三菱PLC电气控制综合实训.docx
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1、电气控制综合实训陈诉班 级: 姓 名: 学 号: 柜 号:14号(三菱)课程名称: 电气控制综合实训 指导老师: 老师 实训日期: 2011.11.14-2011.12.16概 要 在前面两个学期进行了“电工电子根本技能实训1”、“电工电子根本技能实训2”等实训项目训练后,我们已具备了电子根本理论知识与低级产物的线路设计、原理图绘制、产物的组装、调试等能力。再此底子上,这学期我们主要解决三相异步电动机的Y/启动,多种液体混淆机控制和彩灯喷泉控制。通过这次实训,我们主要是学会使用PLC来控制电路的运行。三人一小组,公道分派事情,自主完成任务,做到相互协调,认真卖力。通过这次实训加深对PLC的理解
2、,并会使用种种常用指令,学会编程,能自己编一个步伐并能运行。目 录前 言 . .4第一章 PLC的底子知识介绍11 PLC的根本观点与根本结构.512 PLC的生长. . .613 PLC的特点、事情原理及事情方法.814 PLC的编程的根本知识和应用领域.10第二章 三相异步电动机的控制2. 1 低压电器的介绍. . .1222 三相异步电动机的起保停.1623 三相异步电机动的正反转.172. 4 三相异步电动机的Y-启动.19第三章 多种液体混淆机PLC控制 3. 1 工艺流程及原理.213. 2 安装及接线.223. 3 PLC编程及调试.223. 4 混淆液体控制的步伐.23第四章
3、彩灯喷泉PLC控制4. 1 工艺流程及原理.264. 2 安装及接线. .2643 PLC编程及调试.274. 4 彩灯喷泉控制的步伐.28总结 .32参考文献 . . .34前 言通过五个星期的电子实习,使我对电子元件及PLC的装机与调试有一定的感性和理性认识,打好了日后学习电子技能课的入门底子。实习使我得到了PLC的使用和调试技能,培养了我理论联系实际的能力,提高了我阐发问题息争决问题的能力,增强了独立事情的能力。培养了我与其他同学的团队互助、配合探讨、配合前进的精神。 这次我们主要有这三个实训项目:(1) 三相异步电动机的Y/启动。(2) 多种液体混淆机控制。(3) 彩灯喷泉控制。项目一
4、与以前的实训项目没多大区别,主要照旧凭据原理图将一个个元器件用导线连接起来,要求也是和以前一样,要求横平竖直,不外差异的地方就是我们这次是在电气控制柜里做,让我们熟悉差异的情况下接线。 项目二和项目三就与以前差异了,差异之处就是这次我们使用了PLC来控制主电路,可以在电脑上看见运行的情况,这和我们不停打仗新知识有关,只有不停学习,才气不停进步。第一章 PLC 的 基 础 知 识 介 绍1.1 PLC的根本观点与根本结构 PLC的观点 PLC = Programmable logic Controller,可编程逻辑控制器,一种数字运算操纵的电子系统,专为在产业情况应用而设计的。它接纳一类可编程
5、的存储器,用于其内部存储步伐,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操纵等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制种种类型的机器或生产历程。是产业控制的焦点部分。是从早期的继电器逻辑控制系统生长而来,它不停吸收微盘算机技能使之功效不停增强,逐渐适合庞大的控制任务 。 PLC之所以有生命力,在于它越发适合产业现场和市场的要求:高可靠性、强抗种种滋扰的 能力、编程安装使用轻便、低代价长命命。比之单片机,它的输入输出端更靠近现场设备,不需添加太多的中间部件或需要更多的接口,这样节省了用户时间和本钱。PLC的下端(输入端)为继电器、晶体管和晶闸管等控制部件,而上端一般是面向用户的微型盘算机。
6、人们在应用它时,可以不必进行盘算机方面的专门培训,就能对可编程控制器进行操纵及编程。用来完成种种百般的庞大水平差异的产业控制任务PLC的根本结构PLC实质是一种专用于产业控制的盘算机,其硬件结构根本上与微型盘算机相同,根本组成为: a.电源 PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常事情的,因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交换电压颠簸在+10%(+15%)范畴内,可以不接纳其它步伐而将PLC直接连接到交换电网上去 b.中央处置惩罚单位(CPU) 中央处置惩罚单位(CPU)是PLC的控制中枢。它凭据PLC系统步伐赋予的功效吸收并存
7、储从编程器键入的用户步伐和数据;查抄电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态,并能诊断用户步伐中的语法错误。当PLC投入运行时,首先它以扫描的方法吸收现场各输入装置的状态和数据,并分别存入I/O映象区,然后从用户步伐存储器中逐条读取用户步伐,经过命令解释后按指令的划定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户步伐执行完毕之后,最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置,如此循环运行,直到停止运行。 为了进一步提高PLC的可靠性,近年来对大型PLC还接纳双CPU组成冗余系统,或接纳三CPU的表决式系统。这样,纵然某个CPU出现妨碍,整个系统仍
8、能正常运行。 c.存储器 存放系统软件的存储器称为系统步伐存储器。 存放应用软件的存储器称为用户步伐存储器。 d.输入输出接口电路 (1)现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路,作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。 (2)现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成,作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。 e.功效模块 如计数、定位等功效模块 f.通信模块 如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等12 PLC的生长PLC是一种专门为在产业情况下应用而设计的数字运算操纵的电子装置。它接纳可以体例步伐的存储器,用来在其内部
9、存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操纵的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制种种类型的机器或生产历程。PLC已经遍及应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机器制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,它具有高可靠性、抗滋扰能力强、功效强大、灵活,易学易用、体积小,重量轻,代价自制的特点。 PLC技能生长出现新的动向:a.产物范围向大、小两个偏向生长 大:I/O点数达14336点、32位为微处置惩罚器、多CPU并行事情、大容量存储器、扫描速度高速化。 小:由整体结构向小型模块化结构生长,增加了配置的灵活性,低落了本钱。b.PLC在闭环历程控制中应用日益遍及 c
10、.不停增强通讯功效 d.新器件和模块不停推出 高等的PLC除了主要接纳CPU以提高处置惩罚速度外,另有带处置惩罚器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等专用化模块。 e.编程东西富厚多样,功效不停提高,编程语言趋向尺度化 有种种简朴或庞大的编程器及编程软件,接纳梯形图、功效图、语句表等编程语言,亦有高等的PLC指令系统 f.生长容错技能 接纳热备用或并行事情、多数表决的事情方法。 (7):追求软硬件的尺度化。PLC的历史起源:1968年美国通用汽车公司提出取代继电器控制装置的要求。1969 年,美国数字设备公司研制出了第一台可编程控制器 PDP14 ,在美国通用汽
11、车公司的生产线上试用乐成,首次接纳步伐化的手段应用于电气控制,这是第一代可编步伐控制器,称Programmable,是世界上公认的第一台PLC。 1969年,美国研制出世界第一台PDP-14 1971年,日本研制出第一台DCS-8 1973年,德国研制出第一台PLC 1974年,中国研制出第一台PLC 生长:20世纪70年代初出现了微处置惩罚器。人们很快将其引入可编程控制器,使PLC增加了运算、数据传送及处置惩罚等功效,完成了真正具有盘算机特征的产业控制装置。此时的PLC为微机技能和继电器通例控制观点相结合的产物。小我私家盘算机生长起来后,为了方便和反应可编程控制器的功效特点,可编步伐控制器定
12、名为Programmable Logic Controller(PLC)。 20世纪70年代中末期,可编程控制器进入实用化生长阶段,盘算机技能已全面引入可编程控制器中,使其功效产生了奔腾。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的产业抗滋扰设计、模拟量运算、PID功效及极高的性价比奠基了它在现代产业中的职位。 20世纪80年代初,可编程控制器在先进产业国度中已得到遍及应用。世界上生产可编程控制器的国度日益增多,产量日益上升。这标记着可编程控制器已步入成熟阶段。 20世纪80年代至90年代中期,是PLC生长最快的时期,年增长率一直保持为3040%。在这时期,PLC在处置惩罚模拟量能力、数字运算能力、人
13、机接口能力和网络能力得到大幅度提高,PLC逐渐进入历程控制领域,在某些应用上取代了在历程控制领域处于统治职位的DCS系统。 20世纪末期,可编程控制器的生长特点是越发适应于现代产业的需要。这个时期生长了大型机和超小型机、诞生了种种百般的特殊功效单位、生产了种种人机界面单位、通信单位,使应用可编程控制器的产业控制设备的配套越发容易。13 PLC的特点、事情原理及运作方法PLC的特点a.可靠性高,抗滋扰能力强高可靠性是电气控制设备的要害性能。PLC由于接纳现代大范围集成电路技能,接纳严格的生产工艺制造,内部电路接纳了先进的抗滋扰技能,具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无妨碍时间高
14、达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无妨碍事情时间则更长。从PLC的机外电路来说,使用PLC组成控制系统,和同等范围的继电打仗器系统相比,电气接线及开关接点已淘汰到数百甚至数千分之一,妨碍也就大大低落。别的,PLC带有硬件妨碍自我检测功效,出现妨碍时可实时发出警报信息。在应用软件中,应用者还可以编入外围器件的妨碍自诊断步伐,使系统中除PLC以外的电路及设备也得到妨碍自诊断掩护。这样,整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。b.配套齐全,功效完善,适用性强PLC生长到今天,已经形成了大、中、小种种范围的系列化产物。可以用于种种范围的产业控制场所。除了逻辑处置惩罚功效以外,现代PLC大多具
15、有完善的数据运算能力,可用于种种数字控制领域。近年来PLC的功效单位大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等种种产业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技能的生长,使用PLC组成种种控制系统变得非常容易。c.易学易用,深受工程技能人员接待PLC作为通用产业控制盘算机,是面向工矿企业的工控设备。它接口容易,编程语言易于为工程技能人员担当。梯形图语言的图形标记与表达方法和继电器电路图相当靠近,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效。为不熟悉电子电路、不懂盘算机原理和汇编语言的人使用盘算机从事产业控制打开了方便之门。d.系统的设计、制作事情量小,维护方
16、便,容易改革PLC用存储逻辑取代接线逻辑,大大淘汰了控制设备外部的接线,使控制系统设计及制作的周期大为缩短,同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变步伐改变生产历程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场所。e.体积小,重量轻,能耗低以超小型PLC为例,新近生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器内部,是实现机电一体化的理想控制设备。PLC内部运作方法虽然PLC所使用之门路图程式中往往使用到许多继电器、计时器与计数器等名称,但PLC内部并非实体上具有这些硬件,而是以内存与程式编程方法做逻辑控制编辑,并借由输出元件连接外部机器装置做实体
17、控制。因此能大大淘汰控制器所需之硬件空间。实际上PLC执行门路图程式的运作方法是逐行的先将门路图程式码以扫描方法读入CPU 中并最后执行控制运作。在整个的扫描历程包罗三大步调,“输入状态查抄”、“程式执行”、“输出状态更新”说明如下: 步调一“输入状态查抄”:PLC首先查抄输入端元件所连接之各点开关或传感器状态(1 或0 代表开或关),并将其状态写入内存中对应之位置Xn。步调二“程式执行”:将门路图程式逐行取入CPU 中运算,若程式执行中需要输入接点状态,CPU直接自内存中查询取出。输出线圈之运算结果则存入内存中对应之位置,暂不反响至输出端Yn。步调三“输出状态更新”:将步调二中之输出状态更新
18、至PLC输出部接点,而且重回步调一。 此三步调称为PLC之扫描周期,而完成所需的时间称为PLC 之反响时间,PLC 输入讯号之时间若小于此反响时间,则有误读的可能性。每次程式执行后与下一次程式执行前,输出与输入状态会被更新一次,因此称此种运作方法为输出输入端“程式结束再生”。14 PLC的编程的根本知识和应用领域PLC根本编程种类共分为三种:a.顺序功效图b.题型图c.功效块图d.语句表e.结构文本a.编程语言的相互转换和选用b.SIMATIC指令集于IEC61131-3指令集步伐的结构可分为:主步伐、子步伐、中断步伐、PLC的应用领域目前,PLC在海内外已遍及应用于钢铁、石油、化工、电力、建
19、材、机器制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况大抵可归纳为如下几类。a.开关量的逻辑控制这是PLC最根本、最遍及的应用领域,它取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机器、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。b.模拟量控制在产业生产历程当中,有许多连续变革的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处置惩罚模拟量,必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块,使可编程控制器
20、用于模拟量控制。c.运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说,早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构,现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产物险些都有运动控制功效,遍及用于种种机器、机床、呆板人、电梯等场所。d.历程控制历程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为产业控制盘算机,PLC能体例种种百般的控制算法步伐,完成闭环控制。PID调治是一般闭环控制系统中用得较多的调治要领。大中型PLC都有PID模块,目前许多小型PLC也具有此功效模块。PID处置惩罚一般是运行专用的PI
21、D子步伐。历程控制在冶金、化工、热处置惩罚、锅炉控制等场所有非常遍及的应用。e.数据处置惩罚现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操纵等功效,可以完成数据的收罗、阐发及处置惩罚。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比力,完成一定的控制操纵,也可以利用通信功效传送到别的智能装置,或将它们打印制表。数据处置惩罚一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统;也可用于历程控制系统,如造纸、冶金、食品产业中的一些大型控制系统。f.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。随着盘算机控制的生长,工场自动化网络生长得很快,各P
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