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PLC控制系统研究
内容摘要
在可编程控制器诞生之前,继电器控制系统在传统的工业生产中曾起着不可替代的重要作用,随着生产规模的逐步扩大,大规模和超大规模集成电路的迅速发展,以16位和32位微处理器构成的微机化可编程控制器得到了惊人的发展,使之在概念上、设计上、性能价格比等方面有了重大的突破。可编程控制器具有了高速计数、中断技术、PID 控制等功能,同时联网通信能力也得到了加强,这些都使得可编程控制器的应用范围和领域不断扩大。
本文从可控编程器PLC的研究背景与意义出发,首先讨论了PLC的发展现状与发展趋势,接着,详细讨论了PLC的定义和各种优点,PLC控制系统的特点和生产厂家,进而研究了PLC控制系统的设计原则和主要步骤,最后,列举了PLC控制的恒压无塔供水系统的具体实现过程,熟悉了整个PLC控制系统的设计及硬件和软件系统,文章具有一定的指导意义。
关键词:可控编程器;PLC;设计;恒压无塔供水系统
目录
内容摘要 I
1 绪论 1
课题的背景及意义 1
发展现状及趋势 2
发展现状 2
发展趋势 2
本文的主要内容 3
2 PLC简介 5
PLC的定义和特点 5
PLC的定义 5
PLC的特点 5
PLC控制系统的构成 6
PLC工作原理 8
PLC主要生产厂家 9
3 PLC控制系统设计的原则步骤 11
影响PLC控制系统的因素 11
PLC 控制系统的设计原则 11
PLC控制系统的设计步骤 13
分析被控对象并提出控制要求 13
确定输入/输出设备 13
选择PLC 13
分配I/O点并设计PLC外围硬件线路 14
程序设计 14
硬件实施 15
联机调试 15
4 PLC控制系统的应用举例 15
工艺说明 15
系统控制要求 16
控制系统的I/O点及地址分配 16
PLC 系统选型 16
系统程序设计 17
主程序 17
子程序 17
中断子程序 17
5 结论 18
参考文献 19
附录 20
1 绪论
课题的背景及意义
PLC是现今最常用的控制设备,几乎可以完成工业控制领域的所有任务。其实,现在的PLC对模拟量也有很强的处理能力。所以在大多数工业控制系统中,PLC已取代工控机(IPC)作为主控器来完对成复杂的工业自动控制任务。目前世界上着名的PLC生产厂家有美国的AB通用电气公司、日本的三菱、欧姆龙、德国的西门子以及法国的施耐德等等。PLC自产生后,生产厂家不断涌现,品种不断翻新,为控制行业带来了新一轮的革命。
20世纪20年代起人们把各种继电器、定时器、接触器及其触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制系统,控制各种生产机械,这就是大家所熟悉的传统的继电接触器控制系统。由于它结构简单、容易掌握、价格便宜,在一定范围内能满足控制要求,因而使用面甚广,在工业控制领域中一直占主导地位。但是以各种继电器为主要元件的电气控制线路可能需要成千只继电器来构成,需要使用成千上万根导线来连接,安装这些继电器需要大量的继电器控制柜,且占据大量的空间。运行时,又产生大量的噪声,消耗大量的电能。为保证控制系统的正常运行,需要安排大量的电气技术人员进行维护。系统出现故障,排除故障又非常困难。尤其是在生产工艺发生变化时,可能需要增加很多的继电器或控制柜,系统改造的工作量极大。所以通用性和灵活性较差[1]。
到20世纪60年代,由于小型计算机的出现和大规模生产及多机群控的发展,人们曾试图用小型计算机来实现工业控制的要求,但由于价格高,输入、输出电路不匹配和编程技术复杂等原因,一直未能得到推广应用。
20 世纪 60 年代末,美国的汽车制造业竞争激烈,各生产厂家的汽车型号不断更新,它必然要求加工的生产线亦随之改变,以及对整个控制系统重新配置。
为抛弃传统的继电接触器控制系统的束缚,1968 年美国通用汽车制造公司(GM)公开招标,对控制系统提出具体要求,归纳其要求,其核心是:该设备要使用计算机技术,能让以前的电气技术人员很容易掌握的编程语言,该设备与被控制设备连接方便,不需要使用特别的供电方式。
根据这些要求,美国数字设备公司(DEC 公司)于 1969 年研制开发出了世界上第一台可编程序控制器 PDP-14,并在 GM 公司的汽车生产线上首次应用成功。当时人们把它称为可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller),简称