PLC控制的花样喷泉系统 .docx

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1、精品名师归纳总结PLC 掌握的花样喷泉系统【论文字数 : 0 论文价格 :0 元整套论文） 论文编号 :未知】PLC 掌握的花样喷泉系统目录1. 内容摘要32. PLC 简介32.1. PLC概述32.2PLC的产生42.3. PLC的应用领域42.4. PLC的应用特点53. 花样喷泉系统的设计73.1 掌握要求73.2 花样喷泉的设计方案83.3 模拟量 I/O 模块的挑选133.4 特殊功能模块的挑选133.5 系统 I/O 安排表133.6 PLC外部接线图14参考文献15设计总结16PLC 掌握的花样喷泉系统内容摘要：花样喷泉的核心是PLC, 即可编程序掌握器 , 是一种以微处理器为

2、核心、带有指令储备器和输入输出接口、综合了微电子技术、运算机技术、自动掌握技术、通信技术的新一代工业掌握装置 .它能够储备和执行指令,进行位置掌握、规律掌握、次序掌握、定时、计数和算术运算等操作 ,并通过数字式和模拟式的输入和输出,掌握各种类型的机械或生产过程.它不仅充分发挥了运算机的优点,以满意各种工业生产过程自动掌握的需要,同时又照料一般电气操作人员的技术水平和习惯 ,采纳梯形图或状态流程图等编辑方式,使 PLC 的使用始终保持大众化的特点.关键词： PLC花样喷泉工业掌握近年来我国经济的不断进展,物质生活水平的提高促使着人们迫切的追求更高的生活享受,于是大大小小的公园如雨后春笋般显现在新

3、的城市规划中,其中必定会修建一些喷泉供人们休闲、观赏.这些喷泉按肯定的规律转变喷水式样,假如再与五光十色的灯光相协作,在和谐文雅的音乐中, 更是令人心旷神怡 , 留恋忘返 .其中 PLC 掌握的花样喷泉更是作为佼佼者,以其简洁的操作方法和 绚烂的视觉成效饱受人们的赞扬.本文叙述的是如何利用PLC 掌握喷泉喷水方式 ,从而产生产生各样的样式 .一、 PLC 的简介一） PLC 的概述可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编程掌握器是继电器掌握和运算机掌握出上开发的产品,逐步进展成以微器处理为核心把自动 化技术、运算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动掌握装置.早期的可编程掌握器在功

4、能 上只进行规律掌握 ,称为可编程规律掌握器programmable logic controller）简称 PLC. 随着技术的进展 ,其掌握功能不断增强.现在的可编程掌握仍可进行算术运算、模拟量掌握,因此 ,美国电器制造协会NEMA ）于 1980 年将它命名为可编程掌握器简称 PC. 但简洁同个人运算机 personalcomputer ）相混淆 , 现又把可编程掌握器称为PLC. 它已基本上替代传统的继电器掌握系统,成为工业自动化领域中最重要、应用最多的掌握装置,居工业生产自动化 三大支柱 可编程掌握器、机器人、运算机帮助设计与制造）的首位.1987 年 2 月, 国际电工委 员会颁布

5、可编程掌握器标准草案中将其进一步定义为：“可编程掌握器式一种数字运算操作的电子系统 ,转为在工业环境下应用而设计,它采纳了可编程序的储备器,用来在其内部储备执行规律 运算、次序掌握、定时、技术和算术运算等操作的指令,并通过数字式和模拟式的输入和输出,掌握各种类型的机械或生产过程二） PLC 的产生PLC 是在猛烈的市场竞争中产生的,20 世纪 60 岁月么末 ,美国汽车制造业竞争猛烈.为适应生产工艺不断更新的需要,美国通用汽车公司 GM ）对掌握系统提出要求为：1 ）能替代由各种继电器、定时器、接触器及其主令电器等按肯定的规律关系用导线连接起来的掌握系统,由传统的继电 接触器掌握 ,它简洁易懂

6、 ,价格低廉 , 能够满意生产工艺改动频繁的需要。2 ）编程简单。 3 ）模块式结构。 , 输出能直接驱动继电器和电磁阀。 5 ）抗电磁干扰强。 6 ）具有数据通信功能.就是把继电 接触器掌握的优点与计 算机的功能齐全、敏捷性、通用性强的特点结合起来,用运算机的编程软件规律易于修改来代替 继电 接触器掌握的硬接线规律不易修改.美国数字设备公司 DEC ）在 1969 年依据上述要求,研制出世界上首台可编程掌握器,并在美国通用汽车公司的汽车装配现上应用胜利,实现了生产装配线的自动掌握.三） PLC 的应用领域目前 ,PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、

7、交通运输、环保及文化消遣等各个行业,使用情形主要分为如下几类：1. 开关量规律掌握取代传统的继电器电路,实现规律掌握、次序掌握,既可用于单台设备的掌握,也可用于多机群控及自动化流水线.如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等 .2. 工业过程掌握在工业生产过程当中 ,存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量 即模拟量） ,PLC 采纳相应的 A/D 和 D/A 转换模块及各种各样的掌握算法程序来处理模拟量 ,完成闭环掌握 .PID 调剂是一般闭环掌握系统中用得较多的一种调剂方法 .过程掌握在冶金、化工、热处理、锅炉掌握等场合有特别广泛的应用 .3. 运动

8、掌握PLC 可以用于圆周运动或直线运动的掌握.一般使用专用的运动掌握模块,如可驱动步进电机或可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结伺服电机的单轴或多轴位置掌握模块,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合.4. 数据处理PLC 具有数学运算 含矩阵运算、函数运算、规律运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理.数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型掌握系统.5. 通信及联网PLC 通信含 PLC 间的通信及 PLC 与其它智能设备间的通信.随着工厂自动化网络的进展,现在的 PLC 都具有通信接口 ,通信特别便利 .四） PLC

9、的应用特点1. 牢靠性高 ,抗干扰才能强高牢靠性是电气掌握设备的关键性能.PLC 由于采纳现代大规模集成电路技术,采纳严格的 生产工艺制造 ,内部电路实行了先进的抗干扰技术,具有很高的牢靠性 .使用 PLC 构成掌握系统 , 和同等规模的继电接触器系统相比,电气接线及开关接点已削减到数百甚至数千分之一,故障也就大大降低 .此外 ,PLC 带有硬件故障自我检测功能,显现故障时可准时发出警报信息.在应用软件中,应用者仍可以编入外围器件的故障自诊断程序,使系统中除 PLC 以外的电路及设备也获得故障自诊断爱护 .这样 ,整个系统将极高的牢靠性.2. 配套齐全 ,功能完善 ,适用性强PLC 进展到今日

10、 ,已经形成了各种规模的系列化产品,可以用于各种规模的工业掌握场合.除了规律处理功能以外,PLC 大多具有完善的数据运算才能,可用于各种数字掌握领域.多种多样的功能单元大量涌现 ,使 PLC 渗透到了位置掌握、温度掌握、CNC 等各种工业掌握中 .加上 PLC通信才能的增强及人机界面技术的进展,使用 PLC 组成各种掌握系统变得特别简洁.3. 易学易用 ,深受工程技术人员欢迎PLC 是面对工矿企业的工控设备.它接口简洁 ,编程语言易于为工程技术人员接受.梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,为不熟识电子电路、不懂运算机原理和汇编语言的人从事工业掌握打开了便利之门.4. 系统的设

11、计 ,工作量小 ,爱护便利 ,简洁改造PLC 用储备规律代替接线规律,大大削减了掌握设备外部的接线,使掌握系统设计及建造的周期大为缩短 ,同时日常爱护也变得简洁起来,更重要的是使同一设备经过转变程序而转变生产过程 成为可能 .这特殊适合多品种、小批量的生产场合.2）安装与布线 动力线、掌握线以及PLC 的电源线和I/O 线应分别配线 ,隔离变压器与 PLC 和 I/O 之间应采纳双胶线连接.将 PLC 的 IO 线和大功率线分开走线,如必需在同一线槽内,分开捆扎沟通线、 直流线 ,如条件答应 ,分槽走线最好 ,这不仅能使其有尽可能大的空间距离,并能将干扰降到最低限度. PLC 应远离强干扰源如

12、电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备,不能与高压电器安装在同一个开关柜内 .在柜内 PLC 应远离动力线 二者之间距离应大于300mm ） .与 PLC 装在同一个柜子内的电感性负载,如功率较大的继电器、接触器的线圈,应并联 RC 消弧电路 . PLC 的输入与输出最好分开走线,开关量与模拟量也要分开敷设.模拟量信号的传送应采可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结用屏蔽线 ,屏蔽层应一端或两端接的,接的电阻应小于屏蔽层电阻的1/10.3 ） I/O 端的接线输入接线 输入接线一般不要太长.但假如环境干扰较小,电压降不大时 , 输入接线可适当长些. 输入 /输出线不能用同一根电缆,输

13、入 /输出线要分开 . 尽可能采纳常开触点形式连接到输入端,使编制的梯形图与继电器原理图一样,便于阅读 .输出连接 输出端接线分为独立输出和公共输出.在不同组中 ,可采纳不同类型和电压等级的输出电压.但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源. 由于 PLC 的输出元件被封装在印制电路板上,并且连接至端子板 ,如将连接输出元件的负载短路 ,将烧毁印制电路板 . 采纳继电器输出时 ,所承担的电感性负载的大小,会影响到继电器的使用寿命,因此 ,使用电感性负载时应合理挑选,或加隔离继电器. PLC 的输出负载可能产生干扰,因此要实行措施加以掌握,如直流输出的续流管爱护,沟通输出的阻容吸取电

14、路 ,晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻爱护.二、花样喷泉系统的设计一）掌握要求本设计花样喷泉模型如下:如图 :4 号为中间喷头 ,3 号为内环状喷头 ,2 号为一次外环状喷头,1 号为外环状喷头 .1. 花样掌握的几种模式1）按下启动按钮 ,喷泉掌握装置开头工作,按下停止按钮 ,喷泉掌握装置停止工作.2 ）喷泉的工作方式由花样挑选开关和单步/连续开关打算 .3 ）当单步 /连续开关在单步位置时,喷泉只能依据花样挑选开关设置的方式运行一个循环.4 ）花样挑选开关用于挑选喷泉的喷水花样,现考虑 4 种喷水花样 .2. 各种模式的动作状态1 ）花样挑选开关位置1 时,按下启动按钮后 ,4 号喷头喷水

15、 ,延时 3s 后,3 号喷头喷水 ,再延时2s,2 号喷头喷水 ,又延时 2s,1 号喷头喷水 .18s 后,假如为单步工作方式,就停下来 .假如为连续工作方式 ,就连续循环下去.2 ）花样挑选开关位置置2 时,按下启动按钮后 ,1 号、 3 号喷头同时喷水 ,延时 3s 后,2 号、 4 号喷头,1 号、 3 号喷头停止喷水 .如此循环 5 次后 ,4 组喷头全喷水 ,30s 后,假如为单步工作方式,就停下来 .假如为连续工作方式,就连续循环下去 .3 ）花样挑选开光位置置3 时,按下启动按钮后 ,1 号喷头喷水 ,延时 2s 后,2 号喷头喷水 ,再延时2s 后,3 号喷头喷水 ,又延时

16、 2s 后,4 号喷头喷水 .30s 后,假如为单步工作方式,就停下来 .假如为连续工作方式 ,就连续循环下去 .4 ）花样挑选开关位置4 时,按下启动按钮后 ,依据 1 2 34 的次序 ,依次间隔 2s 喷水 ,然后一起喷水 .30s 后,依据 1234 的次序 ,分别延时 2s, 依次停止喷水 . 再经 1s 延时 ,依据可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4 3 21 的次序 ,依次间隔 2s 喷水,然后一起喷水 .30s 后停止 . 假如为单步工作方式,就停下来 .假如为连续工作方式,就连续循环下去 .二）花样喷泉的设计方案1. 软件的设计1 ）喷泉掌握流程图2 ）系统程

17、序的设计本次系统为了便利模拟,挑选用 PLC 梯形图语言设计.3 ）部分程序介绍花样挑选程序花样挑选开关 SB4,SB5,SB6,SB7任意一个按下 , 如 SB4 按下 ,就按下启动按钮后 ,4 号喷头喷水 ,延时 3s 后,3 号喷头喷水 ,再延时 2s,2 号喷头喷水 ,又延时 2s,1 号喷头喷水 .18s 后,假如为单步工作方式 ,就停下来 .假如为连续工作方式,就连续循环下去2. PLC 型号的挑选对于小的系统 ,如 80 点以内的系统一般不需要扩展。当系统较大时,就要扩展 .不同公司的产品,对系统总点数及扩展模块的数量都有限制,当扩展仍不能满意要求时,可采纳网络结构。同时, 有些

18、厂家产品的个别指令不支持扩展模块,因此 ,在进行软件编制时要留意.当采纳温度等模拟模 块时,各厂家也有一些规定,请看相关的技术手册.各公司的扩展模块种类许多,如单输入模块、单 输出模块、输入输出模块、温度模块、高速输入模块等. PLC 的这种模块化设计为用户的产品开发供应了便利 . 3 PLC 的网络设计当用 PLC 进行网络设计时, 其难度比 PLC 单机掌握大得多.第一你应选用自己较熟识的机型,对其基本指令和功能指令有较深化的明白,并且指令的执行速度和用户程序储备容量也应认真明白.否就 ,不能适应你的实时要求,造成系统崩溃 .另外 ,对通信接口、通信协议、数据传送速度等也要考虑. 最终 ,

19、仍要向 PLC 的商家寻求网络设计和软件技术支持及具体的技术资料,至于选用几层工作站,依你的系统大小而定.4. 软件编制在编制软件前 ,应第一熟识所选用的PLC 产品的软件说明书 ,待娴熟后再编程. 如用图形编程器或软件包编程 ,就可直接编程 ,如用手持编程器编程, 应先画出梯形图,然后编程 ,这样可少出错 ,速度也快 .编程终止后先空调程序,待各个动作正常后 ,再在设备上调试 .5. 确定所选 PLC从上面的分析可以知道, 系统共有开关量输入点8 个,开关量输出点 8 个,参照三菱 FX2N PLC产品目录及市场实际价格,选用主机为FX2N 48MR的 PLC 为系统核心掌握 .6. 花样喷

20、泉 I/O 安排1 ） PLCI/O的安排简介一般 I O 模块的价格占 PLC 价格的一半以上.PLC 的 I O 模块有开关量 I O 模块、模拟量 I O 模块及各种特殊功能模块等.不同的 I O 模块 ,其电路及功能也不同,直接影响 PLC 的应用可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结范畴和价格 ,应当依据实际需要加以挑选 .输入信号的类型及电压等级开关量输入模块有直流输入、沟通输入和沟通直流输入三种类型 .挑选时主要依据现场输入信号和四周环境因素等 .直流输入模块的推迟时间较短 ,仍可以直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接。沟通输入模块牢靠性好 ,适合于有油雾、粉尘的

21、恶劣环境下使用 .开关量输入模块的输入信号的电压等级有：直流 5V 、 12V 、24V 、48V 、60V 等。沟通 110V 、220V 等.挑选时主要依据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑 .一般 5V 、12V 、24V 用于传输距离较近场合 ,如 5V 输入模块最远不得超过 10M. 距离较远的应选用输入电压等级较高的模块.输入接线方式开关量输入模块主要有汇点式和分组式两种接线方式.汇点式的开关量输入模块全部输入点共用一个公共端COM ）。而分组式的开关量输入模块是将输入点分成如干组, 每一组 , 应考虑该模块同时接通的点数一般不要超过输入点数的 60 .输入门槛电平为了提高系统

22、的牢靠性,必需考虑输入门槛电平的大小.门槛电平越高 ,抗干扰才能越强 ,传输距离也越远 ,具体可参阅 PLC 说明书 .2 ）开关量输入模块的挑选开关量输出模块是将PLC 内部低电压信号转换成驱动外部输出设备的开关信号,并实现 PLC 内外信号的电气隔离 .挑选时主要应考虑以下几个方面：输出方式开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种方式.继电器输出的价格廉价,既可以用于驱动沟通负载,又可用于直流负载 ,而且适用的电压大小范畴较宽、导通压降小 ,同时承担瞬时过电压和过电流的才能较强,但其属于有触点元件,动作速度较慢必需大于 PLC 外接输出设备的额定电流.用户应依据实际输出设备的

23、电流大小来挑选输出模块的输出电流.假如实际输出设备的电流较大,输出模块无法直接驱动 ,可增加中间放大环节.留意同时接通的输出点数量挑选开关量输出模块时,仍应考虑能同时接通的输出点数量.同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所答应通过的电流值,如一个 220V 2A 的 8 点输出模块 ,每个输出点可承担2A 的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电流 ,但输出公共端答应通过的电流并不是16A82A, 通常要比此值小得多.一般来讲 ,同时接通的点数不要超出同一公共端输出点数的60 .输出的最大电流与负载类型、环境温度等因素有关开关量输出模块的技术指标,它与不同的负载类型亲密相关,

24、特殊是输出的最大电流.另外 ,晶闸管的最大输出电流随环境温度上升会降低, 在实际使用中也应留意. 三）模拟量I/O 模块的挑选模拟量 I O 模块的主要功能是数据转换,并与 PLC 内部总线相连 ,同时为了安全也有电气隔离功能.模拟量输入 模块是将 PLC 内部的数字量转换为模拟量信号输出. 典型模拟量 I O 模块的量程为 -10V+10V、0+10V 、420mA等,可依据实际需要选用,同时仍应考虑其辨论率和转换精度等因素. 四）特殊功能模块的挑选目前,PLC 制造厂家相继推出了一些具有特殊功能的I O 模块 ,有的仍推出了自带CPU 的智能型 I O 模块 ,如高速计数器、凸轮模拟器、位

25、置掌握模块、PID 掌握模块、通信模块等. X001 停止 SB1X002 连续循环 SB2 X003 单步 SB3 X004 花样 1 档SB4 X005 花样 2 档SB5 X006 花样 3 档SB6 X007 花样 4 档SB7输出Y001 1 号喷头 KM1 Y002 2 号喷头 KM2 Y003 3 号喷头 KM3 Y004 4 号喷头 KM4六） PLC 外部接线图接据系统掌握要求 ,PLC 外部接线图如下:1. 接通电源 ,按下启动按纽 SB0,X000有信号输入 ,PLC 处于待命状态 ,2. 花样挑选开关 ,SB4,SB5,SB6,SB7,任意一开关接通,对应的 PLC 输

26、入点X004,X005,X006,X007有信号输入 ,PLC 处于相应挑选的工作状态,3. 当按 SB3, 对应 X003 触发 ,PLC 处于单步运转状态 ,4. 按下 SB1, 对应经 X001 断开 ,PLC 停止工作 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结具体过程如下 :1. 当按下开关 SB0, 单步开关 SB3 断开 ,如挑选开关SB4 接通 ,刚 PLC 输出点 Y007 输出信号,KM4 接通相联接的 4 号喷头 ,同时开头计时 ,两秒后动作接通Y005 相对应的 KM3 接通联接的3 号喷头 ,开头计时 ,两秒后动作接通Y004, 相对应的 KM2 接通联接的

27、2 号喷头 ,同理 ,在两秒后 ,接通 1 号喷头 ,再接通 4 号循环下去 .2. 在一的过程 , 如 SB3 接通的情形下 ,刚在一个过程后 ,自动停止 .3. 同样 ,当挑选其他位置开关,PLC 按设定程序进行工作.参考文献：1. 孙平 ,可编程掌握器原理及应用,高等训练出版社,2003 年 1 月其次版 .2. 张运波 ,工厂电气掌握技术,高等训练出版社 ,2001 年 7 月第一版 .3. 王永华 ,现代电气及可编程掌握技术,北京航空航天高校出版社,2002 年 9 月第一版 .4. 任志锦 ,电气与电气掌握,机械工业出版社,2003 年 2 月第一版 .5 程周 ,可编程掌握器原理及应用,高等训练出版社 ,2003 年 4 月第四版 .6. 胡学林 ,可编程掌握器应用技术,高等训练出版社,2001 年 8 月其次版 .可编辑资料 - - - 欢迎下载