畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于PLC的汽車地毯加熱產(chǎn)線設(shè)計(jì)

1、 本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 論文題目 基于PLC地毯自動(dòng)加熱控制系統(tǒng)學(xué)生姓名 指導(dǎo)老師 學(xué) 院 專業(yè)班級 完成時(shí)間 摘 要隨著現(xiàn)在工業(yè)技術(shù)的開展，自動(dòng)化的技術(shù)開展越來越快，自動(dòng)化的生產(chǎn)線在生活中已經(jīng)使用的越來越廣泛。自動(dòng)化生產(chǎn)線的功能對生產(chǎn)效率有著很大的影響，因此自動(dòng)化生產(chǎn)線的功能必須提高，保證自動(dòng)化生產(chǎn)線的運(yùn)行既高效節(jié)能又平安可靠。傳統(tǒng)的自動(dòng)化生產(chǎn)線系統(tǒng)采用的是繼電器邏輯控制電路，這種控制易出故障，維護(hù)不便，運(yùn)行壽命短，占地空間大，正逐步被淘汰。本設(shè)計(jì)采用西門子S7-200PLC作為控制單元，用軟件來實(shí)現(xiàn)對汽車地毯加熱生產(chǎn)線的的自動(dòng)控制。地毯加熱生產(chǎn)線有完整的溫度測試系統(tǒng)、故障報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)加熱

2、系統(tǒng)、平安回路系統(tǒng)，汽車地毯加熱系統(tǒng)的可靠性大大提高。汽車地毯加熱系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化，另外還可方便地改變控制功能。提高了汽車地毯加熱系統(tǒng)的運(yùn)行的平安性，并便于檢修。因此，它以優(yōu)異的溫度調(diào)試功能、自動(dòng)加熱功能、高效率和較好的節(jié)能效果及廣泛的適用范圍，從而明顯改善了汽車地毯加熱的的質(zhì)量和性能，此次設(shè)計(jì)的汽車地毯自動(dòng)加熱系統(tǒng)控制精度高、動(dòng)態(tài)性能好，大大的提高的自動(dòng)化生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞：自動(dòng)化，PLC，生產(chǎn)線，傳感器，汽車地毯AbstractWith the development of industrial technology, automation technology is

3、 developing faster and faster. Automated production line has been used more and more widely in our daily life. The function of automatic production line has great influence on production efficiency. Therefore, the function of automatic production line must be improved, and the operation of automatic

4、 production line can be ensured. The traditional automatic production line system adopts the relay logic control circuit, which is easy to malfunction, inconvenient to maintain, short service life and large space occupation, and is being phased out gradually.This design uses SIEMENS S7-200 single ch

5、ip microcomputer as the control unit, and uses software to realize the automatic control of the automobile carpet heating line. Carpet heating line has complete temperature test system, fault alarm system, automatic heating system and safety loop system. The reliability of automobile carpet heating

6、system is greatly improved. The control system of automobile carpet heating system is simple, the outer circuit is simplified, and the control function can be easily changed. The utility model improves the safety of the operation of the automobile carpet heating system and is easy to overhaul. There

7、fore, it is with excellent temperature debugging function, automatic heating function, high efficiency and good energy-saving effect and wide application range, thereby significantly improve the heating quality and performance of the car carpet, control car carpet automatic heating system and the de

8、sign of high precision, good dynamic performance, greatly improve the automation of the production line production efficiency.Key words: automation,PLC,production line,sensor,Car carpet目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc6312 摘 要 PAGEREF _Toc6312 III HYPERLINK l _Toc335 Abstract PAGEREF _Toc335 IV H

9、YPERLINK l _Toc24071 目 錄 PAGEREF _Toc24071 V HYPERLINK l _Toc23307 第1章 緒論 PAGEREF _Toc23307 6 HYPERLINK l _Toc25834 1.1 研究本課題的背景和目的 PAGEREF _Toc25834 6 HYPERLINK l _Toc21817 1.2 國內(nèi)的開展概況 PAGEREF _Toc21817 6 HYPERLINK l _Toc26748 1.3 本課題應(yīng)該到達(dá)的要求 PAGEREF _Toc26748 7 HYPERLINK l _Toc6227 第2章 加熱電路設(shè)計(jì) PAGER

10、EF _Toc6227 8 HYPERLINK l _Toc18781 2.1 元器件介紹及電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc18781 8 HYPERLINK l _Toc15427 熱傳感器選擇 PAGEREF _Toc15427 8 HYPERLINK l _Toc14960 2.1.2 電阻絲的使用 PAGEREF _Toc14960 8 HYPERLINK l _Toc16507 2.1.3 變頻電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc16507 9 HYPERLINK l _Toc23830 控制器的選擇 PAGEREF _Toc23830 10 HYPERLINK l _Toc1068

11、8 2.2.1 熱傳感器選擇 PAGEREF _Toc10688 12 HYPERLINK l _Toc4159 2.2.2 根底組成 PAGEREF _Toc4159 12 HYPERLINK l _Toc7040 第3章 PLC接線與分配 PAGEREF _Toc7040 14 HYPERLINK l _Toc4338 3.1 系統(tǒng)的一般原那么 PAGEREF _Toc4338 14 HYPERLINK l _Toc12458 3.2 PLC的模型分析與選型 PAGEREF _Toc12458 14 HYPERLINK l _Toc16454 3.3 自動(dòng)加熱產(chǎn)線控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及地址分

12、配 PAGEREF _Toc16454 16 HYPERLINK l _Toc14426 第4章 PLC編程 PAGEREF _Toc14426 18 HYPERLINK l _Toc16856 4.1 控制系統(tǒng)的程序流程圖 PAGEREF _Toc16856 18 HYPERLINK l _Toc23772 4.2 PLC的編程語言 PAGEREF _Toc23772 19 HYPERLINK l _Toc32583 4.2 控制程序的組成 PAGEREF _Toc32583 20 HYPERLINK l _Toc12242 4.2.1 溫度采集程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc12242

13、20 HYPERLINK l _Toc16446 4.2.2 數(shù)字濾波程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc16446 21 HYPERLINK l _Toc11393 4.3 PID控制程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc11393 24 HYPERLINK l _Toc17422 6 結(jié)論與展望 PAGEREF _Toc17422 25 HYPERLINK l _Toc2452 結(jié)論 PAGEREF _Toc2452 25 HYPERLINK l _Toc28911 缺乏之處及未來展望 PAGEREF _Toc28911 25 HYPERLINK l _Toc15821 致 謝 PAGEREF

14、_Toc15821 27 HYPERLINK l _Toc3669 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc3669 28 HYPERLINK l _Toc30597 附 錄 PAGEREF _Toc30597 291緒論1.1 研究本課題的背景和目的21世紀(jì)以來計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷的開展，計(jì)算機(jī)技術(shù)的開展越來越快，芯片的集成度也越來越高，同時(shí)隨著技術(shù)的不斷的開展，人們開始把計(jì)算技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)中來，在生產(chǎn)中使用自動(dòng)化的生產(chǎn)技術(shù)，不但可以提高生產(chǎn)的效率，而且失誤的概率也會(huì)大大的降低，目前很多的機(jī)械設(shè)備廠家以及制造業(yè)的廠家，都開始將自動(dòng)化的產(chǎn)線投入到實(shí)際中來使用，plc作為一種技術(shù)被廣泛的使用在自動(dòng)化的產(chǎn)線上

15、，自動(dòng)化的產(chǎn)線對平時(shí)的生產(chǎn)效率的提高是有著非常重的意義的。就拿自動(dòng)化的加熱產(chǎn)線來說吧，人工的產(chǎn)線效率比擬低下，而且很容易發(fā)生各種錯(cuò)誤，自動(dòng)化的加熱產(chǎn)線，對溫度的采集也非常的準(zhǔn)備，不容易發(fā)生錯(cuò)誤，要讓人去控制自動(dòng)化的加熱產(chǎn)線顯然是不行的。不僅僅效率比擬低，而且對溫度的掌握沒那么精確。一個(gè)plc的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是非常的復(fù)雜的，很多的因素設(shè)計(jì)這都必須考慮到，總體看來此次設(shè)計(jì)的汽車地毯加熱的plc系統(tǒng)設(shè)計(jì)對平時(shí)的生產(chǎn)制造還是有很大的意義。主要是用可編程控制器PLC自動(dòng)加熱產(chǎn)線的設(shè)計(jì)課題所研究的內(nèi)容。由于可靠性欠佳大局部老式產(chǎn)線，檢修起來比擬困難，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，以節(jié)約資金。因此進(jìn)行研究，對生產(chǎn)線的控制技術(shù)，找出

16、一條改造之路適合自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)線的，并產(chǎn)線技術(shù)水平和質(zhì)量進(jìn)而提高國自動(dòng)化，具有的意義十分重要。在過去plc剛剛開展的時(shí)候，芯片的集成度還不是那么高，系統(tǒng)總歸會(huì)存在這樣那樣的問題，由于技術(shù)的限制的原因系統(tǒng)運(yùn)行起來不穩(wěn)定那是非常正常的事情。1.2 國內(nèi)的開展概況隨著現(xiàn)在工業(yè)技術(shù)的開展，自動(dòng)化的技術(shù)開展越來越快，自動(dòng)化的產(chǎn)線在生活中已經(jīng)使用的越來越廣泛。自動(dòng)化產(chǎn)線的功能對生產(chǎn)效率有著很大的影響，因此自動(dòng)化產(chǎn)線的功能必須提高，保證自動(dòng)化產(chǎn)線的運(yùn)行既高效節(jié)能又平安可靠。傳統(tǒng)的自動(dòng)化產(chǎn)線系統(tǒng)采用的是繼電器邏輯控制電路，這種控制易出故障，維護(hù)不便，運(yùn)行壽命短，占地空間大，正逐步被淘汰。目前國外plc技術(shù)已經(jīng)得到

17、了恨到的開展，國內(nèi)plc技術(shù)也已經(jīng)相對的比擬成熟，在很多的領(lǐng)域plc都有使用，尤其是在一些自動(dòng)化的加工產(chǎn)業(yè)方面，還有機(jī)械的一些方面，plc都是使用的非常的廣泛的，設(shè)計(jì)人員使用的也比擬多。但是目前對PLC的使用要求變高了，因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)的不斷的開展，自動(dòng)化的開展已經(jīng)成為了必然的趨勢，就說流水線吧，那是必然的趨勢人工智能設(shè)計(jì)代替人們來進(jìn)行生產(chǎn)制造，自動(dòng)化技術(shù)的開展已經(jīng)是未來開展的必然的趨勢，而且隨著芯片的集成度越來越高，集成電路的創(chuàng)新也是非常的重要的，過去都是人力，現(xiàn)在隨著計(jì)算機(jī)的開展，很多的領(lǐng)域都是有了計(jì)算機(jī)的使用，在自動(dòng)化的產(chǎn)品做成自動(dòng)化的產(chǎn)線，這是未來開展的趨勢，人們可以通過計(jì)算機(jī)直接控制產(chǎn)

18、線，控制plc的運(yùn)行，同時(shí)控制多個(gè)流水線的運(yùn)行。 1.3 本課題應(yīng)該到達(dá)的要求作為模擬信號的溫度信息，系統(tǒng)顯然是不能直接進(jìn)行處理的，plc只能對相應(yīng)的上下電平的信號進(jìn)行處理，直接的模擬信號是不能采集到的，所以在這里就必須使用相應(yīng)的傳感器技術(shù)進(jìn)行采集溫度信號，溫度信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的模擬信號才能進(jìn)行處理， PLC的PID運(yùn)算要求的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型也需要轉(zhuǎn)化成同時(shí)采集到的數(shù)值。是要轉(zhuǎn)化為PLC可識(shí)別的量爐溫實(shí)際溫度的檢測將溫度量，所以，先轉(zhuǎn)化為32位的雙整型將溫度變送器輸出的值由16位的整型，再由雙整型轉(zhuǎn)化為實(shí)型，所以是非常的精確的這個(gè)數(shù)據(jù)。此時(shí)得到測得溫度值在PLC中計(jì)算所對應(yīng)的數(shù)，就將這個(gè)數(shù)據(jù)存放送入

19、變量存放器VD296系統(tǒng)。系統(tǒng)中的PLC易于擴(kuò)展該自動(dòng)加熱控制，擴(kuò)展和修改經(jīng)過適當(dāng)?shù)?，更?自動(dòng)化產(chǎn)線層的模型可適用于。實(shí)體模型運(yùn)行穩(wěn)定對于該產(chǎn)線的系統(tǒng)設(shè)計(jì)來說，邏輯性強(qiáng)是此次控制系統(tǒng)的主要的特點(diǎn)，實(shí)踐教學(xué)的需要滿足了PLC，更接近工程實(shí)際使得PLC教學(xué)，學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力增強(qiáng)了，同時(shí)， PLC控制系統(tǒng)的硬件平臺(tái)也搭建了一個(gè)，其他的PLC實(shí)踐課程中可用于。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利的進(jìn)行，理論根底知識(shí)的鋪墊是必不可少的。我就開始去查閱相關(guān)的資料，對這次設(shè)計(jì)所需要的知識(shí)進(jìn)行研究，希望通過查閱相關(guān)的資料以及運(yùn)用平時(shí)所學(xué)習(xí)到的知識(shí)解決這次畢業(yè)設(shè)計(jì)所需要解決的問題，在此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中我希望通過設(shè)計(jì)最正確的系

20、統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在這幾個(gè)月中我對自己大學(xué)里面學(xué)過的只是進(jìn)行了一次很好的總結(jié)，在之前的學(xué)習(xí)的過程中，我很多的只是掌握的不是很牢靠，甚至有的時(shí)候，對有的科目根本就沒有好好的去學(xué)習(xí)，當(dāng)然在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我覺得一個(gè)正確的設(shè)計(jì)思路是必須的，要是思路發(fā)生了錯(cuò)誤，畢業(yè)設(shè)計(jì)也就不能那么順利的完成了論文內(nèi)容如下：首先作了比擬全面的總結(jié)和介紹對自動(dòng)加熱產(chǎn)線系統(tǒng)及可編程控制器PLC。然后就是根據(jù)相關(guān)的需求選擇相應(yīng)的元器件先設(shè)計(jì)出電氣的原理圖，其次就是根據(jù)io接口編制程序，組態(tài)方面的話我們可以通過mcgs軟件來進(jìn)行仿真。實(shí)物方面的話顯然是無法進(jìn)行運(yùn)行的，通過相關(guān)的軟件調(diào)試。本次設(shè)計(jì)作為主要的控制單元采用S

21、7200PLC，加熱降溫過程通過采集流水線的溫度來控制流線線的，控制汽車地毯自動(dòng)加熱產(chǎn)線的溫度從而實(shí)現(xiàn)了。2加熱電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)的整體工作原理框圖系統(tǒng)的整體運(yùn)行框圖如圖2.1所示。溫度傳送熱電偶西門子s7-200 PLC熱電阻絲過濾保護(hù)故障顯示SSR圖2.1 系統(tǒng)的整體工作原理框圖 本次設(shè)計(jì)電路中使用到的元器件有開關(guān)，保險(xiǎn)絲，變頻器以及溫度傳感器，電子元器件的種類很多，必須根據(jù)電路的設(shè)計(jì)要求來選擇對應(yīng)的元器件，在這里開關(guān)選擇3p的的開關(guān)，保險(xiǎn)絲選擇20A的保險(xiǎn)，保險(xiǎn)是在電路短路額時(shí)候保護(hù)電路的平安所使用的。變頻器是控制電路運(yùn)行的效率，其他的器件就是電熱絲，在下面會(huì)對傳感器以及變頻器進(jìn)行一一的介紹。

22、 熱傳感器選擇作為模擬信號的溫度信息，系統(tǒng)顯然是不能直接進(jìn)行處理的，plc只能對相應(yīng)的上下電平的信號進(jìn)行處理，直接的模擬信號是不能采集到的，所以在這里就必須使用相應(yīng)的傳感器技術(shù)進(jìn)行采集溫度信號，溫度信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的模擬信號才能進(jìn)行處理，在系統(tǒng)的穩(wěn)定性能方面，設(shè)計(jì)者必須要考慮，傳感器的好壞直接影響系統(tǒng)，在這里選擇的是VD296這樣的一個(gè)溫度傳感器。他的性能還是比擬強(qiáng)大的，溫度測量的范圍也比擬大，每個(gè)類型的傳感器的溫度的采集的范圍都是不一樣的。這就要求我們要認(rèn)真的對溫度傳感器的性能進(jìn)行比擬，這樣設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)的穩(wěn)定性才會(huì)高，測量的精度也才能得到提高。2.1.2 電阻絲的使用在設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)中，電

23、熱絲經(jīng)常被設(shè)計(jì)者用來盡心加熱元件，他的功能就是把熱能轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電能。因?yàn)殡姛岬脑硐鄬碚f還是非常的簡單的，設(shè)計(jì)者使用起來的話也是非常的方便的。不需要復(fù)雜的接口，穩(wěn)定性也是非常高，有很好的性價(jià)比。電熱絲是最早出現(xiàn)的一種電熱元件，它是以電熱為根本工作原理來實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的。電熱絲看上去還是比擬傳統(tǒng)的，目前的技術(shù)已經(jīng)開展了很多，但是他并沒有被別的元器件完全的代替，使用還是很廣。電阻絲加熱電路的原理框圖如下列圖2.2所示。圖2.2 加熱電路的原理設(shè)計(jì)圖2.1.3 變頻器的選擇及電路設(shè)計(jì)變頻器的選擇電路設(shè)計(jì)提高系統(tǒng)用電的使用的效率變頻電路可以很好的，很好的節(jié)約能量，因此本次的設(shè)計(jì)中參加了變頻電路。變頻

24、電路設(shè)計(jì)圖如下列圖2.3所示，對應(yīng)的補(bǔ)水電路設(shè)計(jì)如圖2.4所示。圖2.3 變頻電路設(shè)計(jì)圖2.3 補(bǔ)水電路設(shè)計(jì) 控制器的選擇目前來說的話，作為可編程邏輯器件來說，plc的種類也是非常的多的，目前市場上有三菱的plc還有西門子的plc產(chǎn)品，他們各有特點(diǎn)，但是價(jià)格的話也存在很大的差異，因此設(shè)計(jì)者要仔細(xì)考慮。S7-200 CPU的技術(shù)指標(biāo)如下表2-1所示。表2-1 S7-200 CPU的技術(shù)指標(biāo)特性CPU 221CPU 222CPU 224CPU 224XPCPU 226本機(jī)I/O模擬量數(shù)字量4出6入-6出8入-/10出14入-/10出14入2入/1出/16出24入-模塊數(shù)量最大擴(kuò)展 模塊0個(gè)模塊2個(gè)

25、7個(gè)模塊7個(gè)模塊7個(gè)模塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)字節(jié)2048字節(jié)2048字節(jié)8192字節(jié)1024010240字節(jié)掉電保持時(shí)間100小時(shí)100小時(shí)50小時(shí)50小時(shí)100小時(shí)程序存儲(chǔ)器：編輯可在運(yùn)行模式下不可在運(yùn)行模式下編輯字節(jié)4096字節(jié)40964096字節(jié)字節(jié)40968192字節(jié)字節(jié)1228812288字節(jié)16384字節(jié)16384字節(jié)24576字節(jié)高速計(jì)數(shù)器單相雙相4路30KHz2路20KHz4路30KHz2路20KHz6路30KHz4路20KHz4路30KHz2路200KHz3路20KHz1路100KHz6路30KHz4路20KHz脈沖輸出DC2路20KHz2路20KHz2路20KHz2路100 KHz2

26、路20KHz模擬電位器11222實(shí)時(shí)時(shí)鐘1RS-485配時(shí)鐘卡內(nèi)置內(nèi)置內(nèi)置通訊口1RS-4851RS-4852RS-4852RS-485浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算有有有有有I/O映象區(qū)256 128入/128出256 128入/128出256 128入/128出256 128入/128出256 128入/128出布爾指令執(zhí)行速度0.22s /指令0.22s /指令0.22s /指令0.22s /指令0.22s /指令外形尺寸mm908062908062120.58062140806219080622.2.1 S7-200 PLC選擇 S7-200 PLC的詳細(xì)技術(shù)參數(shù)如表3-1所示。表3-2 90-30 PL

27、C的技術(shù)參數(shù)CPU311CPU313CPU323CPU331CPU340CPU341CPU351CPU352I/O點(diǎn)數(shù)80/160160/320102410244096AI/AO點(diǎn)數(shù)64In-32Out64In-32Out128In-64Out1024In-256Out2048In-256Out存放器字5121024204899999999用戶邏輯內(nèi)存6K字節(jié)6K字節(jié)16K字節(jié)32K/80K80K程序運(yùn)行速度18ms/K內(nèi)部線圈10241024102410244096計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)器17034068020002000高速計(jì)數(shù)器有有有有有軸定位模塊有有有有有可編程協(xié)處理器模塊沒有沒有有有有浮點(diǎn)運(yùn)算無

28、無無無無/有超控沒有沒有有有有后備電池時(shí)鐘沒有沒有有有有口令有有有有有中斷沒有沒有沒有有有診斷I/O、CPUI/O、CPUI/O、CPUI/O、CPUI/O、CPU2.2.2 根底組成 系列s7-200 PLC 根底局部包括：1、基板 基板是 PLC 系統(tǒng)的根底，因?yàn)樗械膭e的配置模板都要安裝在機(jī)架基板上。通俗的說根本可以說是控制了整個(gè)plc的系統(tǒng)，有的時(shí)候一個(gè)根本上甚至集成了好幾個(gè)plc 的系統(tǒng)，他就是plc的主要的組成局部，根本作為整個(gè)plc系統(tǒng)的控制局部，充當(dāng)了大腦的作用，因此在這個(gè)系統(tǒng)中有了非常大的作用，我們必須謹(jǐn)慎。一旦基板發(fā)生錯(cuò)誤就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)plc系統(tǒng)的無法運(yùn)行。每個(gè)根本上的插槽的

29、數(shù)目也是不相同的，有的可以插幾很多的plc模塊，有的運(yùn)行少數(shù)的模塊。 電源模板 電源模塊可以說是一個(gè)系統(tǒng)的重要的組成局部，一個(gè)單子系統(tǒng)必不可少的就是plc的電源局部。最根本的方面就是，沒有電源局部，電子系統(tǒng)就根本沒有方法很好的運(yùn)行，當(dāng)然對于plc的系統(tǒng)來說也是，電源的設(shè)計(jì)是非常重要的局部，不可缺。CPU 對于電子系統(tǒng)，cpu是電子系統(tǒng)的大腦局部，plc也是具有cpu模塊的，他控制著整個(gè)plc系統(tǒng)的運(yùn)行，相當(dāng)于人的大腦，控制身體每個(gè)部位，一些系列90-30 CPU 集成在基板上，但大多數(shù)都是通過插槽同底板連接的。在某些情況下，CPU 裝于個(gè)人電腦中使用個(gè)人電腦接口連接卡同90-30 系列的輸入，

30、輸出和可選模板進(jìn)行連接。4、I/O模塊 這類模板是使PLC 同現(xiàn)場設(shè)備的輸入和輸出相接口，例如開關(guān)，傳感器，繼電器和電磁閥?？晒┦褂玫陌ㄩ_關(guān)量和模擬量類型模板。電纜 組成局部連接在一起這些電是使PLC 各相關(guān)纜，同別的PLC系統(tǒng)的連接。均可以從s7-200 產(chǎn)品列表中選出許多標(biāo)準(zhǔn)需求用到的電纜，它們主要用于： (1)基板間的相互連接 (2)編程人員連接到CPU 或別的可選模塊 (3)可選模板同現(xiàn)場設(shè)備或別的控制系統(tǒng)的連接.3PLC接線與分配3.1 qq749986419工藝要求任何一種實(shí)現(xiàn)被控對象的控制系統(tǒng)都是為了，產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)效率以提高和。因此，,在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，以下根本原那么應(yīng)

31、遵循：1.在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的時(shí)候，設(shè)計(jì)者往往會(huì)選擇自己比擬熟悉的系統(tǒng)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，這根本上是沒什么太大的問題，但是，設(shè)考慮的設(shè)計(jì)系統(tǒng)使用的時(shí)候，他的可靠性，穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)者必須要把它放在第一位來考慮，一個(gè)系統(tǒng)如果不能正常穩(wěn)定的運(yùn)行的話，其他的一切都是沒有用的，所以系統(tǒng)能不能可靠運(yùn)行很重要。2.力求簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便。對于廠家來說，設(shè)計(jì)系統(tǒng)還有個(gè)原那么肯定也是必須可少的，那就是，廠家肯定會(huì)去考慮設(shè)計(jì)系統(tǒng)的本錢的問題，畢竟廠家設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)的目的肯定就是為了生產(chǎn)。不產(chǎn)生利潤的話，我覺得廠家肯定是不容許了，所以系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性也需要考慮在一定的范圍之內(nèi)，只要系統(tǒng)能很好的滿足設(shè)計(jì)的需求，經(jīng)濟(jì)本錢肯定是越低越好

32、，在滿足使用這使用需求的前提之下，使用者肯定也會(huì)選擇價(jià)格相比照擬廉價(jià)的。3.2qq749986419，可獲取電子圖及程序可編程控制器運(yùn)算操作就是一種電子系統(tǒng)數(shù)字，可編程邏輯器件的設(shè)計(jì)功能工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用。每個(gè)plc的系統(tǒng)的功能都是不一樣的，對應(yīng)的每個(gè)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)者都可以做出相關(guān)的選擇，經(jīng)過一定的比擬才能設(shè)計(jì)出比擬穩(wěn)定而且價(jià)格適宜的系統(tǒng)出來，不能只去追去高級。綜合以上因素，PLC技術(shù)就是汽車地毯自動(dòng)加熱系統(tǒng)的核心，因此PLC應(yīng)用系統(tǒng)很重要自動(dòng)卷簾門控汽車地毯自動(dòng)加熱系統(tǒng)制系統(tǒng)。PLC系統(tǒng)為s7-200此工程中我們用到的。此系統(tǒng)的外部硬件接線如圖3.1、3.2、3.3所示。1圖3.2加熱電路控制

33、電路原理圖2圖3.3加熱電路控制電路原理圖33.3 自動(dòng)加熱產(chǎn)線控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及地址分配汽車地毯自動(dòng)加熱線控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)及地址分配如表3-1、3-2所示，3-3所示。表3-1 自動(dòng)加熱線控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)及地址分配1高位報(bào)警加熱指示VD250汽車地毯進(jìn)溫度存放地址VD260汽車地毯出溫存放地址VD270主控制器PID輸出存放地址VD300目標(biāo)設(shè)定溫度存放地址VD304主控制器比例常數(shù)KcVD308主控制器積分時(shí)間TiVD312主控制器微分時(shí)間TdVD316副調(diào)節(jié)器比例常數(shù)KcVD320主控制器采樣時(shí)間TsVD324副調(diào)節(jié)器采樣時(shí)間Ts表3-2 自動(dòng)加熱線控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)及地址分配20VD0

34、主調(diào)節(jié)器過程變量PVn1VD4主調(diào)節(jié)器給定值SPn2VD8主調(diào)節(jié)器輸出值Mn3VD12主調(diào)節(jié)器增益Kc4VD16主調(diào)節(jié)器采樣時(shí)間Ts5VD20主調(diào)節(jié)器積分時(shí)間Ti6VD24主調(diào)節(jié)器微分時(shí)間Td7VD120副調(diào)節(jié)器過程變量PVn8VD124副調(diào)節(jié)器給定值SPn9VD128副調(diào)節(jié)器輸出值Mn10VD132副調(diào)節(jié)器增益Kc11VD136副調(diào)節(jié)器采樣時(shí)間Ts12VD140副調(diào)節(jié)器積分時(shí)間Ti13VD144副調(diào)節(jié)器微分時(shí)間TdAIW0汽車地毯進(jìn)溫度傳感器AIW2汽車地毯出溫傳感器AQW0汽車地毯加熱驅(qū)動(dòng)信號表3-3 自動(dòng)加熱線控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)及地址分配3AC1汽車地毯進(jìn)溫度傳感器實(shí)數(shù)值A(chǔ)C2汽車地毯出溫

35、傳感器實(shí)數(shù)值A(chǔ)C3主控制器輸出實(shí)數(shù)值VW270主控制器輸出4PLC編程4.1 控制系統(tǒng)的程序流程圖流程圖是設(shè)計(jì)這設(shè)計(jì)系統(tǒng)的時(shí)候所畫的系統(tǒng)的運(yùn)行的原理的圖，通過原理圖可以清楚的看到系統(tǒng)是如何運(yùn)行的，如圖4.1、4.2所示系統(tǒng)流程圖。圖4.1 系統(tǒng)的整體流程圖1圖4.2 系統(tǒng)的整體流程圖24.2 PLC的編程語言 一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)對于可編程邏輯器件來說，現(xiàn)為了滿足工業(yè)開展的需求的原因設(shè)計(jì)者才會(huì)設(shè)計(jì)出來的他來的?？删幊踢壿嬈骷褂玫氖强删幊痰拇鎯?chǔ)器，用來存儲(chǔ)內(nèi)部的一些數(shù)據(jù)主要作用就是，此次操作就是為了完成相應(yīng)的邏輯運(yùn)算,以及順序的控制，還有其他的一些面向用戶的指令操作指令，其中包括定時(shí)指令

36、，計(jì)數(shù)指令與算術(shù)操作指令等，使用可編程邏輯器件可以很好的控制各種類型的機(jī)械以及生產(chǎn)過程使用數(shù)字或模擬式輸入/輸出的方式。不僅僅包括關(guān)外部設(shè)備還有可編程控制器，這些外圍器件都是可以跟工業(yè)融合到一起的，設(shè)計(jì)的原那么都是為了能夠擴(kuò)充他的功能所設(shè)計(jì)的。 可編程邏輯器件在功能上就是跟一臺(tái)計(jì)算機(jī)差不多的，但是這樣的一款計(jì)算機(jī)就是為了工業(yè)制造而生產(chǎn)的。他的輸入/輸出接口是非常的豐富的，而且驅(qū)動(dòng)能力的強(qiáng)大是他的一大特點(diǎn)。但是他們并不是僅僅針對對某一具體工業(yè)應(yīng)用對于plc來說，但是可編程邏輯器件在具體應(yīng)用的時(shí)候，選擇配置的時(shí)候需要考慮到很多的因素，根據(jù)相關(guān)的需求才能進(jìn)行編程。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷的開展，集成電

37、路的集成對越來越高，不管是集成電路還是可編程邏輯器件的電路，對于生產(chǎn)的要求都是很高的，在技術(shù)方面使用了很多先進(jìn)的技術(shù)，比方說抗干擾的能力方面。例如高達(dá)30萬小時(shí)平均無故障時(shí)間的三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC。一些plc的接口是非常的少的，就這樣就使得plc的穩(wěn)定非常的高，有的型號的plc運(yùn)行幾萬個(gè)小時(shí)都不會(huì)出現(xiàn)故障，這就是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)方面的優(yōu)越性，集成電路的優(yōu)越性完全表達(dá)了出來。 除此之外硬件故障的自我檢測功能是可編程邏輯器件本身自帶的，可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息一旦發(fā)生故障的話。應(yīng)用者還可以編入故障自診斷程序外圍器件的，系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)使。穩(wěn)定性提高了這樣使得整個(gè)系統(tǒng)

38、的。 齊全的配套設(shè)備，完善的功能 可編程邏輯器件的適用性是非常的強(qiáng)大的，對于PLC開展到今天來說，目前市場上的plc的種類是非常的多的，有很多的公司生產(chǎn)的plc產(chǎn)品，在很多工業(yè)的場合plc都有使用，因?yàn)槟壳坝?jì)算機(jī)的開展，集成電路的集成度越來越高，plc計(jì)算能力也大大提高了，在各種領(lǐng)域都有使用。目前比擬流行的是西門子plc，市場上的plc種類更是不計(jì)其數(shù)，每個(gè)plc的功能也不一樣，而且plc的編程的語言非常的簡單，學(xué)習(xí)起來很快，就目前而言plc的使用技術(shù)是業(yè)內(nèi)技術(shù)人員都知道的編程方式，現(xiàn)在很多的領(lǐng)域使用plc與上位機(jī)進(jìn)行通信，直接使用計(jì)算機(jī)控制。 可編程邏輯器件的借口是非常的簡單的，工程技術(shù)人員

39、學(xué)習(xí)plc編程語的時(shí)候是非常簡單的。相當(dāng)接近這種編程方法與繼電器電路圖，圖形符號就是梯形圖語言的編程方式，對于plc系統(tǒng)來說他的指令是非常的少的，主要就是邏輯語句來控制相關(guān)電路。使用起來非常的方便使得使用計(jì)算機(jī)的人，模擬電路的水平一般及時(shí)有些技術(shù)人員的，甚至有人不熟悉對匯編等編程的語言。4.2 控制程序的組成包括軟件濾波以及硬件的濾波方法在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)濾波的方法是可以有很多種的對于plc系統(tǒng)來說，其中限幅平均濾波法、算術(shù)平均濾波法、一階滯后濾波法、這些就是軟件濾波的方法包括的。使用的是限幅平均值濾波圖4.3.1到圖4.3.6的程序圖。此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的整體思想是，系統(tǒng)通過傳感器首先對數(shù)據(jù)進(jìn)

40、行十次采集，一個(gè)最大的數(shù)據(jù)值首先被系統(tǒng)去除，在然后就是一個(gè)最小的數(shù)據(jù)值被系統(tǒng)去除，剩下的8個(gè)數(shù)系統(tǒng)將對他自動(dòng)的進(jìn)行求和取平均值。4.2.1 溫度采集程序設(shè)計(jì)在PLC中計(jì)算所對應(yīng)的數(shù)此時(shí)得到測得溫度值，送入變量存放器VD296系統(tǒng)就將這個(gè)數(shù)據(jù)存放。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型也需要轉(zhuǎn)化成同時(shí)采集到的數(shù)值PLC的PID運(yùn)算要求的。將溫度量轉(zhuǎn)化為PLC可識(shí)別的量爐溫實(shí)際溫度的檢測是要，所以，先由16位的整型將溫度變轉(zhuǎn)化為32位的雙整型送器輸出的值，再由雙整型轉(zhuǎn)化為實(shí)型， 6位實(shí)型小數(shù)點(diǎn)后可有，是非常的精確的所以這個(gè)數(shù)據(jù)。PLC的編程圖如圖4.3所示。圖4.3 PLC的溫度采集程序4.2.2 數(shù)字濾波程序設(shè)計(jì)是將每次

41、采集到的值進(jìn)行累加對于網(wǎng)絡(luò)一的程序來說，然后存入VD300中將累加后得到的值，所采集到的溫度值的總和就將得到進(jìn)行累加后。十組數(shù)據(jù)是系統(tǒng)每次每次采集的數(shù)據(jù)的量。圖4.4 PLC的濾波程序設(shè)計(jì) 網(wǎng)絡(luò)二是找出最大值和最小值。 網(wǎng)絡(luò)三是將VB0存放器中的數(shù)據(jù)清零。 減去一個(gè)最大值和減去一個(gè)最小值，到達(dá)限幅的作用。從而實(shí)現(xiàn)，將最大值和最小值從所求的總和中減去是網(wǎng)絡(luò)的主要的功能，圖4.9 網(wǎng)絡(luò)五 將剩下的總和求平均是網(wǎng)絡(luò)五的主要的功能，設(shè)計(jì)中想的到的溫度值從而就可以得到了。圖4.10 網(wǎng)絡(luò)六網(wǎng)絡(luò)六的作用是將所有使用過的存放器初始化。4.3 PID控制程序設(shè)計(jì)圖4.11 PID控制程序 是重要的組成局部PI

42、D控制程序在整個(gè)程序中，可以很好的控制加熱的工作狀態(tài)通過PID控制程序。是重要的組成局部在整個(gè)程序中對于PID控制程序來說，可以很好的控制加熱的工作狀態(tài)通過PID控制程序。是閉環(huán)控制系統(tǒng)本設(shè)計(jì)采用的。積分時(shí)間、比例增益、比例時(shí)間，分別存到VD332、VD340、VD344中根據(jù)回路定義表的要求。5結(jié)論與展望5.1 結(jié)論 對于本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)來說PLC電氣控制硬件設(shè)計(jì)、自動(dòng)化加熱產(chǎn)線機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、其PLC控制梯形圖程序的設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)中主要完成的任務(wù)，產(chǎn)線運(yùn)行的控制等功能，自動(dòng)加熱的控制能實(shí)現(xiàn)模型。系統(tǒng)中的PLC易于擴(kuò)展該自動(dòng)加熱控制，擴(kuò)展和修改經(jīng)過適當(dāng)?shù)模?自動(dòng)化產(chǎn)線層的模型可適用于。實(shí)體模

43、型運(yùn)行穩(wěn)定對于該產(chǎn)線的系統(tǒng)設(shè)計(jì)來說，邏輯性強(qiáng)是此次控制系統(tǒng)的主要的特點(diǎn)，實(shí)踐教學(xué)的需要滿足了PLC，更接近工程實(shí)際使得PLC教學(xué)，學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力增強(qiáng)了，同時(shí)， PLC控制系統(tǒng)的硬件平臺(tái)也搭建了一個(gè)，其他的PLC實(shí)踐課程中可用于。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利的進(jìn)行，理論根底知識(shí)的鋪墊是必不可少的。學(xué)生們在很好的掌握了學(xué)習(xí)的根底理論知識(shí)以后，我就開始去查閱相關(guān)的資料，對這次設(shè)計(jì)所需要的知識(shí)進(jìn)行研究，希望通過查閱相關(guān)的資料以及運(yùn)用平時(shí)所學(xué)習(xí)到的知識(shí)解決這次畢業(yè)設(shè)計(jì)所需要解決的問題，這樣才能夠很好的完成這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中我希望通過設(shè)計(jì)最正確的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在這幾個(gè)月中我對自己大

44、學(xué)里面學(xué)過的只是進(jìn)行了一次很好的總結(jié)，在之前的學(xué)習(xí)的過程中，我很多的只是掌握的不是很牢靠，甚至有的時(shí)候，對有的科目根本就沒有好好的去學(xué)習(xí)，當(dāng)然在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我覺得一個(gè)正確的設(shè)計(jì)思路是必須的，要是思路發(fā)生了錯(cuò)誤，畢業(yè)設(shè)計(jì)也就不能那么順利的完成了。在這次的地毯加熱的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我深刻的體會(huì)到只掌握理論知識(shí)是完全不夠的，在學(xué)習(xí)了理論知識(shí)后能很好的應(yīng)用才是最重要的，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)根底知識(shí)，這樣就使得我們解決實(shí)際問題的能力大大的提高了，學(xué)以致用才是最終的目的，同時(shí)我設(shè)計(jì)手冊及軟件運(yùn)用，查閱文獻(xiàn)資料等其他專業(yè)能力水平也提高得到的大大的提高，而且通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的總結(jié)可以

45、發(fā)現(xiàn)，一個(gè)系統(tǒng)能不能很好的運(yùn)行，不僅僅是是對局部進(jìn)行考慮，對整體以及全局都要做好分配，其次就是對細(xì)節(jié)進(jìn)行處理，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)很好的鍛煉了我們動(dòng)手設(shè)計(jì)能力，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富了許多，可以說這是畢業(yè)前的一次小小的鍛煉，幫助我學(xué)習(xí)到了很多的東西，并且意志及抗壓能力也得到了不同程度的提高。5.2 缺乏之處及未來展望 在這幾個(gè)月中我對自己大學(xué)里面學(xué)過的只是進(jìn)行了一次很好的總結(jié)，在之前的學(xué)習(xí)的過程中，我很多的只是掌握的不是很牢靠，甚至有的時(shí)候，對有的科目根本就沒有好好的去學(xué)習(xí)。 1、這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利的進(jìn)行，理論根底知識(shí)的鋪墊是必不可少的。學(xué)生們在很好的掌握了學(xué)習(xí)的根底理論知識(shí)以后，我就開始去查閱相

46、關(guān)的資料，對這次設(shè)計(jì)所需要的知識(shí)進(jìn)行研究，希望通過查閱相關(guān)的資料以及運(yùn)用平時(shí)所學(xué)習(xí)到的知識(shí)解決這次畢業(yè)設(shè)計(jì)所需要解決的問題，這樣才能夠很好的完成這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中我希望通過設(shè)計(jì)最正確的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)2、實(shí)際動(dòng)手能力的缺乏，僅僅了解書本上的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有結(jié)合自己的實(shí)際情況運(yùn)用于實(shí)踐，這樣才能更深地了解和學(xué)習(xí)好知識(shí)。 2、在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中我發(fā)現(xiàn)，同學(xué)的幫助也是非常的重要的，但是更重要的還是老師認(rèn)真的教導(dǎo)是分不開的，對于每一個(gè)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)來說其實(shí)方案是有很多種的，每個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)的時(shí)候，都會(huì)有自己不一樣的想法，只是這樣設(shè)計(jì)出來的系統(tǒng)的穩(wěn)定，都存在差異。 3

47、、對于一個(gè)設(shè)計(jì)者來說，創(chuàng)新是非常的重要的，在以后的開展過程中，只有創(chuàng)新才是開展的硬到底，所以鍛煉和培養(yǎng)自己在這方面能力從現(xiàn)在開始一定要有意識(shí)的。程序設(shè)計(jì)完畢之后，對系統(tǒng)進(jìn)行仿真是非常有必須的，因?yàn)橹挥羞@樣才能知道設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是否能夠穩(wěn)定的運(yùn)行，所設(shè)計(jì)的方案的可行性也就得到了驗(yàn)證，想要實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)線根本操作只要通過模擬的按鈕就能進(jìn)行，但是對于此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的加熱的局部，是無法進(jìn)行有效的仿真的，只能通過模擬的通斷電才能實(shí)現(xiàn)，沒有方法進(jìn)行實(shí)際的仿真。沒，但是結(jié)果說明，這次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的可行性還是可以的。 來驗(yàn)證方案的可行性由于采取的是模擬仿真的，因此在實(shí)踐的系統(tǒng)的使用的時(shí)候，還是會(huì)有這樣那樣額問題的，而且在進(jìn)行設(shè)計(jì)的仿真的時(shí)候要對使用的軟件非常的了解，能正確的進(jìn)行使用，在這次設(shè)計(jì)中就出現(xiàn)過這樣那樣的錯(cuò)誤，軟件在運(yùn)行的時(shí)候并不是那么的順利。在經(jīng)過這次設(shè)計(jì)過后我發(fā)現(xiàn)，軟件的仿真可以對實(shí)際系統(tǒng)能不能很好的運(yùn)行是一次很好的檢驗(yàn)，但是各方面錯(cuò)誤還是不能夠完美的分析的，而且由于是通過計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行模擬仿真，會(huì)產(chǎn)生誤差和錯(cuò)誤，在計(jì)算機(jī)自身運(yùn)算的時(shí)候，與真實(shí)結(jié)果存在局部區(qū)別使得仿真的結(jié)果，所以能夠積累經(jīng)驗(yàn)?zāi)M仿真，但是真實(shí)的電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)不能夠代替。而且由于計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的缺乏，使得不能夠快速的進(jìn)行模擬仿真，局限性存在一定的。因?yàn)殡娔X的計(jì)算過程中存在沖突還出現(xiàn)了的原因在進(jìn)行仿真的時(shí)候，一樣的電路