基于PLC和变频器的桥式起重机控制系统设计本科毕业设计论文

摘要

随着现代控制理论的应用，微处理器和微电子技术的发展，使变频调速控制系统日趋成熟。而桥式起重机作为物料搬运系统中一种典型设备，在企业生产活动中应用广泛作用显著，故对于提高其运行效率，确保运行安全，降低物料搬运成本是十分重要。传统的桥式起重控制系统主要采用继电器接触器进行控制，采用交流绕线串电阻的方法进行启动和调速，这种控制系统存在可靠性差，故障率高，电能浪费大，效率低等缺点。因此根据桥式起重机的运行特点，将可编程序控制器与变频器结合应用于桥式起重机控制系统，其中PLC系统则采用SIEMENS公司产品，大大提高了操作精度和稳定度;综合保护功能完善，便于及时发现、查找、处理故障；并且节约了能源。

关键词:可编程序控制器；桥式起重机；变频调速；变频器

I

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

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作者签名：日期：

目录

摘要.............................................................. I 第一章绪论.. (1)

1.1桥式起重机简介 (1)

1.2 本课题设计的意义、主要内容及基本参数 (1)

第二章矢量控制变频调速 (4)

2.1 变频调速的基本原理 (4)

2.2变频器的基本结构和功能 (5)

2.2.1变频器的主电路 (6)

2.2.2变频器的控制电路构成 (7)

2.3变频调速的控制方式—矢量控制方式 (7)

2.3.1矢量控制的基本思想 (7)

2.3.2矢量变换规律 (8)

2.3.3矢量变换下异步电动机的数学模型 (11)

2.4矢量变换控制方程 (12)

第三章桥式起重机变频控制系统的硬件设计 (13)

3.1总体设计方法 (13)

3.2 PLC技术简介 (15)

3.2.1 PLC概述 (15)

3.2.2 Siemens S7-200结构及工作原理 (15)

3.3部件的选择 (16)

3.3.1电机的选用 (16)

3.3.2变频器的选用 (18)

3.3.3 PLC的选用 (21)

3.3.4常用辅件的选择 (21)

3.4起重机变频调速系统设计 (23)

3.4.1系统控制的要求 (23)

3.4.2控制系统的1/O点及地址分配 (23)

第四章桥式起重机变频调速系统软件设计 (28)

4.1 S7-200PLC网络的通信协议 (28)

4.1.1 S7-200PLC网络的通信协议的种类 (28)

4.1.2本系统通信协议的选择 (28)

4.2 PLC程序设计 (30)

4.2.1 PLC编程软件概述 (30)

4.2.2程序设计 (30)

4.3系统抗干扰措施 (37)

第五章结束语 (38)

致谢 (39)

参考文献 (40)

第一章绪论

1.1桥式起重机简介

桥式起重机在冶金企业及其它行业有着广泛的应用,其作用主要用来实现物体的升降和转运,桥式起重机工作环境恶劣,工作任务重。它能否正常工作直接影响到生产效率提高和工作任务的完成,甚至关系到人身、设备的安全。经过几十年的发展，我国桥式起重机制造厂和使用部门在设计、制造工艺、设备使用维修、管理方面，不断积累经验，不断改造，推动了桥式起重机的技术进步。但在实际使用中，结构开裂仍时有发生。究其原因是频繁的超负荷作业及过大的机械振动冲击所引起的机械疲劳。因此，除了机械上改进设计外，改善交流电气传动，减少起制动冲击，也是一个很重要的方面。

传统的起重机驱动方案一般采用:(1)直接起动电动机;(2)改变电动机极对数调速;(3)转子串电阻调速;(4)涡流制动器调速;(5)可控硅串级调速;(6)直流调速。前四种方案均属有级调速，调速范围小，无法高速运行，只能在额定速度以下调速;起动电流大，对电网冲击大;常在额定速度下进行机械制动，对起重机的机构冲击大，制动闸瓦磨损严重;功率因数低，在空载或轻载时低于0.2-0.4，即使满载也低于0.75，线路损耗大。目前串级调速产品的控制技术仍停留在模拟阶段，尚未实现控制系统具有很好的调速性能和起制动性能，很好的保护功能及系统监控功能，所以有时采用直流电动机，而直流电动机制造工艺复杂，使用维护要求高，故障率高。

我们所研究的桥式起重机是电动双梁桥式起重机，该起重机由起重小车、桥架金属结构、桥架运行机构以及电气控制设备等四个部分组成。机构主要指主起升机构、副起升机构、小车运行机构、大车运行机构。在电气控制系统中，其供电一般是通过电缆卷筒将电源输送到中心电器上，起重机机为低压供电系统，电气控制部分集中在操作室和电气房内，安全保护装置装在在适当的位置上。

1.2 本课题设计的意义、主要内容及基本参数

传统桥式起重机的控制系统主要采用交流绕线转子串电阻的方法进行启动和调速，继电一接触器控制，这种控制系统的主要缺点有:

1.桥式起重机工作环境差，工作任务重，电动机以及所串电阻烧损和断裂故障时有发生。

2.继电一接触器控制系统可靠性差，操作复杂，故障率高。

3.转子串电阻调速，机械特性软，负载变化时转速也变化，调速不理想。所串电阻长期发热，电能浪费大，效率低。

要从根本上解决这些问题，只有彻底改变传统的控制方式。其中，具有代表性的交流变频调速装置和可编程控制器获得了广泛的应用，为PLC控制的变频调速技术在桥式起重机系统提供了有利条件。变频调速以其可靠性好，高品质的调速性能、节能效益显著的特性在起重运输机械行业中具有广

1

泛的发展前景。

本论文研究了变频调速技术在20/5t * 19.5m通用桥式起重机中的应用，并且根据原有的控制结构，结合组态软件和PLC技术，提出了一个改进的系统控制结构，并且采用此体系结构实现了桥式起重机变频调速系统。

本课题桥式起重机基本参数:

该机的起重量为20/5吨，其跨度(L)为19.5m小车起升速度为15m/min，大车起升速度为7.5m/min.小车运行速度为45m/min，大车运行速度为75m/min。

第二章 矢量控制变频调速

2.1 变频调速的基本原理

异步电机的转速公式为: n = p

f 60（ 1－s ） (2.1) 其中: n —异步电动机的转速，单位为r/min;

f —定子的电源频率，单位为Hz;

s —电机的转速滑差率;

p —电机的极对数。

由上式(2.1)可知，如果改变输入电机的电源频率f ，则可相应改变电机的输出转速。 在电动机调速时，一个重要的因素时希望保持每极磁通量m φ为额定值不变。磁通太弱，没有充分利用电机的磁心，是一种浪费:若要增大磁通，又会使磁通饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因为绕组过热而损坏电机。对于直流电机来说，励磁系统是独立的，所以只要对电枢反应的补偿合适，保持m φ不变是很容易做到的。在交流异步电机中，磁通是定子和转子合成产生的。

三相异步电动机每相电动势的有效值是:

m N g k N f E φ11144.4= （2.2）

式中: g E —气隙磁通在定子每相中感应电动势有效值，单位为V;

1f —定子频率，单位为Hz;

1N —定子每线绕组串联匝数;

1N k —基波绕组系数;

m φ—美极气隙磁通量，单位为Wb;

由公式可知，只要控制好g E 和1f 便可以控制磁通m φ不变，需要考虑基频(额定频率)

以下和基频以上两种情况;

1．基频以下调速

即采用恒定的电动势。由上式可知，要保持m φ不变，单频率1f 从额定值in f 向下调节时，必须同时降低g E 然而绕组中的感应电动势是难以控制的，但电动势较高时，可以忽略电子绕组的漏磁阻抗

压降，而认为定子相电压U 1 ≈E ，则得U 1 /f 1=常值。低频时，U 1和g E 读数较小，定子阻抗压降所占的份量都比较显著，不能在忽略。这时，可以人为的把电压U 抬高一些，以便近似的不补偿定子压降。带定子压降补偿的恒功率比控制特性为b 线(1f E b g =

)，无补偿的为a 线(11f U a =)。如图2.1所示:

U 1U N

f N f 1

频率

图2.1恒压频比控制特性

2．基频以上调速

在基频以上调速时，频率f 可以从往上增高，但电压u 磁通与频率成反比的降低，相当于与直流电机弱磁升速的情况。

把基频以下和基频以上两种情况合起来，可得到异步电动机的变频调速控制特性，如图2.2。如果电动机在不同的转速下都具有额定电流，则电动机都能在温升容许的条件下长期运行，这时转矩基本上随磁通变化。在基频以下，属于“恒转矩调速”的调速，而在基频以上基本上属于“恒功率调速”。

U N (定子相电压U 1

f 1

f N (频率) 0

图2.2异步电动机变频调速控制特性

2.2变频器的基本结构和功能

变频器的基本结构见图2.3

图2.3变频器的结构图

变频器的功能是为电动机提供可变频率的电源,实现电动机的无极调速。变频器具备对电机和变频器本身的完善保护功能,如过热、过载、过流、过压、缺相、接地等,从而避免备在不正常状态下长时间运行,保护设备不至于损坏。

2.2.1变频器的主电路

电力电子开关器件

电力半导体器件己经历了以晶闸管为代表的分立器件，以可关断晶闸管(GTO)，巨型晶体管(GTR)，功率MOSFET、绝缘栅双极晶体管(IGBT)为代表的功率集成器件(PID),以智能化功率集成电路(SPIC)，高压功率集成电路(HVIC)为代表的功率集成电路(PIC)等三个发展时期。从晶闸管发展到PID, PIC 通过门极或栅极控制脉冲可实现器件导通与关断的全控器件。在器件的控制模式上，从电流型控制模式及发展到电压型控制模式，不仅大大降低了门极(栅极)的控制功率，而且大大提高了器件导通与关断的转换速度，从而使器件的工作频率不断提高。在器件结构上，从分立器件发展到由分立器件组合成功率变换电路的初级模块，继而将功率变换电路与触发控制电路、缓冲电路、检测电路等组合在一起的复杂模块。

整流电路

一般的三相变频器的整流电路由三相全波整流桥组成。它的主要作用是对工频的外部电源进行整流，并给逆变电路和控制电路提供所需要的直流电源。整流电路按其控制方式，可以是直流电压源，也可以是直流电流源。

逆变电路

逆变电路是利用六个半导体开关器件组成的三相桥式逆变电路，有规律的控制逆变器中的主开关元器件的通与断，得到任意频率的三相交流电输出。它的主要作用是在控制电路的控制下，将平滑电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。逆变电路的输出就是变频器的输出，它被用来实现对异步电动机的调速控制。

2.2.2变频器的控制电路构成

包括主控制电路、信号检测电路、门极驱动电路、外部接口电路以及保护电路等几个部分，是变频器的核心部分。控制电路的优劣决定了变频器性能的优劣。控制电路的主要作用是完成对逆变器开关控制、对整流器的电压控制以及完成各种保护功能。

随着电力半导体器件和微型计算机控制技术的迅速发展，促进了电力变频技术新的突破性发展，70年代后期发展起来的脉宽调制(Pulse Width Modulation, PWM)技术成了现在最常用的变频器功率开关器件的控制策略。SPWM(Sinusoidal PWM)则是较为常用的技术。其通常是采用调制的方法，即把正弦波作为调制信号，把接受调制的信号作为载被，通过对载波的调制即可得到SAM波形。通常采用等腰三角波作为载波，因为等腰三角波上下宽度与高度线性关系，且左右对称，当它与正弦波调制信号相交时，如在交点时刻控制电路中开关器件的通断，就可以得到宽度正比于正弦波幅值的脉冲，

这正好符合SPWM控制的要求。三角载波的频率f

c ,和正弦调制波的频率f

r

,之比即f

c

/ f

r

=N

c

称为载

波比。用生成的SPWM波控制逆变器开关器件的通断，可得到等幅且脉冲宽度按正弦规律变化的矩形

脉冲列输出电压。正弦调制波的频率f

r ,即是逆变器的输出频率f

1

改变f

r

,便可改变f

1

三角载波的幅

值为恒定，因而改变正弦调制彼的幅值就改变了矩形脉冲的面积，由此实现输出电压幅值的改变。

2.3变频调速的控制方式—矢量控制方式

2.3.1矢量控制的基本思想

矢量控制的基本思想是:将异步电动机的物理模型等效变换成类似直流电动机的模型，再仿照直流电动机去控制它，等效的原则是在不同坐标中产生的磁动势相同。

由电动机原理可知，异步电动机三相定子绕组电流在空间产生一个角速度为ω

1

的旋转磁场。若

有两个互相垂直的M绕组和T绕组与旋转磁场同步旋转，绕组中分别通以直流电流i

M 和i

T

，产生的

磁动势可以与三相合成磁动势等效且炳个磁动势有相同的幅值、转速和方向。又令M绕组的轴线与三

相合成旋转磁场方向平行，则i

M 相当于电动机的励磁电流分量i

T

，相当于电动机的转矩电流分量，

调节i

M

的大小可以在磁场一定时改变转矩。由这样绕组组成的电动机其控制原理与直流电动机控制原理相同。

在实际的等效变换中，先将异步电动机在三相静止坐标系下的定子电流i

A 、i

B

、i

c

通过三相/两

相变换，等效变换，等效为两相静止坐标系下的交流电流iα、iβ再通过磁场定向的旋转变换，等

效为同步旋转坐标系下的直流电流i

M 、 i

T

。等效的电动机绕组模型如图2.4所示。

B i βi T i

C i A i A αi α M i M

B

(a)三相交流绕组 (b)两相交流绕组 (c)旋转的直流绕组

图2.4等效的交流电机绕组和直流电机绕组物理模型

通过控制i M 、 i T 大小也就是电流矢量i 的幅值和去向去等效的控制三相电流A i 、B i 、C i 瞬时值，从而调节电动机的磁场与转矩达到调速的目的。

2.3.2矢量变换规律

如上所示，通过坐标系的变换，可以得到交流三相绕组的等效绕组，现在的问题是如何求出A i 、

B i 、

C i 与和i M 、i T 之间的准确等效关系，也就是按等效原则进行坐标变换，而且要求这些变换都必须是可逆的。坐标变换电路通常有三类:即三相/两相变换，直角坐标/极坐标变换和同步旋转坐标/静止两相左标变换。

2.3.2.1三相/两相变换((3/2变换)

A, B, C 三相坐标是以电动机定子三相绕组轴线为轴的静止平面坐标系，现设置一个~αβ两相坐标系中的交流分量。为了保证三相电动机变换成两相电动机后所产生的磁势不变，需要考虑这两种坐标变换的折算因子2/3，根据图2.2,

β

B

α

A

C

图2.5三相/两相坐标变换

以电流的变换为何可以得出如式(2.3)的变换矩阵表达式。

??????βαi i =3

2(

)

(

)

(

)

(

)

??

?

?

???

?-----00

00120sin 120cos 120sin 120cos 0sin 0cos ????

?

?????C B A i i i

=???

?????????????

???

???--

-C B A i i i 232132210132 （2.3） 应用坐标变换方法可求得式((2.3)的逆变换，即两相/三相坐标变换表达式。

??????????C B A i i i =??

?

???????????

?

?????????

---βαi i 23230

2

1

211 （2.4） 对于三相星型不带零线的接法，有C i =A i ~B i 则上面两式简化为;

??

????βαi i =???????????

?????B A i i 320311

（2.5） ??????B A i i =????

??????-

3202

11??

?

???βαi i （2.6） 三相/两相变换符号为，

i

i α i i β

i C

2.3.2.2静止坐标与旋转坐标变换(VR 变换)

两相的α～β静止直角坐标系和同步旋转直角坐标系轴系之间的变换属于同步旋转变换，如图2.6所示α～β是一个静止的直角坐标系，而M-T 则是一

α 图2.6

个同步角速度ω旋转的直角坐标系。设M 轴与α轴之间的夹角为w ，则α～β坐标系上的分量和坐标系上的分量之间的变换关系如下;

??????T M i i =??

????--????

cos sin sin cos ??

?

???βαi i （2.7） ??????βαi i =??

????-????cos sin sin cos ??

?

???T M i i （2.8） 式中?为α轴的夹角，

?=?dt 1ω （2.9） 同步旋转变换符号为：

αi

M i βi T i

注意:对于异步电动机在两相静止坐标系中的分量αi 、βi 是随时间变化的交流量，而经过同步旋转变化到M-T 坐标系后得到的分量M i 和T i 则是直流量。

2.3.2.3直角坐标与极坐标变换(K/P 变换)

在矢量变换控制系统中，有时需要将直角坐标变换成极坐标，用参量的幅值及相位来表示矢量。例如由αi 和βi 几求出1I 和θ就属于K/P 变换。众所周知，直角坐标与极坐标的变换关系为：

2

21βαi i I += ( 2.10 ) α

βθi i tg 1

-=

( 2.11 )

由于θ取不同值时，θtg 的变换的变化范围是0～∞，这个变化幅度太大，在实际电路中难以实现，因此在实际电路中，电流的相位角θ通常采用其正弦值和余弦值来表示

1

cos i i α

θ=

( 2.12 ) 1

sin i i βθ=

( 2.13 )

直角/极坐标变换符号为：

αi 1I βi θ

2.3.3矢量变换下异步电动机的数学模型

2.3.3.1原型电机的电压方程

异步电动机的数学模型是一个高阶、非线性、强藕合的多变量系统。因此常作以下假设:忽略空间谐波;忽略磁路饱和，各绕组的自感和互感是恒定的;忽略铁芯损耗;不考虑频率和温度变化对电阻的影响。

在上述假设下，通过坐标变换的方法，就可以建立交流电动机的电路数学模型。

依据电机的双轴理论，定子有两个集中绕组，DD 为直轴绕组;QQ 为交轴绕组。转子上有分布绕组，dd 为直流绕组;qq 为交轴绕组。这四个绕组上分别加上电源电压U D 众U Q 、U d 、U q ，则原型电机的电压方程为:

??????????????q d Q D u u u u =??

?

???

?

?

???

?

??+--+++qq q dd

Qq

Dd qq dd

d Qq

Dd Qq QQ

Q Dd DD D PL R L PL L L PL R L PL PL PL R PL PL R ωωωω000

0?????

?

?

???????q d Q D i i i i (2.14) 2.3.3.2坐标变换后的异步电动机数学模型

由上可知，等效到α、β坐标系上的异步电动机和原型电机结构完全一致，因此原型电机的电压方程也适用于两相异步电动机。两种电机的参数有如下对应关系:

D R =Q R =1r d R =q R =/2r

DD L =Q Q L =1L Dd L =Qq L =M L dd L =qq L =/2L

其中1r , 1L 为定子绕组电阻和电感: r2/、L2/为转子绕组电阻和电感的折和值;M L 为互感。由于转子绕组是短路的，所以“2αu 、2βu 均为零。这样，对照原型电机的电压矩阵方程式(2.12)即可得到异步电动机变换到α、β轴的电压方程式(2. 16)

??????????????0011βαu u =?

?

??????????+--+++/2/2/2

/

2/2/21

11

1000

0PL r L PL L L PL r L PL PL PL r PL PL r M

M

M M M M ωωωω?????

?

????????2211βαβαi i i i (2.16) 接着可得到异步电动机变换到M-T 轴上的电压方程式(2. 17).

????????????0011T M u u =?

?

?

??

???????+-+-+--+/2/2/2

33/

23/2

/2301

11001011PL r L PL L L PL r L PL PL L PL r L L PL L PL r M

M

M M M M

M M

ωωωωωωωω????

?

???????T M T M i i i i 211 (2.17) 为了进一步简化方程式(2. 15)，可选择M 轴与电机转子磁链2ψ的方向重合，T 轴逆时针转900，

与2ψ垂直。通过这种设定，就得到转子磁通定向的异步电动机电压方程式（2.18），也就是矢量控制所依据的异步电动机数学模型。

????????????0011T M u u =??

?????

?????++--+/2/2

33/2

/201

1100101

10

00r L L PL r PL PL L PL r L L PL L PL r M

M M M

M M

ωωωωωω????

?

???????T M T M i i i i 211 (2.18) 2.4矢量变换控制方程

在矢量控制中，被控制的物理量是定子电流，因此必须从数学模型中找到定子电流各分量与其它物理量的关系。

由式(2.18)矩阵的第三行得

0=()

2'2'21M M M i PL r i PL ++=()

2'212'2M M M M i PL i PL i r ++ (2.19) 上式括号部分：

2'21M M M i PL i PL +=P 2

M ? (2.20)

所以有 0=2'2M i r + P 2M ?

2M i =- P 2M ?/'2r (2.21) 将式(2.21)代入式(2.20)的方程中，可解得1M i 、，即

2M ?=2'21M M M i L i L +='

2

2

'2

1r P L i L M M M ?- (2.22) 1

M i =

()

M

M L r PL 2'2'

2

/1?+=221M M L P

T ?+ (2.23)

式中，22'2'22//r L r L T ==为转子回路时间常数。而

22??=M (2.24)

∴2211?M

M L P

T i +=

(2.25) 再从式(2.18)第四行得

2'22'23130T M M M i r i L i L ++=ωω =()

2'22'213T M M M i r i L i L ++ω

=2'223T i r +?ω (2.26) ∴ '2

2

32r

i T ?ω-

= (2.27)

又因为02'21=+T T M i L i L ，则将式(2.27)代入得

2231'22

?ω?

M

T M T L T i L L i =-= (2.28)

由此可得式(2.25)和式(2.28)为矢量变换控制所用得方程式， 并画出矢量变换的控制结构如图2.7所示:

i

i 1

θ/

I

图2.7矢量变换控制的结构图

第三章 桥式起重机变频控制系统的硬件设计

3.1总体设计方法

控制系统由PLC 控制，四大机构调速均采用变频调速。桥式起重机变频调速系统主要由上位机(工业触摸屏系统)、下位机(PLC 控制系统)、变频调速系统组成。系统结构图如图1

图3.1 控制系统结构图

下面分别对各主要机构调速控制进行说明。

1、起升机构

起升机构属位能负载机构。主起升和副起升两台电机各使用一个变频器。变频器的选择，应以选择变频器的额定电流为基准，一般以电动机的额定电流，负载率，变频器运行的效率为依据。

控制方式选用带PG的矢量控制方式。PLC接受电机的旋转编码器经数模转换卡送达的反馈信号，避免吊钩的下滑。

2、运行机构

大车运行机构中两台电机用一个变频器;考虑到运行机构的工作频率较少，为节省成本，在调速中运行机构共用一台变频器。变频器的选择，一般以电动机的额定功率作为选择的依据。通常选额定功率大一级的变频器。

控制方式选用无PG v/f的变频控制方式。

3.2 PLC 技术简介

3.2.1 PLC 概述

可编程程序控制器(Programmable Controler)，也称为PLC(programmable Logic controler)，即是可编程逻辑控制器。其采用计算机结构，主要包括CPU,存储器、输入、输出接口及模块、通讯接口及模块、编程器和电源六个部分。如图4.1所示，PLC 内部采用总线结构，进行数据和指令的传输。外部的各种开关信号、模拟信号、传感器检测的各种信号均作为PLC 的输入变量，他们经PLC 外部输入端子输入到内部寄存器，经PLC 内部逻辑运算或其他各种运算处理后送到输出端子，作为PLC 的输出变量，对现场设备进行各种控制。

主机

图3.2 可编程控制器基本结构示意图 3.2.2 Siemens S7-200结构及工作原理

(1)S7-200系列PLC 介绍

S7-200系列PLC 功能强、速度快、具有模块化、具有极高的可靠性、极丰富的指令集、实时特性、良好的通信能力等。

它的强大功能使其无论是在独立运行中，或相连成网络都能实现复杂控制功能。可以根据对象的不同，选用不同的型号和不同数量的模块。并可以将这些模块安装在同一机架上。 (2) Siemens S7-200主要功能模块介绍 1. CPU 模块

S7-200的CPU模块包括一个中央处理单元、电源以及数字I/0点，这些都被集成在一个紧凑、独立的设备中。CPU负责执行程序，输入部分从现场设备中采集信号，输出部分则输出控制信号，驱动外部负载。从CPU模块的功能来看，CPU模块为CPU222。这里介绍CPU222。

CPU222它有8输入/6输出，I/0共计14点。和CPU 221相比，它可以进行一定的模拟量控制和2个模块的扩展，因此是应用更广泛的全功能控制器。

2.I/0扩展模块

当CPU的I/O点数不够用或需要进行特殊功能的控制时，就要进行I/0扩展，I/O扩展包括I/0点数的扩展和功能模块的扩展。典型的数字量I/0扩展模块有:输入扩展模块EM221有两种:8种DC, 8点AC输入;输出扩展模块EM222有三种:8点DC晶体管输出，8点AC输出、8点继电器输出。输入/输出混合扩展模块EM2323有六种:分别为4点((8点、16点)DC输入/4点(8点、16点)DC输出、4点(8点、16点)DC输入/4点(8点、16点)继电器输出。

3.功能扩展模块

当需要完成某些特殊功能的控制任务时，CPU主机可以扩展特殊功能模块.如要求进行PROFIBUS-DP现场总线连接时，就需要EM277 PROFIBUS-DP模块，在这里主要介绍模拟量输出模块EM232。

EM232模块提供了有2输出模拟量通道，具有12位的分辨率，且具有多输入，输出信号范围。其内部集成了D/A转换器、放大器等多种功能的电路，可用于复杂的控制场合。它能够不用外部放大器而与传感器直接相连，可根据输出模拟量的大小，通过其外置的D工P开关选择不同的档位及分辨率，且模拟量的输出可作为测量传感器的恒流源使用。

Siemens S7-200 PLC的工作原理：

各种PLC具体工作原理大同小异都采用扫描工作方式。Siemens S7 - 200PLC的工作过程:PLC 上电后，首先进行初始化，然后进入循环工作过程。一次循环过程可归纳为公共处理、程序执行、扫描周期计算处理、I/0刷新和外设端口服务五个工作阶段，一次循环所用的时间称为一个工作周期(或扫描周期)，其长短与用户程序的长短以及PLC机本身性能有关，其数据级ms级，典型值为几十ms。

3.3部件的选择

3.3.1电机的选用

一、变频调速对电机的要求

采用变频调速时，由于变频器输出波形中高次谐波的影响以及电机转速范围的扩大产生了一些与在工频电源下传动时不同的特征。主要反映在功率因数、效率、输出力矩、电机温升、噪音及振动等方面。随着高开关频率的工GBT等电力电子器件的使用、PWM调制、矢量控制、增强型V/f控制方

基于PLC的液位控制系统设计论文

题目：基于PLC的液位控制系统设计姓名： 学号： 系别： 专业： 年级班级： 指导教师： 2013年5月18日

毕业论文（设计）作者声明 本人郑重声明：所呈交的毕业论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 本人完全了解有关保障、使用毕业论文的规定，同意学校保留并向有关毕业论文管理机构送交论文的复印件和电子版。同意省级优秀毕业论文评选机构将本毕业论文通过影印、缩印、扫描等方式进行保存、摘编或汇编；同意本论文被编入有关数据库进行检索和查阅。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 本毕业论文内容不涉及国家机密。 论文题目： 作者单位： 作者签名： 年月日

目录 摘要............................................................................................................. 1残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。引言............................................................................................................. 1酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 1.研究现状分析 ................................................................................... 2彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 1.1题研究背景、意义和目的 ...................................................... 2謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。 1.2液位控制系统的发展状况 ...................................................... 3厦礴恳蹒骈時盡继價骚。 1.3课题研究的主要内容................................................................ 4茕桢广鳓鯡选块网羈泪。 2.控制方案设计 ................................................................................... 4鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。 2.1系统设计 ...................................................................................... 4籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。 2.2单容水箱对象特性 .................................................................... 6預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。 3.硬件配置 .............................................................................................. 8渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。 3.1控制单元 ...................................................................................... 8铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。 3.2检测单元 ...................................................................................... 9擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。 3.3执行单元 ...................................................................................... 9贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。 4.软件设计 .............................................................................................. 9坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。 4.1STEP 7-Micro/WIN编程软件简介 ........................................ 9蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。 4.2参数设定及I/O分配 .............................................................. 10買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。 5.程序编程和系统仿真.................................................................. 12綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。 5.1程序设计 .................................................................................... 12驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。 5.2程序仿真和分析....................................................................... 13猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。 6.结论....................................................................................................... 16锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。参考文献................................................................................................ 17構氽頑黉碩饨荠龈话骛。附录........................................................................................................... 19輒峄陽檉簖疖網儂號泶。致谢........................................................................................................... 22尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。

基于PLC系统的中央空调控制系统毕业设计论文

哈尔滨理工大学毕业设计 题目：基于PLC的中央空调控制系统设计院、系：自动化学院自动化系 姓名： 指导教师： 系主任： 2012年06月25 日

哈尔滨理工大学毕业设计(论文)任务书 学生姓名：学号： 学院：自动化学院专业：自动化 任务起止时间：2012 年 2 月27 日至2012 年 6 月25 日 毕业设计(论文)题目： 基于PLC的中央空调控制系统设计 毕业设计工作内容： 1．第1～2周，查阅相关资料并翻译外文资料； 2．第3～4周，了解课题目前在国内外的研究现状、发展趋势，确定中央空调所要实现的功能和了解整个系统的结构框架； 3．第5～8周，进一步了解中央空调的所要实现的具体功能，确定系统中所要用到的原器件，并进行最初的硬件电路的设计，为软件编程做准备； 4．第9～11周，学习PLC程序的设计与开发，确定最终的硬件电路的设计； 5．第12～13周，编写PLC程序，并和硬件一起进行程序调试，来检查程序的可行性； 6．第14～15周，修改必要的程序部分来完善系统，并书写论文的初稿；7．第16～17周，修改并完成书面论文，准备答辩。 资料： 1.王卫兵，高俊山. 可编程控制器原理及应用.第二版.机械工业出版社，2005 2.任光.可编程序控制器(PC)应用技术与实例.华南理工大学出版社，2001 3.汤蕴缪，史乃. 电机学.机械工业出版社，1999 4.康贤永，万大福. 可编程控制器及其应用. 重庆大学出版社，1998 5.梅晓榕，柏桂珍. 自动控制元件及线路. 科学出版社，2005 6.刘金琨. 先进PID控制Matlab仿真(第二版). 电子工业出版社，2004 指导教师意见： 签名： 年月日系主任意见： 签名： 年月日 教务处制表

PLC论文 控制系统设计

基于PLC的霓虹灯控制系统设计 目录 第一章绪论 (1) 第二章霓虹灯变压器 (2) 2、1霓虹灯的工作原理 (2) 2、2霓虹灯的结构与部件 (2) 第三章可编程序控制器简介 (3) 3、1 PLC简介 (3) 3、2 PLC的结构 (4) 3、3 PLC的工作原理 (4) 3、4控制器简介:S7-200系列PLC (5) 3、5 PLC应用特点 (5) 第四章霓虹灯控制系统设计 (6) 4、1任务分析及功能阐述 (6) 4、2 PLC接线图 (7) 4、3 I\O分配表 (8) 4、4控制流程的设计 (9) 4、5梯形图的设计 (10) 总结 (14)

第一章绪论 在现阶段,可编程控制器在工业控制领域已经起着举足轻重的作用,其方便快捷,准确等功能决定了它的主导地位,它将逐渐发展成以微处理器为核心,把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。本课题可以说就是对可编程控制器在自动控制方面的一个简单的应用。 随着改革的不断深入,社会主义市场经济的不断繁荣与发展,大中小城市都在进行亮化工程。企业为展现自己的形象与产品,一般都会采用通过霓虹灯广告屏来这种广告手法,所以当我们夜晚走在大街上,马路两旁各色各样的霓虹灯广告随处可见,一种就是采用霓虹灯管做成的各种形状与多种彩色的灯管,另一种为日光等管或白炽灯管作为光源,另配大型广告语或宣传画来达到宣传的效果,大部分就是采用霓虹灯。这就涉及到如何去控制霓虹灯的亮灭、闪烁时间及流动方向等诸多控制问题,如何去快捷、可靠、简单的去控制,成为人们考虑的重点,在这我认为PLC最适合去解决这些问题。 可编程控制器PLC英文全称Programmable Logic Controller,就是一种数字运算操作的电子系统,专为工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等方面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。作为自动控制装置的核心,它具有功能强,可靠性高等诸多优点,PLC实验装置采用的式模块化结构,主要模块有可编程序控制器、编程器模块,九种实验模块,按钮、开关输入模块与继电器输出模块,以及四层电梯模型。该装置可以完成各种指令系统以及多种控制对象的程序设计训练。因为PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。并且PLC在工业自动化控制特别就是顺序控制中的方面具有比较突出的优势,在现实中人们也就是多通过PLC去控制霓虹灯的。以上就就是我选择此题目作为本学期PLC应用系统设计的意义。 本次设计的主要任务就是利用可编程控制器对霓虹灯进行控制,采用的就是SIEMENS公司生产的S7-200系列可编程控制器,与其对应的编程软件就是STEP7-Micro/WIN。

基于plc电梯控制系统设计毕业论文_1

第1章绪论 1.1 论文的背景及意义 随着科学技术的发展、城市现代化进程的突飞猛进，电梯作为一种高效、迅捷、安全、可靠的垂直运输设备，成为了人们不可缺少的运输工具。现代高层建筑中各办公大楼、住宅、宾馆、医院、工矿企业、仓库、码头、大型货轮等都离不开它。据统计，在美国乘其他交通工具的人数每年约为80亿人次，而乘电梯的人数每年却有540亿人次之多。电梯服务中国已有100多年历史，特别在改革开放以后，我国电梯的使用数量快速增长。尤其是现阶段，随着经济日新月异的发展，人们生活水平不断提高，城市建筑不断增多，楼房也越来越高，与此相应，电梯也得到迅猛的发展。现在，电梯已完全融入我们的生产、生活中，满足人们生活、工作及学习的需要。据统计，我国在用电梯已达40多万台，每年还以约5万～6万台的速度增长[1][2]。 电梯的作用越来越显著，电梯的需求越来越大。而目前我国使用的先进的电梯系统基本上都是国外设计制造，其核心技术并不公开。国内具有自主知识产权的控制方法和技术在实际中的应用还比较少，与国外先进技术相比还有较大的差距。尽快研究和掌握先进的控制技术，对国内电梯工业的发展会有很大的促进作用。 早期的电梯自动控制系统中，信号的逻辑控制一般是由继电器—接触器电路来实现。由于继电器、接触器都是有触点的电气元件，体积庞大，弧光放电较严重，使用寿命有限；在电梯这种较复杂控制系统中可靠性不高，施工过程中接线复杂，当控制要求改变时必须改变硬件接线，使得通用性和灵活性不够，生产周期加长；另外，继电器、接触器触点数目有限，可扩展性较差；继电器—接触器控制系统依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低且机械触点还会出现抖动问题；继电器控制逻辑一般不具备计数功能；同时随着楼宇层数的增加，继电器—接触器控制系统过于庞大，给设计带来不便。基于以上多种原因，导致电梯控制系统的工艺性、运行的可靠性与安全性降低，故目前己被逐步淘汰。 目前电梯的控制普遍采用两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能。微机控制是电梯控制技术的发展方向，目前已有一些由微机控制的电梯新机型相继推出，使控制功能得到增强，性能得到改善。微机控制系统虽然在智能控制方面有较强大的功能，但也存在一定的不足之处，一方面微机控制抗干扰能力较差、

基于PLC系统的全自动洗衣机控制系统毕业设计论文

毕业设计（论文） 基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计论文 学生 指导教师 专业机电一体化 层次 班级 学号 日期

原创性声明 本人声明所呈交的毕业论文（设计）是我个人进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，已在毕业论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。 学生签名: 时间：年月日 关于论文（设计）使用授权的说明 本人完全了解《江西农业工程职业学院本、专科毕业论文（设计）工作条例（暂行规定）》对：“成绩为优秀毕业论文（设计），江西农业工程职业学院将有权选取部分论文（设计）全文汇编成集或者在网上公开发布。如因著作权发生纠纷，由学生本人负责”完全认可，并同意江西农业工程职业学院可以以不同方式在不同媒体上发表、传播毕业论文（设计）的全部或部分内容。江西农业工程职业有权保留送交论文（设计）的复印件和磁盘，允许论文（设计）被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文（设计）。 [保密的毕业论文（设计）在解密后应遵守此协议] 学生签名: 时间：年月日 密级：

摘要 本文介绍了利用三菱FX2N系列PLC对全自动洗衣机控制系统总体控制,阐述了控制方案。实现全自动洗衣机控制系统总体控制有多种，可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。近年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新。本文采用日本三菱公司生产的FX2N-48MR型PLC 作为核心控制器进行全自动洗衣机控制系统的设计，并且设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。同时根据全自动洗衣机控制系统总体控制要求和特点,确定PLC 的输入输出分配,并进行现场调试 关键字：PLC 全自动洗衣机控制系统 PLC程序设计

PLC论文控制系统设计

P L C论文控制系统设计 The pony was revised in January 2021

基于P L C的霓虹灯控制系统设计 目录 第一章绪 论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1 第二章霓虹灯变压器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2 2.1霓虹灯的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2 2.2霓虹灯的结构与部件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2 第三章可编程序控制器简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3

3.1 PLC简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3 3.2 PLC的结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4 3.3 PLC的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4 3.4控制器简介：S7-200系列PLC．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 3.5 PLC应用特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 5 第四章霓虹灯控制系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 6

自动化毕业论文(四层电梯的PLC控制系统设计与实现)概要

摘要 随着科学技术的发展，近年来我国的电梯生产技术得到了迅速发展，一些电梯厂也在不断改进设计、修改工艺。更新换代生产更新型的电梯，电梯主要分为机械系统与控制系统两大部份，随着自动控制理论与微电子技术的发展，电梯的拖动方式与控制手段均发生了很大的变化，交流调速是当前电梯拖动的主要发展方向。目前电梯控制系统主要有三种控制方式：继电路控制系统(早期安装的电梯多位继电器控制系统)、PLC控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点，目前已逐渐被淘汰。微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。而PLC控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点，倍受人们重视等优点，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式，目前也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造。 关键词PLC；电梯；控制系统；设计 I

Abstract Along with science's and technology's development, the recent years, our country's elevator production technology obtained the rapidly expand. Some elevator factory unceasingly is also improving the design, the revision craft. The renewal production renewal's elevator, the elevator mainly divides into the mechanical system and the control system two major parts, along with the automatic control theory and microelectronic technology's development, elevator's dragging way and the control method has had the very big change, the exchange velocity modulation is the current elevator dragging main development direction. At present the lift control system mainly has three control modes: Following electric circuit control system (“early installment elevator many black-white control system), PLC control system, microcomputer control system. Because the black-white control system the failure rate is high, the reliability is bad, control mode not nimble as well as consumed power big and so on shortcomings, at present has been eliminated gradually. Key words PLC, elevator, control system, design II

基于PLC系统电梯控制系统毕业设计论文

本科学生毕业设计（论文） 毕业论文 课题名称：基于PLC的四层电梯控制 班级：07自动化2 学号：08 姓名： 指导教师： 信息工程系

论文摘要 本文介绍一种电梯PLC控制系统。电梯是垂直方向的运输设备，是高层建筑中不可缺少的交通运输设备。它靠电力，拖动一个可以载人或物的轿厢，在建筑的井道内导轨上做垂直升降运动，在人们生活中起着举足轻重的作用。而控制电梯运行的PLC系统也要求越来越高，要求达到电梯运行的“稳、准、快”的运行目的。该系统主要由PLC、逻辑控制电路组成。其中包括交流异步电动机、继电器、接触器、行程开关、按钮、发光指示器和变频器组成为一体的控制系统。本机控制单元采用以三菱公司的可编程控制器PLC对机器进行全过程控制。 整个系统通过PLC、逻辑控制电路对电梯的升降；加、减速；平层；起动、制动控制。其结构简单、运行效率高、平层精度高、易于理解与掌握。

目录 论文摘要 (1) 第四章电梯的电气控制系统 (5) 4.1概述 (5) 4.2电梯电气控制系统中的主要电器部件 (5) 4.3电梯自动控制系统中的各主要控制环节及结构原理 (6) 4.3.1 各类电梯安全可靠运行的充分与必要条件 (6) 4.3.2 电梯自动开关门的控制环节 (6) 4.3.3 电梯的方向控制环节 (7) 4.3.4 发生制动减速信号的控制环节 (9) 4.3.5 主驱动控制环节 (10) 4.3.6 电梯的安全保护环节 (10) 4.4电梯的内外召唤指令的登记与消除 (12) 4.4.1 召唤指令信号登记记忆线路的原理说明 (13) 4.4.2 轿内信号的登记、记忆与消除 (14) 4.4.3 层外召唤信号的登记记忆与消除 (15) 4.5电梯的信号指示系统 (16) 4.5.1 数码显示的层楼指示灯 (16) 4.5.2 运行方向灯、轿内指令及厅外召唤信号灯 (16) 4.5.3 超载信号指示灯及音响 (17) 4.6电梯的消防控制系统 (18) 4.6.1 电梯控制系统中适应消防控制的几个基本要求 (18) 4.6.2 消防控制系统的类型及工作原理 (19) 4.7交流信号控制电梯线路原理说明 (20) 4.7.1 概况 (20) 4.7.2 电梯投入使用和撤出使用 (20) 4.7.3 自动开关门 (20) 4.7.4 电梯的启动，加速和满速运行，制动减速，停车和开门 (21) 4.7.5 指令信号登记，记忆和消除 (22) 4.7.6 电梯的安全保护 (22) 第五章结论 (23) 参考文献 (55) 附录一I/O分配表 (56) 附录二交流双速电梯线路图元件代号说明 (57)

基于PLC机械手控制系统设计毕业设计论文

` -- 毕业设计题目:机械手控制系统设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

PLC论文控制系统设计

P L C论文控制系统设计集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]

基于P L C的霓虹灯控制系统设计 目录 第一章绪 论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1 第二章霓虹灯变压器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2 霓虹灯的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2 霓虹灯的结构与部件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2 第三章可编程序控制器简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3

PLC简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3 PLC的结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4 PLC的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4 控制器简介：S7-200系列PLC．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 PLC应用特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 5 第四章霓虹灯控制系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 6

基于PLC的污水处理控制系统设计毕业设计(论文)

毕业设计（论文） 题目基于PLC的污水处理控制系统设计

武汉理工大学本科生毕业设计(论文)任务书 设计(论文)题目: 基于PLC的污水处理控制系统设计 设计（论文）主要内容： 1.查阅与本课题相关的国内外文献，掌握相关技术的发展动态。 2.熟悉PLC原理及其应用、传感检测技术。 3.掌握PLC编程方法、系统硬件集成技术。 4.熟悉AutoCAD绘图技术。 要求完成的主要任务: 1.按照时间安排及时完成外文翻译工作，英文文献不少于20000字符。 2.对城市污水处理做详细的需求分析，掌握污水处理工艺，提出污水处理系统的总体 方案。 3.设计污水处理系统的输入检测环节，进行PLC设备选型及其扩展。 4.设计控制系统操作与显示接口。 5.根据污水处理工艺过程，完成控制系统控制流程设计，并利用PLC编程软件实现， 要求手动与自动控制。 6.完成污水处理系统的电气硬件电路的绘制，图纸规范，并不少于三张。 7.根据武汉理工大学毕业设计工作管理办法，完成论文的撰写工作，制作演示PPT， 做好答辩准备工作。 必读参考资料： 1.程玉华.西门子S7-200工程应用实例分析.北京：电子工业出版社.2008(01) 2.张运刚,宋小春,郭武强.从入门到精通-西门子S7-200PLC技术与应用.北京：人民邮 电出版社.2007(06) 指导教师签名杨胤铎系主任签名 院长签名(章) 武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告

目录 摘要.................................................................................................................................................. I Abstract......................................................................................................................................... II 绪论. (1) 1 系统总体方案设计 (3) 1.1 系统主要组成部分 (3) 1.2 系统工作原理 (4) 2 系统硬件设计 (5) 2.1 PLC的I/O配置 (5) 2.1.1 数字量输入输出部分 (6) 2.1.2 模拟量输入输出部分 (7) 2.2 设备和器件的选型 (7) 2.3 硬件电路 (10) 2.3.1 主电路 (11) 2.3.2 PLC及扩展 (11) 2.3.3 PLC输入回路 (12) 2.3.4 PLC输出回路 (12) 3 系统软件设计 (13) 3.1 系统控制信号 (14) 3.1.1 输入信号 (14) 3.1.2 输出信号 (15) 3.2 系统总体控制 (15) 3.3 系统手动控制 (15) 3.4 系统自动控制 (16) 3.4.1 粗格栅系统 (17) 3.4.2 细格栅系统 (18) 3.4.3 潜水泵系统 (19) 3.4.4 曝气系统 (20)

基于PLC自动门控制系统的设计论文

电气自动化 基于PLC自动门控制系统的设计 （正文） 摘要 本文是关于自动门控制系统的设计，自动门系统主要由可编程控制器（PLC）、感应器件、驱动装置和传动装置组成。主要工作原理是感应器件将检测到的人体或物体信号传送到PLC，PLC再综合收到的自动门状态信号作出判断，而后发出控制信号，使驱动装置运行，在通过传动装置带动门的动作。 随着电子技术的发展，PLC不断的更新，PLC控制已成为自动控制中最常见的方式之一。自动门就是自动控制应用的以典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中用越来越广泛。PLC控制具有较高的可靠性、稳定性、维修方便等优点。 本文分四个部分来介绍其软、硬件结构、工作原理等，具体如下：第二章介绍自动门的设计要求 第三章介绍自动门的硬件设计，PLC选型，驱动装置选型，感应器件的选型， 第四章介绍了系统软件设计，PLC梯形图设计，软件设计 第五章介绍程序调试，硬件接线 关键词：自动门、PLC、感应器件、驱动装置

电气自动化 目录 摘要--------------------------------------7 1 前言------------------------------------11 2 国内外自动门的发展----------------------13 2.1国内外自动门的发展现状-------------13 2.2本课题研究的内容-------------------15

电气自动化 2.3本课题研究的目的和意义-------------16 3自动门控制系统总体方案设计--------------17 3.1自动门的功能需求分析--------------17 3.1自动门 的控制要求------------------18 3.3自动门控制系统构成----------------19 3.3.1 PLC 概述------------------19 3.3.2 具体构成------------------24 3.4自动门的机械传机构设计------------25 4 自动门控制系统的硬件设计----------------26 4.1 PLC 的选型----------------------26 4.2 驱动装置的选型------------------30 4.3 感应器件的选型------------------31 4.4 直流电动机的选型----------------32 4.4.1直流电动机的调速------------32 4.4.2直流电动机的优势-----------36 4.5 传动装置------------------------37 4.6 限 位开关------------------------37 4.7自动门控制系统I/O地址分配表-----37 4.8 自动门控制系统的原理图----------38 4.8.1 主电路原理图---------------38 4.8.2 PLC外围接线图-------------39 5自动门控制系统的软件设计-----------------40

基于PLC污水处理控制系统设计论文

本科毕业设计论文 基于PLC的工业污水处理控制系统的设计 姓名：*****

基于PLC的工业污水处理控制系统的设计 摘要 目前，我国大多数污水处理控制系统自动化水平不高、安全性低、管理不当，效率普遍低于世界标准。污水处理系统中的曝气过程控制、数据通讯和监控管理是急需解决的主要问题。中国污水处理自控系统相对落后，污水处理成本居高不下，污水厂排放的处理过的污水的水质不稳定，所以如何建立有效的自控系统，优化运行效果，减少运行费用，具有重要意义。 本文介绍了工厂污水处理的基本工艺和流程，并通过研究设计一套基于PLC 控制的污水处理系统。文章首先介绍了基于PLC污水处理控制系统的工艺及相关流程，控制系统硬件结构及设计、工作原理以及设计PLC控制系统的基本原则和步骤，来说明PLC在污水处理过程中的应用。先根据污水处理要求设计了设备的电器控制与自动控制线路，主要包括设备的启停、状态信号故障信号、和信号采集等，最后按照工艺要求设计PLC控制系统，其中包括PLC的选型、系统资源配置以及按照污水处理工艺编制PLC程序。 关键词：污水处理，PLC，工艺流程

目录 1 绪论 (1) 1.1工业污水处理的国内外现状 (1) 1.2课题的背景 (2) 1.3研究目的和意义 (3) 1.4课题主要设计的内容 (3) 2 工业污水处理控制系统总体介绍 (4) 2.1工业污水处理基本概念 (4) 2.2 常用的工业污水处理工艺 (4) 2.3工业污水处理系统控制形式 (7) 2.4 工业污水处理系统的功能要求 (8) 3 硬件系统配置 (10) 3.1主要组成部分 (10) 3.2电气控制系统................................ 错误！未定义书签。 3.3工业污水处理系统的工作原理 ........................................ 错误！未定义书签。 3.4 PLC选型 (14) 3.5 PLC的I/O资源配置 (14) 3.6其他资源配置 (17) 4 软件系统设计 (23) 4.1总体流程设计 (23) 4.2曝气过程控制的任务 (31) 4.3氯气投加环节 (32) 4.4絮凝剂投加环 (33) 4.5 PID控制 (33) 4.6 PLC和变频器通讯 (34) 5 调试和运行结果 (35) 5.1硬件系统的调试 (35) 5.2软件系统的调试 (35) 5.3运行结果 (36)