PLC的液位控制方案设计.doc
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1、 南 山 学 院毕 业 论 文题目 PLC液位控制设计 姓 名: _ 解 健 _所在学院: _ 自动化工程学院 所学专业: 电气工程及其自动化 班 级 _ 电气工程2+2 学 号 _ 06608924 指导老师: _ 王选成 _完成时间: _4月 毕业论文(设计)任务书论文题目PLC液位控制设计院部自动化工程学院专业电气工程及其自动化班级2+2毕业论文(设计)要求: 本系统中,为了实现能源充足利用和生产需要,需要对电机进行转速调整,考虑到电机开启、运行、调速和制动特征,采取海利普企业HLPA03D743B变频器,系统中由信捷XC3系列PLC完成数据采集和对变频器、电机等设备控制任务。基于信捷X
2、CPPro编程软件,采取模块化程序设计方法,大量采取代码重用,降低软件开发和维护。系统利用对PLC软件设计,实现变频器参数设置、故障诊疗和电机开启和停止。毕业论文(设计)内容和技术参数本设计使用是软件是信捷XCPPro编程软件,该软件关键帮助用户开发应用程序,除了含有创建程序相关功效,还有部分文档管理等工具性功效,还可直接经过软件设置PLC工作方法、参数和运行监控等。技术参数:(1)利用定时中止功效实现PID控制订时采样及输出控制。 (2)在本系统中,只用百分比积分控制,确定增益和时间常数为:增益Kc=0.25。 (3)采样时间Ts=0.1S;积分时间Ti=30S;微分时间Td=0S。毕业论文
3、(设计)工作计划12 看相关单片机原理书籍;。01 看相关自动控制相关百分比积分微分相关书籍;.01 看相关显示电路,输出控制电路和故障报警电路书籍; .02 制订开题汇报;.03 开始编写论文:a 编写所用到多种元器件原理和简单介绍 b 完成专题设计思绪 完成电路图设计;.03 编写主程序;.04完成装置调试工作;.04.15 完成设计总结接收任务日期 12月 5 日 要求完成日期 年 4 月 15 日学 生 解健 (署名) 4 月 2日指 导 教 师 (署名) 年 月 日院长(主任) (署名) 年 月 日摘 要自从三十多年前将PLC引进以来,PLC已经在广泛工业领域中成为几十万控制系统基础
4、。在众多生产领域中,常常需要对贮槽,贮罐,水池等容器中液位进行监控,以往采取传统继电器接触器控制,使用硬件连接多,可靠性差,自动化程度不高,现在已经有很多企业采取优异控制器对传统控制器进行改造,大大提升了控制系统可靠性和自动化程度,为企业提供了更可靠生产保障.本文介绍了基于信捷XC3型可编程控制器(PLC),组态软件液位控制系统设计方案.系统采取PID算法,实现液位自动控制.利用组态软件设计人机界面,经过串行口和可编程控制器通信,实现控制系统实时监控,现场数据采集和处理,其结构简单,监控系统不仅自动化程度高,还含有在线修改功效,灵活性强.关键词: PLC 液位控制 触摸屏 变频器Abstrac
5、tSince thirty years ago to the introduction of PLC, the PLC has become the basis of hundreds of thousands of control systems in a wide variety of industries. In many areas of production, often need to monitor the liquid level in the tank, tanks, pools and other containers, in the past using the trad
6、itional relay contactor control hardware used to connect multiple, poor reliability, and high degree of automation, the current many enterprises have advanced controller to transform the traditional controller, greatly improving the reliability and degree of automation of the control system to provi
7、de enterprises with a more reliable production.This article describes Nobukatsu XC3 programmable logic controller (PLC), the configuration software level control system design. System uses a PID algorithm to achieve automatic control of the level using the configuration software design man-machine i
8、nterface, through the serial port and the programmable controller communication, real-time monitoring of the control system, field data acquisition and processing, its simple structure, the monitoring system is not only the degree of automation, but also has the online editing features and flexibili
9、ty.Keywords: PLC level Control Touch Screen Inverter目录 1 绪论11.1PLC液位控制设计背景11.2PLC液位控制设计内容11.3本课题设计目标和意义12 系统控制方案确实定32.1 采取PLC控制液位优点32.1.1从控制速度上比较32.1.2从工作方法上比较32.1.3从可靠性,可维护性上比较32.2 系统设计基础步骤32.3 系统控制方案43 系统硬件设计63.1可编程控制器(PLC)选型63.1.1怎样选购PLC产品63.1.2PLC选型标准63.1.3 PLC机型选择和特点73.2水泵选型93.3变频器选型93.4触摸屏选型10
10、3.4.1触摸屏工作原理113.4.2触摸屏关键类型113.4.3触摸屏选择113.5硬件接线图124 系统软件设计134.1程序设计编程基础标准和注意问题134.1.1程序设计(梯形图)编程基础标准134.1.2程序设计注意问题134.2所用编程软件特点及界面操作134.2.1编程软件特点134.2.2信捷XCPPro编程软件操作144.3变频器参数定144.4触摸屏程序144.4.1屏幕保护画面144.4.2操作画面144.4.3参数设置画面15结论16致谢17参考文件18附录一 系统硬件电路图19 1 绪 论1.1 PLC液位控制设计背景 20世纪20年代起,大家把多种继电器定时器接触器
11、及其触点按一定逻辑关系连接起来组成控制系统,控制多种生产机械,这就是大家所熟悉传统继电接触器控制系统因为它结构简单,轻易掌握,价格廉价,在一定范围内能满足控制要求,所以使用面甚广,在工业控制领域中一直占主导地位不过继电接触器控制系统有显著缺点:设备体积大,可靠性差,动作速度慢,功效少,难和实现较复杂控制,尤其是因为它是靠硬连线逻辑组成系统,接线复杂,当生产工艺或对象改变时,原有接线和控制盘就要更换,所以通用性和灵活性较差 20世纪60年代末期,美国汽车制造业竞争猛烈,各生产厂家汽车型号不停更新,它肯定要求生产线控制系统亦随之改变,和对整个开展系统重新配置为抛弃传统继电接触器控制系统束缚,适应白
12、热化市场竞争要求,1968年美国通用汽车企业公开向社会招标,对汽车流水线控制系统提出具体要求,归纳起来是:编程方便,可现场修改程序;维修方便,采取插件式结构;可靠性高于继电器控制装置;体积小于继电器控制盘;数据可直接送入管理计算机;成本可和继电器控制盘竞争;输入能够是交流150V以上;输出为交流115V,容量要求在2A以上,可直接驱动接触器,电磁阀等;扩展时原系统改变最小;用户存放器最少能扩张到4KB(适应该时汽车装配过程需要) 十项指标关键要求是采取软布线(编程)方法替换继电控制硬接线方法,实现大规模生产线步骤控制 美国国际电工委员会(IEC)在1987年对可编程序控制器做出以下定义:可编程
13、序控制器是一类专门为在工业环境下应用而设计数字式电子系统,它采取了可编程序存放器,用来在其内部进行存放实施逻辑运算次序运算定时记数和算术运算等功效面向用户指令,并经过数字式或模拟式输入或输出,控制多种类型机械或生产过程可遍程序控制器及其相关外部设备,全部应根据易于和工业控制系统联成一个整体,易于扩展其功效标准而设计1.2PLC液位控制设计设计内容本课题将在以下几方面对液位系统进行研究和论证:控制系统能够依据生产需要对液位进行来设定,当液位低于设定限位时自动开启水泵进行加液,当液位抵达设定值时停泵,操作人员能够经过触摸屏进行液位设定,控制监控等操作1.3 PLC液位控制设计目标和意义可编程控制器
14、(PLC)因为抗干扰能力强,可靠性好,控制系统结构简单,通用性强,编程方便,易于使用,设计施工调试周期短,体积小,维护操作方便,易于实现网络化,可实现三电一体化等优势已经成为应用面最广,最广泛通用工业控制装置,成为现代工业自动化关键支柱之一经过PLC对程序设计,提升液位系统控制水平所以PLC在液位控制系统中应用很广泛,含有很高应用价值2 系统控制方案确实定2.1 采取PLC控制液位优点2.1.1从控制方法上比较用继电接触器控制完成一项控制工程,必需首先按工艺要求画出电气原理图,然后画出继电器屏部署和接线图等,进行安装调试,以后修改起来十分不便而采取PLC控制,因为其硬软件齐全,为模块化积木式结
15、构,且已商品化,故仅需按性能控制要求设计控制程序,而且在以后修改中只需改变控制程序就可轻易改变逻辑或增加功效2.1.2从工作方法上比较电器控制并行工作,而PLC串行工作,不受制约,I/O系统设计有完善通道保护和信号调理电路;在结构上对耐热防潮防尘抗震等全部有周到考虑2.1.3从可靠性,可维护性上比较电器控制接触点多,会产生机械磨损和电弧烧伤,接线较多,可靠性,维护性差;而PLC无触点,采取密封防尘抗震外壳封装结构,能适应工作现场恶劣环境,使用寿命长,且有自我诊疗功效,对程序实施监控功效,现场调试和维护方便2.2系统设计基础步骤在液位控制系统设计过程中关键考虑以下几点:深入了解和分析液位控制系统
16、工艺条件和控制要求;确定I/O设备;依据液位控制系统功效要求,确定系统所需输入,输出设备;依据I/O点数选择适宜PLC类型;分配I/O点,分配PLC输入输出点,编制出输入输出分配表或输入输出端子接线图;设计液位控制系统梯形图,依据控制要求设计出周密完整梯形图程序,这是整个液位控制系统设计关键工作;将程序输入PLC进行软件测试,查找错误,使系统程序愈加完善;进行液位控制系统整体联机调试,调试中发觉问题逐一排除,直至调试成功具体系统设计步骤图2-1所表示图2-1 系统设计步骤图2.3系统控制方案系统控制原理图2-2所表示,系统关键是由触摸屏可变程序控制器变频器(PLC)液位计配电装置和水泵等组成触
17、摸屏 PLC AD/DA 变频器液位计水泵图2-2 系统控制图系统带有触摸屏显示装置,能够显示系统工作状态目前压力贮水池水位设定压力压力曲线变频器频率等多种控制参数等系统工作压力能够由触摸屏设置变频器作用是为三相水泵电机提供可变频率电源,实现电机无级调速,从而使水管水压连续改变液位计作用是检测目前液位压力在PLC内部设定液压期望值,压力设定信号和压力反馈信号在输入可编程控制器后,经可编程控制器内部PID控制运算输出给变频器一个控制信号图2-3系统原理图3 系统硬件设计3.1可编程控制器(PLC)选型3.1.1怎样选购PLC产品在现代化工业生产设备中,有大量数字量及模拟量控制装置,比如电机起停,
18、电磁阀开闭,产品计数,温度压力流量设定和控制等,工业现场中这些自动控制问题,若采取可编程序控制器(PLC)来处理自动控制问题已成为最有效工具之一硬件选购现在市场上PLC产品众多,除国产品牌外,国外有:日本 OMRONMITSUBISHIFUJJ,德国SIEMENS,韩国LG等近几年,PLC产品价格有较大下降,其性价比越来越高,这是众多技术人员选择PLC关键原因那么,怎样选购PLC产品呢? 首先,系统规模首先应确定系统用PLC单机控制,还是用PLC形成网络,由此计算PLC输入输出点数,而且在选购PLC时要在实际需关键点数基础上留有一定余量(10%) 第二,确定负载类型依据PLC输出端所带负载是直
19、流型还是交流型,是大电流还是小电流,和PLC输出点动作频率等,从而确定输出端采取继电器输出,还是晶体管输出,或品闸管输出不一样负载选择不一样输出方法,对系统稳定运行是很关键 第三,存放容量和速度,尽管国外各厂家PLC产品大致相同,但也有一定区分现在还未发觉各企业之间完全兼容产品各个企业开发软件全部不相同,而用户程序存放容量和指令实施速度是两个关键指标通常存放容量越大速度越快PLC价格就越高,但应该依据系统大小合理选择PLC产品 第四,编程器选购PLC编程可采取三种方法:一个是用通常手持编程器编程,它只能用商家要求语句表中语句编程这种方法效率低,但对于系统容量小,用量小产品比较适宜,而且体积小,
20、易于现场调试,造价也较低还有一个是用图形编程器编程,该编程器采取梯形图编程,方便直观,通常电气人员短期内就可应用自如,但该编程器价格较高再一个是用IBM个人计算机加PLC软件包编程,这种方法是效率最高一个方法,但大部分企业PLC开发软件包价格昂贵,而且该方法不易于现场调试 所以,应依据系统大小和难易,开发周期长短和资金情况合理选购PLC产品3.1.2PLC选型标准世界上有很多厂商生产PLC,如德国西门子日本三菱松下,美国GE企业等完成系统设计关键是选型和程序设计不过因为PLC应用在不一样场所,有不一样工艺步骤,对控制功效 有不一样要求,因为各程序难易程度不一样,所以有一定选择标准,关键表现在:
21、PLC机型选择关键考虑I/O点数依据控制系统所需要输入设备(如按钮限位开关转换开关等)输出设备(如接触器电磁阀信号指示灯等)和A/DD/A转换个数,确定I/O点数通常要留有一定裕量(约占10%),满足生产发展和工艺改善;伴随PLC功效日益完善,很多小型机也含有中大型机功效对于PLC功效选择,通常只要满足I/O点数,大多数机型也能满足现在大多数PLC机型全部含有I/O扩展模块A/DD/A转换模块,和高级指令中止能力和外设通信能力;PLC通常依据I/O点数不一样,内存容量会有对应差异在选择内存容量时一样应留有一定余量,通常时实际程序25%不应单纯追求大容量,以够用为标准;在PLC机型选择上要考虑控
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- 关 键 词:
- PLC 控制 方案设计
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