《可編程控制器》大作業(yè)

1、網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院可編程控制器大作業(yè)題目：學(xué)習(xí)中心：層次：專升本專業(yè)：電氣工程及其自動化年級：學(xué)號：學(xué)生姓名：大工19秋可編程控制器大作業(yè)具體要求:1作業(yè)內(nèi)容從以下五個題目中任選其一作答。2正文格式作業(yè)正文內(nèi)容統(tǒng)一采用宋體，字號為小四，字?jǐn)?shù)在2000字以上。作業(yè)提交學(xué)生需要以附件形式上交離線作業(yè)（附件的大小限制在10M以內(nèi)），選擇已完成的作業(yè)，點(diǎn)“上交”即可。如下圖所示。課陽處吿江坷曲覽霍住作業(yè)薦悅柞泄實(shí)時乂洗起止日期下日期糧耀日陽注意事項(xiàng)請同學(xué)獨(dú)立完成作業(yè)，不準(zhǔn)抄襲其他人或者請人代做，如有雷同作業(yè)，成績以零分計！題目一：三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制設(shè)計要求：（1）首先對可編程序控制器（PLC）的產(chǎn)生與

2、發(fā)展、主要性能指標(biāo)、分類、特點(diǎn)、功能與應(yīng)用領(lǐng)域等進(jìn)行簡要介紹;（2）選用西門子S7200系列PLC，設(shè)計出能對三相異步電動機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制的主電路和繼電器控制電路圖；（3）對輸入輸出繼電器及其它編程元件的地址進(jìn)行分配，畫出I/O口接線圖，列出PLC控制程序（梯形圖進(jìn)行截圖，語句表可直接拷貝）并對程序作出解釋；（4）總結(jié)：需要說明的問題以及設(shè)計的心得體會。一、可編程控制器概述1、PLC的產(chǎn)生上世紀(jì)60年代，計算機(jī)技術(shù)已開始應(yīng)用于工業(yè)控制了。但由于計算機(jī)技術(shù)本身的復(fù)雜性，編程難度高、難以適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境以及價格昂貴等原因，未能在工業(yè)控制中廣泛應(yīng)用。當(dāng)時的工業(yè)控制，主要還是以繼電一接觸器組成控制系

3、統(tǒng)。1968年，美國最大的汽車制造商通用汽車制造公司（GM），為適應(yīng)汽車型號的不斷翻新，試圖尋找一種新型的工業(yè)控制器，以盡可能減少重新設(shè)計和更換繼電器控制系統(tǒng)的硬件及接線、減少時間，降低成本。因而設(shè)想把計算機(jī)的完備功能、靈活及通用等優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，制成一種適合于工業(yè)環(huán)境的通用控制裝置，并把計算機(jī)的編程方法和程序輸入方式加以簡化，用“面向控制過程，面向?qū)ο蟆钡摹白匀徽Z言”進(jìn)行編程，使不熟悉計算機(jī)的人也能方便地使用。1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司（GEC）首先研制成功第一臺可編程序控制器，并在通用汽車公司的自動裝配線上試用成功，從而開創(chuàng)了工業(yè)控制的新

4、局面。接著，美國國MODICON公司也開發(fā)出可編程序控制器084。1971年，日本從美國引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快研制出了日本第一臺可編程序控制器DSC-81973年，西歐國家也研制出了他們的第一臺可編程序控制器。我國從1974年開始研制，1977年開始工業(yè)應(yīng)用。早期的可編程序控制器是為取代繼電器控制線路、存儲程序指令、完成順序控制而設(shè)計的。主要用于：1.邏輯運(yùn)算2.計時,計數(shù)等順序控制，均屬開關(guān)量控制。所以，通常稱為可編程序邏輯控制器（PLC一ProgrammableLogicController）。2、PLC的發(fā)展進(jìn)入70年代，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，PLC采用了通用微處理器，這種控制器就不再局

5、限于當(dāng)初的邏輯運(yùn)算了，功能不斷增強(qiáng)。因此，實(shí)際上應(yīng)稱之為PC一一可編程序控制器。至80年代，隨大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的發(fā)展，以16位和32位微處理器構(gòu)成的微機(jī)化PC得到了驚人的發(fā)展。使PC在概念、設(shè)計、性能、價格以及應(yīng)用等方面都有了新的突破。不僅控制功能增強(qiáng),功耗和體積減小，成本下降，可靠性提高，編程和故障檢測更為靈活方便，而且隨著遠(yuǎn)程I/O和通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理以及圖象顯示的發(fā)展，使PC向用于連續(xù)生產(chǎn)過程控制的方向發(fā)展，成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的一大支柱。3、PLC的主要性能指標(biāo)3.1存儲容量：用戶程序存儲器的容量。3.2I/0點(diǎn)數(shù)：PLC可以接受的輸入信號和輸出信號的總和。3.3

6、掃描速度：PLC執(zhí)行用戶程序的速度。3.4指令的功能與數(shù)量：編程指令的功能越強(qiáng)、數(shù)量越多，PLC的處理能力和控制能力也越強(qiáng)，用戶編程也越簡單方便，越容易完成復(fù)雜的控制任務(wù)。3.5內(nèi)部元件的種類和數(shù)量：元件的種類和數(shù)量越多，表示PLC的存儲和處理各種信息的能力越強(qiáng)。3.6特殊功能單元：特殊功能單元種類越多，功能越來越強(qiáng)，使得PLC控制功能日益擴(kuò)大。3.7可擴(kuò)展能力：PLC可擴(kuò)展能力包括I/O點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展、存儲容量的擴(kuò)展、聯(lián)網(wǎng)功能的擴(kuò)展、各種功能模塊的擴(kuò)展等。4、PLC的分類、功能PLC有多種形式，而且功能也不盡相同。分類時，一般按以下原則來考慮。按I/O點(diǎn)數(shù)容量分類：按PLC的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的多少

7、可將PLC分為以下4.1.1小型機(jī)小型機(jī)PLC的功能一般以開關(guān)量控制為主，小型PLC輸入、輸出點(diǎn)數(shù)一般在256點(diǎn)以下，用戶程序存儲器容量在4K左右?，F(xiàn)在的高性能小型PLC還具有一定的通訊能力和少量的模擬量處理能力。這類的PLC的特點(diǎn)是價格低廉，體積小巧，適合于控制單臺設(shè)備和開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品。4.1.2中型機(jī)中型PLC的輸入、輸出總點(diǎn)數(shù)在256到2048點(diǎn)之間，用戶程序存儲器容量達(dá)到8K字左右。中型PLC不僅具有開關(guān)量和模擬量的控制功能，還具有更強(qiáng)的數(shù)字計算能力，它的通信功能和模擬量處理功能更強(qiáng)大，中型機(jī)比小型機(jī)更豐富，中型機(jī)適用于更復(fù)雜的邏輯控制系統(tǒng)以及連續(xù)生產(chǎn)線的過程控制系統(tǒng)場合。4.1.

8、3大型機(jī)大型機(jī)總點(diǎn)數(shù)在2048點(diǎn)以上，用戶程序儲存器容量達(dá)到16K以上。大型PLC的性能已經(jīng)與大型PLC的輸入、輸出工業(yè)控制計算機(jī)相當(dāng)，它具有計算、控制和調(diào)節(jié)的能力，還具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通信聯(lián)網(wǎng)能力，有些PLC還具有冗余能力。它的監(jiān)視系統(tǒng)采用CRT顯示，能夠表示過程的動態(tài)流程，記錄各種曲線，PID調(diào)節(jié)參數(shù)等；它配備多種智能板，構(gòu)成一臺多功能系統(tǒng)。這種系統(tǒng)還可以和其他型號的控制器互聯(lián)，和上位機(jī)相聯(lián)，組成一個集中分散的生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量控制系統(tǒng)。大型機(jī)適用于設(shè)備自動化控制、過程自動化控制和過程監(jiān)控系統(tǒng)。4.2按結(jié)構(gòu)形式分類根據(jù)PLC結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC主要可分為整體式和模塊式兩類。4.2.1整

9、體式結(jié)構(gòu)整體式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是將PLC的基本部件，如CUP板、輸入板、輸出板、電源板等緊湊的安裝在一個標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)殼內(nèi)，構(gòu)成一個整體，組成PLC的一個基本單元（主機(jī)）或擴(kuò)展單元。基本單元上設(shè)有擴(kuò)展端口，通過擴(kuò)展電纜與擴(kuò)展單元相連，配有許多專用的特殊功能的模塊，如模擬量輸入/輸出模塊、熱電偶、熱電阻模塊、通信模塊等，以構(gòu)成PLC不同的配置。4.2.2模塊式結(jié)構(gòu)模塊式結(jié)構(gòu)的PLC是由一些模塊單元構(gòu)成，這些標(biāo)準(zhǔn)模塊如CUP模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊和各種功能模塊等，將這些模塊插在框架上和基板上即可。各個模塊功能是獨(dú)立的，外型尺寸是統(tǒng)一的，可根據(jù)需要靈活配置。目前大、中型PLC都采用這種方式。4.3按

10、功能分類根據(jù)PLC所具有的功能不同，可將PLC分為低檔、中檔、高檔三類。低檔PLC具有邏輯運(yùn)算、定時、計數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入/輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機(jī)控制系統(tǒng)。中檔PLC除具有低檔PLC的功能外，還具有較強(qiáng)的模擬量輸入/輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還可增設(shè)中斷控制、PID控制等功能，適用于復(fù)雜控制系統(tǒng)。高檔PLC除具有中檔機(jī)的功能外，還增加了帶符號算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)的運(yùn)算、制表及表格傳送功能等。高

11、檔PLC機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠自動化。5、PLC的特點(diǎn)5.1學(xué)習(xí)PLC編程容易PLC是面向用戶的設(shè)備，根據(jù)現(xiàn)場電氣人員的工作習(xí)慣，PLC采用梯形圖編程（類似于電路圖），這種編程方法形象直觀，無需專業(yè)的計算機(jī)知識和語言，所以可以在很短時間內(nèi)學(xué)會。5.2控制系統(tǒng)簡單，更改容易PLC及外圍模塊品種多，可靈活組合完成各種要求的控制系統(tǒng)。只需要在PLC端子上接入相應(yīng)的輸入、輸出信號線即可，不像傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)，需要使大批的繼電器和復(fù)雜繁多的硬件接線。PLC系統(tǒng)當(dāng)控制要求改變時，只需要更改梯形圖程序即可。5.3系統(tǒng)維護(hù)容易PLC具有完善的監(jiān)控及自

12、診斷功能，內(nèi)部各種軟元件的工作狀態(tài)可用編程軟件進(jìn)行監(jiān)控，可以快速、準(zhǔn)確地找到故障點(diǎn)并及時排除故障，還可配合觸摸屏顯示故障部位或故障屬性，因而大大縮短了維修時間。6、PLC的應(yīng)用領(lǐng)域目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)二、正反轉(zhuǎn)電路圖三相異步電動機(jī)電氣原理圖三、S7-200I/O地址分配表及接線圖根據(jù)控制要求，我將輸入輸出定義列出如下表格:硬件名稱啟動按鈕停止按鈕反轉(zhuǎn)按鈕正轉(zhuǎn)接觸器反轉(zhuǎn)接觸器硬件符號名稱SB1SB3SB2KM1KM2對應(yīng)地址I0.0I0.210.1Q0.0Q0.1啟動按鈕SB1接于輸入繼電器10.0端，反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2接于輸入繼電器10端，停止按鈕SB3接于輸入繼電器10.2端。正轉(zhuǎn)接觸器接于輸出繼電器Q0.0端反轉(zhuǎn)接觸器接于輸出繼電器Q0.1端輸出端的電源為AC220v)1IOJQ0.010.1gQ0.110.1二Q0.21H1LS7-200輸入輸出接線圖Ml問貉1闔絡(luò)標(biāo)題I網(wǎng)貉注.釋Q1