会议室换气扇PLC系统控制设计

/目录1PLC的基础学问……………………11.1PLC概述…………11.2PLC的工作原理…………………21.3PLC的主要特点…………………32会议室换气扇设计目标及要求…………………52.1课程设计（论文）目的…………52.2设计内容…………52.3设计要求…………53硬件电路设计………64软件设计………………95课题总结及展望……………………115.1课题总结…………115.2展望………………11参考文献………………12致谢……………………13附录……………………141PLC的基础学问1.1PLC概述

可编程限制器（PLC）是以微处理器为核心，将计算机技术、自动限制技术、通讯技术融为一体的一种特地为适应恶劣的工业环境下而设计的工业限制装置，涉及到很多自动限制、电器方面的学问。经过30多年的发展，在工业生产中获得极其广泛的应用。目前，可编程限制器成为工业自动化领域中最重要、应用最多的限制装置，居工业生产自动化三大支柱（可编程限制器、机器人、计算机协助设计和制造）的首位。其应用的深度和广度成为衡量一个国家工业自动化程度凹凸的标记。下面是PLC的基本单元结构图：图1.1PLC基本单元物理结构图PLC的具有牢靠性高、功能性强和编程简洁等优点，所以深受设计人员的宠爱。PLC就犹如一部计算机和继电器限制设备相结合的新型高性能限制装置。PLC的基本单元包括中心限制器(PLC)、存储器、输入单元和输出单元。采纳模块化结构为了适应各种工业限制须要，除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC均采纳模块化结构。PLC的各个部件包括CPU、电源、I/O等均采纳模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可依据用户的须要自行组合。编程简洁易学PLC的编程大多采纳类似于继电器限制线路的梯形图形式，对运用者来说，不须要具备计算机的特地学问，因此很简洁被一般工程技术人员所理解和驾驭。1.2PLC的工作原理

PLC的工作原理：电力线是一个极其不稳定的高躁声、强衰减的传输通道，要实现牢靠的电力线高速数据通信，必需解决低压配电网上各种因素如：噪声、阻抗波动、配电网结构、电磁兼容性以及线路阻抗和容性负载引起的信号衰减等主要因素对数据传输的影响。

扫描技术：当PLC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，PLC的CPU以肯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，PLC以扫描方式依次地读入全部输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变更，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会变更。因此，假如输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必需大于一个扫描周期，才能保证在任何状况下，该输入均能被读入。

2、用户程序执行阶段

在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的依次依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的限制线路，并按先左后右、先上后下的依次对由触点构成的限制线路进行逻辑运算，然后依据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特别功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变更，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变更，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。

3、输出刷新阶段

当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU依据I/O映象区内对应的状态和数据刷新全部的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。1.3

PLC的主要特点（1）高牢靠性全部的I/O

接口电路均采纳光电隔离，使工业现场的外电路和PLC

内部电路之间电气上隔离。各输入端均采纳R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10~20ms。各模块均采纳屏蔽措施，以防止辐射干扰。采纳性能优良的开关电源。对采纳的器件进行严格的筛选。良好的自诊断功能，一旦电源或其他软、硬件发生异样状况，CPU马上采纳有效措施，以防止故障扩大。大型PLC还可以采纳由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使牢靠性更进一步提高。

（2）丰富的I/O接口模块

（3）采纳模块化结构为了适应各种工业限制须要除了单元式的小型PLC以外绝大多数PLC均采纳模块化结构PLC的各个部件包括CPU、电源、I/O口等均采纳模块化设计由机架及电缆将各模块连接起来系统的规模和功能可依据用户的须要自行组合。（4）编程简洁易学PLC的编程大多采纳类似于继电器限制线路的梯形图形式对运用者来说

不须要具备计算机的特地学问因此很简洁被一般工程技术人员所理解和驾驭。（5）安装简洁修理便利

PLC不须要特地的机房可以在各种工业环境下干脆运行运用时只需将现

场的各种设备和PLC

相应的I/O

端相连接即可投入运行各种模块上均有运行和

故障指示装置便于用户了解运行状况和查找故障，由于采纳模块化结构因此一旦某模块发生故障用户可以通过更换模块的方法使系统快速复原运行。2会议室换气扇设计目标及要求2.1课程设计（论文）目的PLC原理及应用课程设计是电气工程及其自动化专业领域重要的实践环节之一，主要以小型好用性PLC限制系统的软、硬件设计为主。课程设计的目的和任务：全面娴熟驾驭PLC的硬件组成以及各种指令的应用，使学生驾驭小型PLC应用系统设计的步骤，熟识和驾驭PLC开发系统的应用和软件调试过程，通过设计过程中对故障的分析、推断、检修进一步熬炼和培育学生的动手实力。2.2设计内容利用PLC限制会议室换气扇，实现全自动运行。该系统由进气扇K1、排气扇K2、停止开关S0、启动开关S1、气流传感器S2、气流传感器S3、风扇指示灯H1、风扇指示灯H2等组成，自动限制室内的空气换气，要求室内压力不能大于1个大气压。按下启动开关S1，系统起先工作。由于要求室内压力不能大于1个大气压，所以，排气扇必需先行工作5s，且安装在排气扇上的气流传感器S3发出闭合信号后，进气扇才能工作，假如进气扇或排气上工作10s后，安装在各自风扇上的气流传感器没有信号，则显示风扇工作的指示灯闪动报警。2.3设计要求1、设计系统的PLC外部接线图2、系统的操作面板3、设计好依次功能图4、系统的梯形图5、系统调试6、撰写课程设计论文3硬件电路设计图3-1PLC硬件组成框图会议室换气扇PLC限制系统设计采纳PLC限制系统将大大提高工作效率，和适应工作环境的实力。车辆进出停车场是由PLC为中心限制系统工作的。PLC是图3-2PLC的外部接线整体模块，图集中了驱动电路、检测电路和爱护电路以及通讯联网功能。因此在运用中，硬件也相对简洁，提高了限制系统的牢靠性。另外它的编程语言也相对简洁。图中接线用指示灯代替了进气扇、排气扇、风扇指示灯，用开关代替了气流传感器。图3-3依次功能图说明：X1是启动开关，X2是气流传感器s2，X3是气流传感器S3，X0是停止开关，Y1是排气扇K1，Y2是排气扇K2，Y11是风扇报警灯H1，Y12是风扇报警灯H2。表3I/O安排表输入X000停止开关X001启动开关输出Y001排气扇K1Y002排气扇K2Y011风扇指示灯H1Y012风扇指示灯H2按下启动开关S1，系统起先工作。由于要求室内压力不能大于1个大气压，所以，排气扇必需先行工作5s，且安装在排气扇上的气流传感器S3发出闭合信号后，进气扇才能工作，假如进气扇或排气上工作10s后，安装在各自风扇上的气流传感器没有信号，则显示风扇工作的指示灯闪动报警。风扇指示灯报警灯H1 报警灯H2 排气扇K1 排气扇K2操作面板 启动X1 停止X2图4-3系统限制面板设计说明：此操作面板有两个开关按钮组成，X1为启动开关S1，X2为停止开关S2，操作简洁易懂，限制较为便利。K1是排气扇，K2是排气扇，H1、H2是风扇报警灯。按下启动开关S1，系统起先工作，按下停止开关X2，系统停止工作。安装在各自风扇上的气流传感器没有信号，则显示风扇工作的指示灯闪动报警。4软件设计图4-1会议室排风扇指令图图4-2会议室排风扇梯形图5课题总结及展望

5.1

课题总结

本文探讨的主要内容是基于PLC的会议室排风扇限制系统，在前人的基础上做了进一步的探讨，吸取了前人探讨的精华，补充了前人探讨的不足。本系统是基于PLC的自动限制系统，由于PLC本身的特点使自动限制系统更加稳定，提高了系统的牢靠性。在老师的正确指导下，以及整组同学的主动协作和不断努力下，经过了十多天的学习和探讨，最终完成了这一份艰难的课程设计。原来以为自己对可编程序限制器原理的学问驾驭的还比较好，但是到做课程设计的时候才发觉自己存在着诸多不足，其中就有很多基础学问都不是很完善，很多学问都驾驭的不是很扎实。值得激励的是我们全体组员不懈努力，我们始终地突破，始终地完善，始终地主动地找寻各种解决问题的方法。我很兴奋，因为整个过程都是我们自己去设计的。尽管有过争吵，有过激励的争论，但是我可以很傲慢地说，这个设计是我们自己的东西，是我们自己努力而完成的。5.2

展望

由于本系统的实现技术要求比较高，而且课题探讨的时间仓促，以及本人实力有限，因此还有很多地方存在着不足之处：

（1）本系统中的硬件部分不能实现集中限制，这样就增加了程序的编写难度，也相应的增加了系统的成本。（2）系统稳定性须要加强，复位电路有时会出现不能自动复位的状况，由于本人实力有限未能找出其中的缘由，尽管这种状况不常发生，但是一旦发生就影响系统的运行。（3）在功能上须要更加完善，本系统没有设置报警装置，假如系统发生故障，系统不能做出报警动作，这样也会影响系统的跟踪质量。

参考文献[1]廖常初.可编程序限制器应用技术（第五版）.重庆高校出版社，2007.[2]张万忠.可编程限制器应用技术.北京：化学工业出版社，2002[3]廖常初.PLC编程及应用.北京：机械工业出版社，2002

[4]廖常初主编.FX系列PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2005.[5]张凤珊.电器限制及可编程限制器.北京：中国轻工业出版社.2001[6]宋德玉主编.可编程序限制器原理及应用系统设计技术.北京：冶金工业出版社，2001[7]陈在平.可编程序限制器技术和应用系统设计.北京：机械工业出版社，2003[8]王红．可编程限制器运用教程．北京：电子工业出版社，2003[9]王兆义.可编程限制器运用技术.北京：机械工业出版社，2004[10]史国生.电气限制和可编程限制器技术.北京：化学工业出版社，2003

[11]阮友德.电气限制和PLC实训教程.北京：人民邮电出版社，2006致谢首先，我要感谢我的导师给了我一个展示自我的平台，让我把高校期间所学的专业学问系统地展