我为设计主要作了下面几点突出工作：一、通过查阅大量的相关资料，详细了解了基于PLC的软、硬件设计，明确了设计方向。二、熟练掌握了MCOS软件的使用。这次让我更熟悉的掌握PLC的编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有更深刻的了解。组态软件控制技术的掌握，使很多东西可视化，对我们今后的工作、学习有不小的帮助。现在我的毕业设计是做完了，可是我的学习之路还没有完，我们只有在学习中才能进步，要保持清醒的头脑，不断接受新事物，遇到不明白的要及时请教，从中获益，让自己的思想也不断得到修正和提高。其时我们可以把毕业设计当做是一个工作内容，在完成毕业设计的时候。所用到的知识，以及所具备的专注力和责任心，同样在工作中是必不可少的。参考文献【1】【2】【3】【4】【5】【6】 王卫兵.PLC系统通信、扩展与网络互连技术.机械工业出版社，2004.