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电气控制与PLC应用技术综合报告5000字
HefeiUniversity《电气控制与PLC应用技术》综述报告专业:自动化(1)班姓名:学号:指导老师:完成时间:2015.1.1目录一、课程简介........................................................................................-3-二、课程内容........................................................................................-3-第一章.............................................................................................-3-第二章.............................................................................................-4-第三章..............................................................................................-4-第四章..............................................................................................-5-第五章.............................................................................................-5-第六章.............................................................................................-6-第七章..........................................................................................-6-三、学习心得及课程总结...................................................................-7--2-一、课程简介随着科学技术的不断发展和进步,可编程控制器,又称PLC,其应用技术也渐渐地成熟起来,它是一种运用十分方便的电子程序,在各种技术里面优势非常明显,因而PLC已经成为生活中必不可少的设备,并且越来越广泛地运用到生活的各个领域。可编程控制器PLC是以微处理器为核心的新兴的电气控制设备。因为其电气控制系统具有良好的普适性、设备配置高、使用方便灵活可靠以及编程容易的特点,使得在工业方面也有广泛的应用。《电气控制与PLC技术》是应用电子技术专业的一门核心课程,是《电路分析基础》和《数字电子技术》的后续课程。它是以培养学生具有对生产典型生产机械的电气控制线路进行基本环节初步设计、分析与故障排除的专业能力;具有对PLC控制系统进行I/O分配与系统程序设计的分析能力;具有良好的职业素养和合作共事、随机应变的协作能力;以实现“学以致用”的教学目标。PLC控制功能是通过存放在存储器内的程序来实现的,主要对控制功能作必要地修改,只需改变软件指令即可,使硬件软件化。可编程序控制器采用易学易懂的梯形图语言,它是以计算机软件技术构成人们惯用的继电器模型,形成一套独具风格的以继电器梯形图为基础的形象编程语言,梯形图使用的符号和定义与常规的继电器展开图完全一致,电气操作人员使用起来得心应手,不存在计算机技术与传统电气控制技术之间的专业“鸿沟”。在了解PLC简要工作原理和它的编程技术之后,就可结合实际需要进行应用设计,进而将PLC用于实际控制系统中。该课程实训的任务是培养学生利用PLC应用技术,设计和开发自动化控制装置的综合运用能力。二、课程内容第一章1.低压电器:指使用在交流额定电压1200V、直流额定电压1500V及以下的-3-的电路中,根据外界施加的信号和要求,通过手动或自动方式,断续或连续地改变电路参数,以实现对电路或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节的电器。2.低压电器的分类:①按用途和控制对象不同,可分配电电器、控制电器。②按操作方式不同,可分为自动电器、手动电器。③按工作原理,可分非电量控制电器、电磁式电器。3.短路环的作用:为了消除交流电磁铁产生的振动和噪音。4.电器的基本结构:检测部分、执行部分。5.熔断器结构:主要由熔体(俗称保险丝)和安装熔体的熔管(或熔座)组成。工作原理:熔断器的熔体与被保护的电路串联,当电路正常工作时,熔体允许通过一定大小的电流而不熔断;当电路发生短路或严重过载时,熔体中流过很大的故障电流,当电流产生的热量达到熔体的熔点时,熔体熔断切断电路,从而达到保护电路的目的。6.低压断路器:由触点系统、操作机构、保护元件三部分组成。过电流、过负载、失电压、分励脱扣器。其功能为:①过电流:与主电路串联,当发生短路时,过电流脱扣器的衔铁被吸引使自动脱扣机构动作。②过载:电路过载时,~元件产生的热量增加,使双金属向上弯曲,推动自动脱扣器构动作③失电压:电路失压时,~的衔铁释放,使~④分励:用于远距离分断电路。第二章1.三相异步电动机制动控制电路:能耗制动控制、反接制动控制、机械制动控制。区别:能耗制动作用的效果与通入直流电流的大小和电动机转速有关,在同样的转速下,电流越大,其制动时间越短;而反接制动是在电动机转速接近零时,及时切断交流电源,防止反向又起动。第三章可编程序控制器(plc)是在继电器-接触器控制技术、计算机技术和现代通信技术的基础上逐步发展起来的一项先进的控制技术。在现代工业发展中plc-4-技术、CAD/CAM技术和机器人技术称为现代工业自动化的三大支柱。它主要以微处理器为核心,用编写的程序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等,并通过数字量和模拟量的输入/输出(I/O)来控制各种产生过程。可编程序控制所以被广泛使用,是由它的突出的特点和优越的性能分不开的。归纳起来,可编程序控制器主要具有以下特点。可靠性高例如三菱F1和F2可编程序控制器平均无故障时间可以达到30万小时(约34年)。环境适应性强在环境温度-20℃~65℃、相对湿度为35%~85%情况下可正常工作。灵活通用使用方便、维护简单整个连接过程仅需要一把螺丝刀即可完成。第四章本章主要介绍西门子S7-200PLC的硬件特点和系统配置,包括S7-200PLC控制系统的基本构成,各种扩展模块的功能、特点和使用方法,PLC控制系统的配置以及外部电源系统的接线等内容。掌握S7-200各种CPU模块的基本技术指标、数字量扩展模块的接口电路及特点、PLC对模拟量信号的处理方式和模拟量扩展模块的数据格式,并能正确对扩展模块的外部端子接线;掌握S7-200PLC系统配置的原则并能正确编址;掌握PLC外部电源系统的接线方法。第五章1.可编程序控制器基本组成:微处理器(CPU)、存储器、输入/输出接口(I/O)、外围设备、电源。2.可编程序控制器的工作原理:PLC执行程序是以循环扫描方式进行的。扫描过程三阶段:输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。3.PLC控制与继电器控制的区别:①元器件不同②工作方式不同③元件触点数量不同④控制电路实施方式不同。4.PLC与单片机区别:①PLC是建立在单片机之上的产品,单片机是一种集成电路,两者不具有可比性②单片机可以构成各种应有系统,PLC是单片机应用-5-系统的特例③PLC具有互换性,而单片机应有系统千差万别。5.电气制动是通过与驱使设备运动的运转方式相反的电气连接方式从而使设备达到加速停止的效果;机械制动则是通过物理力学方式抑制设备的现有运动。第六章1.CPU224型PLC结构特点:有两个DC输入点,两个输出点(DC和继电器)。第七章1.基本逻辑指令:是指构成基本逻辑运算功能指令的集合,包括基本位操作、置位/复位、边沿触发、定时、计数、比较等逻辑指令。2.PLC常用的基本指令:位操作指令,梯形图指令有触点和线圈两大类,触点又分为常开和常闭两种形式;语句表指令有与、或以及输出等逻辑关系,位操作指令能够实现基本的位逻辑运算和控制。基本位操作指令操作数寻址范围:I,Q,M,SM,T,C,V,S,L等。3.基本逻辑指令的语句表:由指令助记符和操作数两部分组成,操作数由可以进行位操作的寄存器元件及地址组成。4.常用位操作指令助计符的定义如下所述:①LD(Load):装载指令,对应梯形图从左侧母线开始,连接常开触点。②LDN(LoadNot):装载指令,对应梯形图从左侧母线开始,连接常闭触点。③A(And):与操作指令,用于常开触点的串联。④AN(AndNot):与操作指令,用于常闭触点的串联。⑤O(Or):或操作指令,用于常开触点的并联。⑥ON(OrNot):或操作指令,用于常闭触点的并联。⑦=(Out):置位指令,线圈输出5.置位/复位指令:①S(置位):将从操作数的直接位地址(Bit)开始的N个逻辑位置1。②R(复位):将从操作数的直接位地址(Bit)开始的N个逻辑位置0。6.定时器指令:可分为通电延时型(TON)、有记忆的通电延时型(保持型)(TONR)、断电延时型(TOF)三种类型;按照时基标准,定时器可分为1ms、10ms、100ms三种类型。-6-7.计数器指令:利用输入脉冲上升沿累计脉冲个数,S7-200系列PLC有递增计数(CTU)、增/减计数(CTUD)、递减计数(CTD)等三类计数指令。三、学习心得及课程总结通过本学期的学习,我们初步了解到电气控制与PLC应用技术模块一和模块二电气控制部分。这部分主要有九个典型工作任务,分别为:三相异步电动机控制电路的安装与调试;三相异步电机点动、过载保护自锁控制电路的安装与调试;三相异步电动机正反转控制电路的安装与调试;三相异步电动机减压启动控制电路安装;三相异步电动机制动控制电路及安装;双速电动机自动变速控制线路的设计与安装;三相异步电动机其他控制电路设计与安装;CA6140卧式车床控制电路安装;X62W型万能升降台铣床的电气控制电路。全面详细的讲述了常用低压电器的结构、工作原理及其应用,电气基本控制电路的原理、分析、安装与调试。在学习期间,我们深刻的感受到在接触电路过程中的乐趣,让我们在欢乐中学习。在老师的教导之下,我们认识了好多电气元件,会读电路图,接电路图,为我们在后面考电工证提前打下了坚实的基础。在接电路过程中培养了我们的胆大、心细、谨慎的工作作风,知道操作的时候要心细、谨慎,避免触电及意外受伤等危险事故的发生。增强了我们的动手操作的能力,和实际运用能力。在今后的学习、工作中,我们会把我们所学的知识应用到实践中,争取在实践中做到更好!总结:本课程从实际工程应用和便于教学需要出发,介绍和讲解了继电器控制系统和可编程序控制器控制系统的工作原理、设计方法和实际应用。通过理实一体化项目教学,介绍了常用低压电器、电气基本控制电路和典型机床控制线路,并贯穿了读图、安装、调试、故障分析与检修等实践教学内容;PLC应用技术模块,以程序编制与调试、PLC技术应用为主线,以西门子S7-200系列PLC为对象,系统地介绍了PLC的软硬件组成、编程软件与仿真、指令系统及编程、特殊功能模块及应用、PLC与变频器的应用、PLC与触摸屏的应用等内容。总的来说,对于本专业此课程非常有用,对于我们以后的工作领域也有很大的帮助。-7-
第二篇:现代电气控制及PLC应用技术6800字书名作者现代电气控制及PLC应用技术王永华价格元书号出版社出版时间7-81077-346-1北京航空航天大学出版社200309本书从实际工程应用和便于教学需要出发,介绍和讲解了继电接触式控制系统和可编程序控制器控制系统的工作原理、设计方法和实际应用。和其他同类的教材相比,本书主要有以下特点:(1)介绍了一些新型器件,讲解了软启动器和变频器的使用;(2)对传统的电气控制系统的内容进行了较大幅度的删节,给出并讲解了电气控制线路和可编程序控制器程序的“简单设计法”;(3)系统介绍和讲解了最新版本的SIEMENSS7200CPU22*(V1.21)系列可编程序控制器的原理和应用,并给出了大量实例并讲解其基本指令的用法和功能图(SFC)的编程;(4)对S7200PLC的功能指令和通信功能进行了详细的讲解,并简单介绍了S7200PLC新模块的特点;(5)附有思考题、练习题和实验指导书;(6)介绍了S7200可编程序控制器上机编程软件的使用;(7)附有作者精心挑选并经修改过的S7200PLC资料速查表。本书是作者在自己最近出版的同类教材的基础上精心修订和编写而成的,相信它会是一本值得大家使用的书。本书可作为大专院校、电大和业余大学的自动控制、电气技术、机电一体化及相关专业的“电气控制及可编程序控制器”或类似课程的教材,也可供有关工程技术人员参考使用,同时它也是广大从事和电气控制技术专业有关的电工和技术人员的一本很好的自学教材。目录第一章常用低压电器1.1电器的基本知识31.1.1电器的定义和分类31.1.2电磁式低压电器的基本结构和工作原理41.2接触器101.2.1接触器的用途及分类101.2.2接触器的结构及工作原理101.2.3接触器的技术参数111.2.4接触器的选择121.3继电器131.3.1电磁式继电器131.3.2热继电器151.3.3时间继电器181.3.4速度继电器191.3.5温度继电器201.3.6液位继电器21简介1.3.7固态继电器211.4开关电器231.4.1刀开关231.4.2低压断路器231.5熔断器261.5.1熔断器的结构和分类261.5.2熔断器的保护特性271.5.3熔断器的技术参数281.5.4熔断器的选择281.6主令电器291.6.1控制按钮291.6.2转换开关311.6.3行程开关321.6.4接近开关321.6.5光电开关331.6.6指示灯34本章小结35思考题与练习题35第二章电气控制线路基础2.1电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则372.1.1常用电气图形符号和文字符号372.1.2电气控制线路图的绘制原则412.2三相笼型异步电动机的基本控制线路432.2.1全压启动控制线路432.2.2正反转控制线路442.2.3点动控制线路452.2.4多点控制线路462.2.5顺序控制线路462.2.6自动循环控制线路472.3三相笼型异步电动机降压启动控制线路482.3.1星形—三角形降压启动控制线路482.3.2自耦变压器降压启动控制线路492.3.3软启动器及其使用502.4三相笼型异步电动机制动控制线路562.4.1反接制动控制线路562.4.2能耗制动控制线路582.5三相笼型异步电动机速度控制线路612.5.1基本概念612.5.2变极调速控制线路612.5.3变频调速与变频器的使用632.6电气控制线路的简单设计法682.6.1概述682.6.2简单设计法介绍682.6.3简单设计法设计举例712.7典型生产机械电气控制线路分析722.7.1电气控制线路分析基础722.7.2C650卧式车床电气控制线路分析73本章小结78思考题与练习题78第三章可编程序控制器概述3.1PLC的产生和定义803.1.1PLC的产生803.1.2PLC的定义813.2PLC的特点823.3PLC的应用和发展833.3.1PLC的发展状况833.3.2PLC的发展趋势833.3.3PLC的应用领域853.4PLC的分类863.5PLC的系统组成873.6PLC与继电器控制系统的区别903.7PLC的工作原理913.7.1PLC的工作方式与运行框图913.7.2PLC工作过程的中心内容933.7.3PLC对输入/输出的处理原则943.8PLC的编程语言和程序结构943.8.1PLC的编程语言943.8.2PLC的程序结构96本章小结96思考题97第四章S7200系列PLC的硬件系统及内部资源4.1概述984.2S7200系列PLC的硬件系统984.2.1硬件系统基本构成994.2.2主机结构及性能特点994.2.3输入/输出的扩展1004.3S7200系列PLC的内部资源及寻址方式1024.3.1软元件1024.3.2CPU存储区域的直接寻址1054.3.3CPU存储区域的间接寻址108本章小结109思考题与练习题109第五章PLC的基本指令及程序设计5.1PLC的基本逻辑指令及举例1105.1.1逻辑取及线圈驱动指令1105.1.2触点串联指令1115.1.3触点并联指令1115.1.4串联电路块的并联连接指令1125.1.5并联电路块的串联连接指令1125.1.6置位、复位指令1135.1.7RS触发器指令1145.1.8立即指令1155.1.9边沿脉冲指令1165.1.10逻辑堆栈操作指令1175.1.11定时器1195.1.12计数器1235.1.13比较指令1265.1.14NOT及NOP指令1285.2程序控制指令1285.2.1结束及暂停指令1285.2.2看门狗指令1295.2.3跳转及标号指令1305.2.4循环指令1315.2.5子程序1325.2.6与ENO指令1355.3PLC初步编程指导1365.3.1梯形图编程的基本规则1365.3.2LAD和STL编程形式的区别1375.4典型的简单电路编程1385.4.1延时脉冲产生电路1385.4.2瞬时接通/延时断开电路1395.4.3延时接通/延时断开电路1395.4.4脉冲宽度可控制电路1405.4.5计数器的扩展1415.4.6长定时电路1415.4.7闪烁电路1425.4.8报警电路1435.5PLC程序的简单设计法及应用举例1455.5.1PLC程序的简单设计法1455.5.2应用举例146本章小结150思考题与练习题150第六章S7200PLC顺序控制指令及应用6.1功能图的产生及基本概念1536.1.1功能图的产生1536.1.2功能图的基本概念1536.1.3功能图的构成规则1546.2顺序控制指令1556.2.1顺序控制指令介绍1556.2.2举例说明1556.2.3使用说明1566.3功能图的主要类型1576.3.1单流程1576.3.2可选择的分支和联接1576.3.3并行分支和联接1586.3.4跳转和循环1606.4顺序控制指令应用举例1616.4.1选择和循环电路举例1616.4.2并行分支和联接电路举例1656.4.3选择和跳转电路举例168本章小结171思考题与练习题171第七章S7200PLC的功能指令7.1传送、移位和填充指令1737.1.1传送类指令1737.1.2移位与循环指令1747.1.3字节交换指令1777.1.4填充指令1777.2运算和数学指令1787.2.1加法指令1787.2.2减法指令1787.2.3乘法指令1787.2.4除法指令1797.2.5数学函数指令1817.2.6增/减指令1837.2.7逻辑运算指令1847.3表功能指令1867.4转换指令1897.4.1数据类型转换指令1897.4.2编码和译码指令1927.4.3段码指令1927.4.4ASCII码转换指令1937.4.5字符串转换指令1967.5字符串指令1977.6时钟指令2007.7中断2017.7.1几个基本概念2027.7.2中断指令2047.7.3中断程序2057.8高速计数器指令2067.8.1高速计数器介绍2067.8.2高速计数器指令2087.8.3高速计数器的使用方法2087.9高速脉冲输出指令2127.9.1几个基本概念2127.9.2高速脉冲指令及特殊寄存器2127.9.3PTO的使用2147.9.4PWM的使用2187.10PID回路指令2217.10.1PID算法2217.10.2PID回路指令及使用221本章小结225练习题226第八章PLC的网络通信技术及应用8.1通信网络的基础知识2278.1.1数据通信方式2278.1.2网络概述2308.2S7200的通信与网络2318.2.1S7系列PLC网络层次的结构2318.2.2S7200PLC网络的通信协议2328.2.3网络配置实例2368.2.4网络部件2388.3S7200通信指令2398.3.1网络读/网络写指令2398.3.2发送与接收指令2428.3.3USS通信指令2478.4S7200的通信扩展模块2488.4.1EM241调制解调器模块2488.4.2CP2431工业以太网通信处理器模块248本章小结249思考题与练习题249第九章现代PLC控制系统综合设计实例9.1PLC控制系统设计步骤及内容2509.1.1分析评估及控制任务…2519.1.2PLC的选型2519.1.3I/O地址分配2529.1.4系统设计2529.1.5系统调试2529.2双恒压无塔供水控制系统设计2539.2.1工艺过程2539.2.2系统控制要求2549.2.3控制系统的I/O点及地址分配2549.2.4PLC系统选型2559.2.5电气控制系统原理图2559.2.6系统程序设计2589.3薄刀式分切压痕机控制系统2649.3.1工艺过程2649.3.2系统控制要求2649.3.3控制系统的I/O点及地址分配2659.3.4PLC系统选型2659.3.5电气控制系统原理图2659.3.6系统程序设计2679.4PLC在工程应用中要注意的一些实际问题2729.4.1PLC的安装2729.4.2电源的设计2729.4.3系统的接地2739.4.4电缆设计与铺设2749.4.5PLC输出端的保护274本章小结275思考题与练习题275第十章编程软件的使用10.1编程软件安装27610.1.1系统要求27610.1.2软件安装27610.1.3硬件连接27710.1.4参数设置27710.1.5在线联系27810.1.6建立、修改PLC通信参数27810.2软件功能27810.2.1基本功能27810.2.2界面27910.2.3各部分功能27910.2.4系统组态28110.3编程28110.3.1程序文件操作28110.3.2编辑程序28210.4调试及运行监控28610.4.1选择扫描次数28610.4.2状态图表监控28610.4.3运行模式下的编辑28710.4.4程序监视288本章小结289附录A实验指导书实验一异步电动机可逆运行实验290实验二S7200PLC编程软件使用实验291实验三抢答器程序设计实验291实验四人行道按钮控制交通灯程序设计实验292实验五水位控制程序设计实验294附录BS7200PLC快速参考信息表B1S7200PLC的CPU规范295表B2S7200PLC的CPU输入规范296表B3S7200PLC的CPU输出规范297表B4S7200PLC的CPU存储器范围和特性总汇298表B5S7200PLC\[CPU(V1.21)\]指令系统速查表299表B6常用特殊继电器SM0和SM1的位信息301图B1CPU224外围典型接线图302参考文献目前高等院校已普遍将“工厂电气控制技术”和“可编程序控制器原理及应用”两门课程合并为“电气控制及可编程序控制器”一门课程。针对这种教学安排和电气控制技术及可编程序控制器的最新发展,我们组织编写了这本教材。在编写过程中,编者力求做到语言通畅、叙述清楚、讲解细致,所有的内容都为了便于实
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