《基于PLC的溫度控制系統(tǒng)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《基于PLC的溫度控制系統(tǒng)（12頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、目錄
一、前言 1
1、可編程序控制器的歷史與發(fā)展 1
2、PLC的定義 2
3、FX系列PLC簡介 3
二、系統(tǒng)設計 5
1、系統(tǒng)介紹 5
2、系統(tǒng)硬件設計 5
3、系統(tǒng)軟件設計 7
3.1、模擬量與數(shù)字量的對應關系 7
3.2、系統(tǒng)順序功能圖 7
3.3、系統(tǒng)梯形圖 8
3.4、系統(tǒng)指令表 9
三、總結 10
四、參考文獻 11
五、附錄 11
1.課題介紹 11
2.控制要求 11
一、前言
1、可編程序控制器的歷史與發(fā)展
1968年，美國最大的汽車制造商通用汽車公司（GM），為了適應汽車型號不斷更新的需要，提
2、出了十條技術指標在社會上公開招標，制造一種新型的工業(yè)控制裝置
在機床工業(yè)的發(fā)展過程中，提高機床的加工速度和加工精度，始終是人們努力解決的相互制約的兩大課題，也是推動機床電氣控制系統(tǒng)發(fā)展的動力。電力拖動控制、電力電子、檢測、計算機和控制理論的發(fā)展，為機床電氣控制系統(tǒng)不斷發(fā)展提供了物質和科技條件。
20世紀40年代以前，機床的電氣控制主要采用交流電動機拖動的繼電器-接觸器控制。由于當時的交流電動機難以實現(xiàn)調速，只能通過皮帶、齒輪等機械機構來實現(xiàn)有級變速，因而機床的機械結構比較復雜，同時還限制了加工精度的提高。繼電器-接觸器控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)機床的各種運動控制（如啟動、制動、反轉、變速等），并可實
3、現(xiàn)邏輯控制、聯(lián)鎖控制、異地控制等，因而大大提高了機床的自動化水平，有助于減輕工人的勞動強度。這種控制系統(tǒng)技術簡單、易于掌握，至今仍被廣泛采用。
繼電器-接觸器控制系統(tǒng)是由各種電器組成的，而這些電器的機械動作壽命是有限的，必須按時更換損壞的電器，以免影響系統(tǒng)的可靠性。另外，根據加工工藝的要求，需要改變控制邏輯關系時，必須修改線路，重新安裝配線，這對現(xiàn)代機床的控制要求是很不適應的。
20世紀40年代后，發(fā)電機-電動機、交磁放大機-電動機等直流調速系統(tǒng)，以其優(yōu)良的調速性能，被廣泛用于大型機床的主拖動和進給拖動系統(tǒng)中。不僅提高了機床的加工性能，還簡化了機床的傳動機構。
近年來，由于電力電子器
4、件及其變換技術的發(fā)展和矢量控制技術的應用，交流調速系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，在調速性能上完全可以與直流調速系統(tǒng)相媲美，加之性能可靠、維護方便，因而在星帶機床中逐步取代著直流調速系統(tǒng)?！?
在機床的控制方面，今年出現(xiàn)的可編程控制器（PLC）已廣泛用于電氣控制系統(tǒng)中。可編程控制器不僅可以按事先編好的程序進行各種邏輯控制，還具有隨意編程、自動診斷、通用性好、體積小、可靠性高的特點。因此，可編程控制器正逐步取代著繼電器－接觸器控制系統(tǒng)?！?
可以預料，隨著科學季度的發(fā)展，機床PLC電氣控制系統(tǒng)將繼續(xù)向更高的方向發(fā)展，以不斷提高機床的加工精度、生產效率和自動化水平。
2、PLC的定義
國際
5、電工委員會（ IEC）于 1982年11月和 1985年1月對可編程序控制器作了如下的定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的命令，并通過數(shù)字式模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充功能的原則而設計”。
PLC按結構可以分為一下幾類：
? 整體式PLC： 又稱單元式或箱體式。整體式PLC是將電源、CPU、I／0部件都集中裝在一個機箱內。一般小型PLC采用這種結構。
? 模塊
6、式PLC：將PLC各部分分成若干個單獨的模塊，如 CPU模塊、I／0模塊、電源模塊和各種功能模塊。模塊式PLC由框架和各種模塊組成。模塊插在插座上。一般大、中型PLC采用模塊式結構，有的小型PLC也采用這種結構。
? 有的PLC將整體式和模塊式結合起來，稱為疊裝式PLC。
3、FX系列PLC簡介
FX系列PLC為單元型，內含CPU、電源和固定搭配的輸入/輸出。 Q4AR系列為雙機熱備系列，最大輸入輸出點數(shù)為8192點。 A系列PLC的最大輸入輸出點數(shù)為2048點。 F系列程控器的最大輸入輸出點數(shù)為256點。三菱小型 FX 2（N）系列程控器的輸入輸出點最大不超過256點。每
7、臺主機可連模入、模出、高速記數(shù)、定位等特殊功能模塊，不超過8個。 FX系列在日本三菱的姬路制作所生產。三菱姬路制作所累計已生產超過三百萬臺 FX系列 PLC。目前FX系列PLC為中國內地銷量最多的小型PLC。
FX 系列PLC根據輸入輸出點數(shù)不同及功能分為多個不同的系列：輸入出點數(shù)在30點以內可使用 FX1S系列輸入出點數(shù)在128點以內可使用FX1N系列輸入出點數(shù)在256點以內可使用 FX2N系列 FX2N 系列 PLC 的特點 FX2N是FX2的持續(xù),基本單元 (16~128點) 有繼電器或晶體管輸出,最多可擴展到256點. 內置有8K步RAM (最多可擴展到16K步)可選用存儲卡盒,
8、有RAM, EPROM和EEPROM FX2N系列 PLC 的特點超高速的運算速度 0.08微秒. 比FX2的0.48微秒快六倍.容量極大8K步(最大16K步).比FX2大四倍.機體小型化 比FX2小50% .兼容FX2的編程設計.備有多種不同的FX2N擴展單元及特殊模塊.
通訊功能擴展模塊低成本模板化FX2N-xxxBD 更多通訊/網絡功能,RS232, RS422, RS485. 更便宜的配置.
兼用FX0N的擴展單元及特殊模塊. 可增加多一個通道,如: 連接一臺人機界面顯示單元DU，另外一個連接編程器；或連接二臺DU. 豐富的軟元件輔助繼電器(M): 3072點+256點 狀態(tài)繼電器
9、(S): 1000點 計數(shù)器(C): 235點 定時器(T): 256點(積算定時器1ms 4點，10ms 6點) 數(shù)據寄存器(D): 200點+7800點（按需設置) 變址寄存器（V，Z)：16點 堆棧指針(P): 128點 中斷指針(I): 15點 內附高速計數(shù)器 單向計數(shù)器: 60KHz 2點, 10KHz 4點雙向計數(shù)器: 30KHz 1點, 5KHz 1點 。
二、系統(tǒng)設計
1、系統(tǒng)介紹
本系統(tǒng)的被控對象是1KW電加熱管，被控制量是水箱的水溫T，PLC的模擬量輸出控制調功器的輸出，由調功器控制電加熱管的通斷，被控對象為
10、水箱中的單相電熱管，被控制量為水箱水溫。它由鉑電阻PT100測定，輸入到溫度變送器上，量程為0~100℃。溫度變送器變換為4~20mA傳送給PLC的模擬量輸入通道。根據給定值加上dF與測量的溫度值相比較的結果，PLC模擬量輸出通道向晶閘管調功器發(fā)出控制信號，從而達到控制水箱溫度的目的
2、系統(tǒng)硬件設計
根據對工藝動作的分析，確定控制系統(tǒng)所需要的輸入輸出點數(shù)為1/3點。選用FX系列PLC, 輸入輸出點數(shù)的分配如表2-1所示，由于系統(tǒng)必須對溫度信號進行采集和控制，還必須使用到模擬量輸入/輸出模塊FX-4AD模塊、晶閘管跳功模塊、溫度變送器，PLC的外部接線原理圖如圖2-1所示。
信號
11、名稱
外部元件
內部地址
總停按鈕
SB1
X0
信號名稱
輔助繼電器
輸出繼電器
加熱控制
M0
Y0
持續(xù)加熱控制
M1
Y1
停止加熱控制
M2
Y2
如表2-1、輸入輸出點數(shù)的分配
如圖2-1、PLC的外部接線原理圖
3、系統(tǒng)軟件設計
3.1、模擬量與數(shù)字量的對應關系
轉化時應綜合考慮變送器的輸出、出入量程和模擬量輸入模塊的量程，找出被測物理量的=與A/D轉換后的數(shù)據之間的關系。
根據系統(tǒng)要求，所要測量的溫度
12、量程為0-100C,所對應的數(shù)據量為0-2000，由此可根據公式：
測量溫度=(100*D0/2000)C=0.05D0C
其中，D0為PLC轉換出來的數(shù)字量
3.2、系統(tǒng)順序功能圖
3.3、系統(tǒng)梯形圖
3.4、系統(tǒng)指令表
三、總結
13、四、參考文獻
1.可編程序控制器的編程方法與工程應用 廖常初 重慶大學出版社
2.可編程序控制器及其應用 萬太福 重慶大學出版社
3.畢業(yè)設計指導 劉祖潤 機械工業(yè)出版社
4.新舊圖形符號對照讀本 兵器工業(yè)出版社
5.電力拖動與控制 謝桂林 中國礦業(yè)大學出版社
6.工廠常用電氣設備手冊（上、中、下） 水利電力出版社
7.電氣控制技術實驗指導書 劉星平 湖南工程學院
五、附錄
1.課題介紹
本系統(tǒng)的被控對象是1KW電加熱管，被控制量是水箱的水溫T，PLC的模擬量輸出控制調功器的輸出，由調功器控制電加熱管的通斷，被控對象為水箱中的單相電熱管，被控制量為水箱水溫。它由鉑電阻PT100測定，輸入到溫度變送器上，量程為0~100℃。溫度變送器變換為4~20mA傳送給PLC的模擬量輸入通道。根據給定值加上dF與測量的溫度值相比較的結果，PLC模擬量輸出通道向晶閘管調功器發(fā)出控制信號，從而達到控制水箱溫度的目的。
2.控制要求
設計PLC模擬量輸入輸出的閉環(huán)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)水箱的自動
調節(jié)和控制。
11
基于PLC的溫度控制系統(tǒng)
