PID可编程序控制仪

PID可编程序控制仪（精选12篇）

PID可编程序控制仪 第1篇

关键词：PID可编程序控制仪,恒压供水,参数设置

0 引言

一般规定城市管网的水压只保证6层以下楼房的用水,其余上部各层均须提升水压才能满足用水要求。以前大多采用传统的水塔、高位水箱或气压罐式增压设备,但它们都必须由水泵以高出实际用水高度的压力来提升水量,其结果增大了水泵的轴功率和能量损耗,而且建造水塔需要花费财力,水塔还会造成水的二次污染。自从通用变频器问世以来,变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点,使国内供水行业的技术装备水平从20世纪90年代初开始经历了一次飞跃。恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速,依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求,是当今最先进、合理的节能型供水系统,在实际应用中得到了很大的发展。

该系统采用的PID可编程序控制仪具有实测值显示、给定值设置、模拟量输入、PID运算、PID控制输出、报警输出、通信输出等功能,控制精度达0.2%FS(满量程),是一种价廉物美的智能控制仪。

1 恒压供水系统的构成及原理

基于PID可编程序控制仪的恒压供水系统主要由水泵、变频器、PID可编程序控制仪、压力传感器等构成一个闭环控制系统。系统结构示意图如图1所示。

户用水管网上的压力传感器对用户的用水水压进行数据采样,并将压力信号转换为电流信号(4~20 m A),传送给可编程序控制仪,与可编程序控制仪设定的给水压力值(如400 k Pa)进行比较,并利用可编程序控制仪内置的PID功能进行运算,将运算结果转换为电信号输出,作为变频器的输入信号,控制变频器的输出频率,实现控制水泵转速,从而使给水管水压稳定在设定的压力值上[1,2,3]。

恒压供水系统除了具有自动调节输出水压的自动工作模式外,还具有手动工作模式,在系统调试或可编程序控制仪故障时,人工调节变频器的输出频率。同时供水系统还具有过压报警、蓄水池缺水等报警功能。

2 PID系统参数设置

PID可编程序控制仪的PID参数在仪表的“一级参数设定”中完成,主要包括“速率参数P”、“保持参数I”、“滞后时间D”、“运算周期T0”等。其功能与设定范围如表1所示。

2.1 自动设定

控制仪具有自动演算的功能。在仪表测量状态下,进入一级参数设定,设定AUT=1,确认后按住SET键5 s退至测量状态下,仪表开始自动演算。自动演算时,仪表自动演算指示灯A/M将闪烁,指示正在进行自动演算。

自动演算时,如遇断电或复位,仪表将以自动演算前的设定值为准进行控制。当自动演算指示灯熄灭,则表示自动演算完毕。仪表将自动演算结果写入EEPROM永久保存。自动演算完毕后,可根据现场实际情况手动修改自动演算后的参数设定值。

2.2 手动设定

PID值可以在用示波器监视响应波形的同时进行调整。图2为理想PID控制波形与实际波形的对比图(PV即实际测量值,SV为给定值),根据两者的差别进行适当的调整,尽量使实际波形符合理想波形。

如有图a)的情况,增加I的设定值;如有图b)的情况,减少I的设定值;如有图c)的情况,减少P的设定值;如有图d)的情况,减少D的设定值。

3 结语

由于可编程序控制仪集模拟量输入、PID运算、模拟量输出、报警输出等功能于一体,在系统控制要求不复杂的情况下,采用可编程序控制仪作为恒压供水系统的控制核心,比传统的PLC控制系统省去了对存贮容量的要求和对PID算法的编程,而且PID参数的在线调试非常容易,这不仅大大降低了系统的硬件成本,而且使系统的调试非常简单、方便。

该系统一般运用于小型区域的恒压供水,既可用于生产、生活用水,亦可用于热水供应,恒压喷淋等系统。如:可广泛用于工业企业、生活、生产供水系统及企业自备并改造工程,生活小区及消防供水系统;可用于污水泵站、污水处理及污水提升系统;可用于农业排灌、园林喷淋、水景和音乐喷泉系统;可用于宾馆、大型公共建筑供水及消防系统。

该系统在常州市某自来水增压站投入使用至今,运行稳定、可靠,节能效果显著。

参考文献

[1]韩焱青.PLC控制变频调速恒压供水系统[J].武汉化工学院学报,2000(4).

[2]石秋洁.变频器应用基础[M].北京:机械工业出版社,2007.

实用可编程序控制器的典型电气控制 第2篇

王青龙

摘 要 可编程控制器在现代 工业生产中发挥着及其重要的作用：它和CAD.机器人技术一起，已成为现代工业的三大支柱。可编程控制器是20世纪60年代末，随着计算机技术的发展而兴起的工业通用控制器。它通过传统的继电器控制手段，满足现代企业寻求高生产.低成本和强灵活性的迫切需求。可编程控制器借助于工程技术人员非常熟悉的继电器梯形图设计方法，以满足不同设备多变的控制要求，从而使所设计飞控制系统具有通用化.标准化和柔性化以及高可靠性等特点，可缩短控制系统的设计.安装和调试以及升级更新周期，降低生产成本。自20世纪60年代末美国首先研制成功可编程控制器后，其应用范围迅速拓广。可编程控制器由于其在控制方面的意义日趋明显，并在发电、化工、等行业工艺设备的电气控制方面得到了广泛的应用。它具有功能强大、使用可靠、维修简单等许多优点，并且在很多地方已逐步取代了继电器电路的逻辑控制。与此同时,智能化中央空调也正被广泛地应用,在将其俩双双结合的情况下,不仅促进了的,也提高了人民生活水平。

关键词 PLC 控制系统 智能化 编程 控制器 1.1 引言

随着我国的不断发展，高度信息化，新的高科技技术不断应用到各个方面中，使得智能化已成为一种发展的必然趋势。智能化也往往是从设备自动化系统开始。本文主要针对我们本次的毕业设计《智能化小型中央空调》阐述PLC控制设计与智能化中央空调(冷冻站)系统的关系。

1.2 系统及工艺简介

现介绍如下：我们本次的设计中有两套中央空调系统，由三台冷却水泵、三台冷冻水泵、一台冷却塔风机、两台冷水机组等主要设备组成两套制冷

系统（因系统小，冷却塔功率大，实验室要求等，本系统较一般两套制冷系统不同的是两台冷水机组却只选择一个冷却塔，经核定，这并不其效果）其中冷水机组是由设备生产厂成套供应的。根据本次设计的实验室要求，我们选择了2*5匹全封闭式压缩机冷水机组。它一般是根据空气调节原理及等由微处理器自动控制。冷水机组由压缩机、冷凝器与蒸发器组成。压缩机把制冷剂压缩，压缩后的制冷机进入冷凝器，被冷却水冷却后，变成液体，析出的热量由冷却水带走，并在冷却塔里排入大气。液体制冷剂由冷凝器进入蒸发器蒸发吸收热量，使冷冻水降温，然后冷冻水进入冷风机盘管吸收空气中的热量。如此循环不已，把室内的热量带出，达到降低环境温度的目的。因此，中央空调冷冻系统的工艺控制要求为：（1）测量冷冻水供回水温度及流量，从而计算空调实际的冷负荷，根据实际的冷负荷来决定冷水机组的开启台数，达到最佳节能状态。（2）各设备的程序联动：启动：冷却塔风机——冷却水泵——冷冻水泵——冷水机组。停止：冷水机组——冷冻水泵——冷却水泵——冷却塔风机。当其中一台冷却水泵/冷冻水泵出现故障时，备用冷却水泵/冷冻水泵会自动投入工作。

（3）测量冷冻水系统供回水管的压差△P=P1－P2控制其旁通阀(TV)的开口度，使其维持压差。

（4）因我们本次设计的实验室的目的是为给同学们更形象生动的理解中央空调系统，所以设计过程中，我们还会考虑到在合适并重要的位臵处装上便于观察制冷剂或水流情况的窥视镜。

1.3 PLC原理及应用

中央空调冷冻系统的控制有3种控制方式：早期的继电器控制系统、直接数字式控制器DDC以及PLC(可编程序控制器)控制系统。继电器控制系统由于故障率高，系统复杂，功耗高等明显的缺点已逐渐被人们所淘汰，直接数字式控制器DDC虽然在智能化方面有了很大的发展。但由于DDC

其本身的抗干扰能力和分级分步式结构的局限性而限制了其应用范围。相反，PLC控制系统以其运行可靠、使用与维护均很方便，抗干扰能力强，适合新型高速结构这些显著的优点使其逐步得到广泛的应用。

可编程控制器是计算机家族中的一员。于上个世纪中后叶被发明后，在机床、各种流水线的输送机械、发电、化工、电子等行业工艺设备的电气控制方面得到了广泛的应用，早期的可编程控制器被称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）, 即简称为PLC。

PLC具有功能强大、使用可靠、维修简便等许多优点。对于传统的继电器电路来说，它难以实现复杂逻辑功能的和数字式控制，而且要实现一定规模的逻辑控制功能不仅设计繁琐，难以实现升级，并易发故障，维修复杂，现在已被大中型设备的控制系统所抛弃。而PLC正被广泛的应用并且已逐步取代了继电器电路的逻辑控制。随着技术不断的飞跃发展，PLC也不断得到完善和强大，同时它的功能也大大超过了逻辑控制的范围，如联网通信功能和自诊断功能等。因此今天这种装臵被我们称作可编程控制器，不过我们还是习惯简称这种装臵为PLC。

PLC的体系结构 2.1 PLC结构图

PLC实质上是一种被专用于工业控制的计算机，其硬件结构和微机是基本一致的。如图所示：

图2.1.1 PLC硬件的基本结构

PLC主要是模块式的，包含CPU模块、I/O模块等，PLC一端接传感器，另一端接执行器，从传感器得到的数据经PLC读、运算等处理下达给执行器，执行器动作。PLC相当于 继电器的作用，其好处是可靠性高，自动化程度高、可进行网络化等。2.2 PLC的选型及设臵

为了满足以上所介绍的空调工艺要求，整个控制系统需要可编程序控制器的输入、输出点分别是112点和32点，其中模拟量输入、输出为6点和4点。根据PLC的I/O原理使用原则，即留出一定的I/O点以做扩展

时使用，以及系统设计中实际所需的I/O点数。选用华光电子工业有限公司的SU－5/B型。主机：SU－5/B；输入模块：U－25N、U－01AD；输出模块：U－05T、U－01DA。这种机型的I/O点数为256点，有RS－422通讯端口，其编程指令有143条，并配有相应的编程软件S－62P，不仅可以通过手持编程器对其编程。而且可以通过PC机对其进行编程输入。该软件还能在PLC运行时监控其运行状况。

2.3 软件设计

制冷系统的启动/停止是用于制冷系统的手动启动/停止控制。也可以通过温度设定，依据冷负荷的需要自动开启制冷系统。每台设备均设有自动、手动、备用三种运行状态，自动用于联锁集中控制；手动用于调试或检修；备用状态用于热备用。三台水泵二工一备。其中备用泵循环轮换，提高设备的保养率。各台设备按工艺要求顺序自动启动/停止时，采用每台设备启动后经15s左右延时，再启动下一台设备。一是考虑水泵稳定运行有个过程，二是避免数台电动机同时启动，冲击变压器，影响供电质量。

为提高中央空调系统的经济性、可靠性及可维护性，需采用控制产品对中央空调系统的各个设备进行控制。早期的中央空调控制器多为就地式专用控制器和DDC控制器，它们具有控制功能简单、不易联网及信息集成度不高等缺点。随着计算机技术、控制技术和网络技术的发展，现在的中央空调系统都倾向于采用先进、实用、可靠的可编程控制器(PLC)来进行控制。PLC控制系统主要功能与特点 3.1 PLC控制系统功能说明

如空气处理机PLC控制原理简图所示：

1.当启动空气处理机时，PLC发出控制指令。首先开户回风门和新风门到设定位臵，然后启动送风机，同时通过控制变频器，从而调节风机的转速。

2.露点温度与系统设定值相比较后,用PID方式调节冷水电动阀,控制冷水流量, 使送风温度达到设定值。

3.送风机转速的快慢是由回风温度与系统设定值相比较后，用PID方式控制变频器，从而调节风机的转速，达到调节回风温度的目的。

4．当过滤网前后压差超出设定值时，PLC发出过滤堵塞报警信号。5．当空气处理机停止运行后，新风门、回风门和冷水电动阀回复到全关位臵，并关停冷水环泵。

上位机监控系统主要完成对工艺参数的检测、各机组的协调控制以及数据的处理、等任务，下位PLC主要完成数据采集、现场设备的控制及连锁等功能。除此以外，PLC系统还有如下功能：

◆ 数据显示功能

显示机组的运行参数，包括冷水出口温度、冷水入口温度、冷却水出口温度、冷却水入口温度、蒸汽压力、蒸汽阀门开度，以及溶液泵、冷剂泵等所有屏蔽泵的运行状态和各种故障报警的详细信息。

◆ 数据的存储及检索功能

对重要的数据进行在线存储，数据的存储时间最长为10年。可以通过历史报表或者历史趋势曲线的方式检索历史数据。

◆ 控制功能

根据设定的参数，并考虑经验运行数据，PLC应用反馈数据(如室内温度等)进行PID调节，以保证运行参数满足系统要求。控制系统有三种运行方式：就地手动、软手动和自动。就地手动就是通过就地手动操作设备对机组进行控制，软手动是通过PLC对机组进行手动控制，自动则是根据编好的控制程序自动控制相关设备的启、停及调节量。采用程序控制方式，杜绝冷剂污染，有效便捷地实现冷水、冷却水的变频控制。通过有效合理地开、停控制，达到启动速度快、停机时间短的目的，即能节省能耗，还能避免结晶，从而提高中央空调系统的安全性和经济性。

◆ 连锁与保护功能

各机组相关设备的启、停具有一定的连锁关系和时间顺序，该功能由PLC的连锁程序完成。同时，为保证机组的可靠运行，对相关参数采取了一定的保护措施，如冷水、冷却水与机组的连锁控制、冷却水系统与冷却塔的连锁控制等。3.2 系统特点

◆ 灵活性

本控制系统选用可利用公司的小型一体化PLC代替传统空调主机控制系统中的单片机，较大程度地提高了系统配臵及控制的灵活性，能更好地满足不同用户的不同需求。同时，明显缩短了程序开发周期。

◆ 高可靠性

PLC控制核心能够在恶劣的环境中长期可靠、无故障运行，并且易接线、易维护、隔离性好、抗腐蚀能力强，能适应较宽的温度变化范围，平均无故障时间间隔(MTBF)大于15年。

强大的功能

用PLC改造门的电气控制系统

用PLC改造老式继电器——接触式大门的电路接线，是现代普遍采用的技术。该门的控制电动机过去是正反转工作，使用的久留接触器，现在改造电路是全部采用PLC控制。

1.可靠性高，抗干扰能力强。能在恶劣的环境中可靠的工作，控制设备具有很强的抗干扰能力（如电磁干扰，电源电压波动，机械震动，温度变化等）。PLC的平均无故障间隔时间（MTBF）高，如日本三菱公司的F1，F2系列PLC平均无故障间隔时间长达30万小时。与继电器相比，采用PLC控制后，大量的开关动作有无触点的电子线路来完成，用软件程序代替了继电器的复杂连线，既方便灵活，可靠性也大大提高了。

2.控制系统构成简单，通用性强。PLC是一种存储程序控制器，其输入和输出设备与继电接触器控制系统类似，但他们可连接在PLC的I/O端。例如，对开关量的输入，可将无源触点开关接到PLC 的输入端，而PLC的输出具有很强的驱动能力，可直接驱动接触器等执行元件。由于PLC是采用软件编程来实现控制功能，对同一控制对象，当控制要求改变要改变控制系统时，不必改变PLC的硬件设备，只要改变编程软件的程序，当同一台PLC用于不同的控制对象时，也只是输入与输出的不同，应用软件不同，因此说PLC有很好的通用性。

3.编程简单，使用，维护方便。目前大多的PLC均采用与实际电路接

线图非常相近的梯形图编程（Ladder Programming）,这种编程语言形象直观，易于掌握。而且PLC具有故障检测，自诊断等功能，能及时检查出报警显示，使操作人员能迅速的检查，判断，排除故障，具有较强的在线编程能力，维修十分方便。

4.模块化，体积小，功耗低，性价比

PLC采用了半导体集成电路，外形尺寸很小，重量轻，同时功耗也很低，空载功耗大约1.2W。由于PLC的结构紧密，抗干扰能力强，很方便的将其装在机械设备内部。

PLC的编程语言遵从易学、易懂、易用的标准。除了具备传统PLC助记符和梯形图编程功能外，还具有结构化语言和顺序功能图编程功能。PLC提供各种功能模块，包括各种通讯功能选择、通讯参数设臵，以及可以具体到某年、某月、某日、某个时刻的多种定时器和超长定时器等，方便了各种功能的实现，有利于缩短开发周期和节省程序容量。◆ 优良的开放性

上位软件Focsoft3.1支持DDE、OPC、ODBC、SQL，并提供丰富的API编程接口，方便接入其它系统。4 控制 4.1

对于冷冻水系统，其出水温度取决于蒸发器的设定值，而回水温度取决于蒸发器接收的热量，中央空调冷冻水出水温度与冷冻水的回水温度设计最大温差为：5℃（比如：出水7℃，回水12℃），现采用在蒸发器出水管和回水管上装有检测其温度的变送器、PID温差调节器和变频器组成闭环控制系统，通过冷冻水温差（如：△T=5℃）控制，即可使冷冻水泵 9 的转速相应于热负载的变化而变化。

4.2

对于冷冻水系统，由于低温冷冻水的温度取决于冷却塔的工作情况，我们只需控制高温冷冻水（冷凝器出水）的温度，即可控制温差。现采用温差变送器、PID 调节器和变频器组成闭环控制系统，冷凝器出水的温度控制在 T2（如： 37℃），使冷却水泵的转速相应于热负载的变化而变化。4.3

在管道中取压力信号采样和温差变送器，通过PID调节器进行优化，通过PLC控制变频器，以此控制3台水泵电机的运行，系统启动开始工作，当第1台电机运行至工频状态时，如管网压力不够，变频器控制第2台电机开始工作，若工作到工频状态时管网管压仍不够时，变频器自动切换至第3泵使其变频运行，第1、2台电机工频运行，直至管网所需管压。当外部需求降低，管网管压提高时，第3台运行停止，变频器自动切换至第2泵，使其工作在变频状态下若还达不到要求，再切换至第1电机，如此周而复始，始终让系统工作在最优、最佳、最省的工作状态。5 系统的设计和

由于整个实验室正在逐步筹划和建设的过程中，许多设计还处于探讨之中，众多功能还未付诸实施。

现在本文就系统改造实现情况作简单介绍：本文的系统调试应分为两步，设备电气控制系统调试和中心系统调试。我们就已完成的设备电气控制系统设计、调试及使用情况作一下说明：针对实验室的要求：要求电气系统运行稳定，感温精确度高，维护方便寿命长，并能联网进行管理。除此之外在实际使用中系统的故障报警部分设计还不够完善，许多功能还未开发。本文经过对设备状况和同学们对中央空调认识的调研，本文认为可采用三菱公司的A系列PLC作为设备的控制系统核心。它不仅具备普通PLC可编程控制器的各种优点，而且能够利用以太网网络模块（B2/B5）组建MELSECNET网络，最终达到建成先进的分布式控制系统，既实现各种设备之间的联网，实现远程控制和管理。PLC 硬件电路的设计

1.PLC的I/O地址分配如表1所示。

L、N接电源（220V）、PLC 应接地，输入COM和输出COM应分开。

必须要键入程序后，图2中的PLC 才能工作。

输入

输入元件

地址 输出

输出元件

地址

停止按扭 SB1 X1 正转（开门）高速按扭SB2 X2 正转（开门）中速按扭SB3 X

3正转（开门）低速按扭SB4 X4 反转（关门）高速按扭SBX5 反转（关门）中速按扭SB6 X6

反转（关门）低速按扭SB7 X7 变速器正转启动端子STF Y0 变速器高速端子RH

Y1

变速器中速端子RM

Y2 变速器低速端子RL

Y3 KM1线圈

Y4 KM2线圈

Y5

当然系统基本达到了设计的要求，它不仅具备基本逻辑控制功能，还具有联网通信功能和管理功能等。另外相对与老的控制系统，它工作稳定、故障率低，并能进行系统自动报警，操作及维护十分简便，维修综合成本（待机时间等）大大降低。6 结束语

在智能化中央空调冷冻系统中，采用PLC控制系统是切实可行的，中央空调冷冻系统用PLC控制可以有效地保证其工作稳定、可靠，便于维护，且性能价格比高。同时以PLC为核心的高可靠的监控系统实现了对空调主机的控制及两台主机之间的协调控制，具有先进、可靠、、灵活等显著特点。

可编程序控制器在教学中的应用 第3篇

关键词：可编程序控制器 机电一体化 教学效果

可编程序控制器（简称PLC），是在机电顺序控制的基础上发展起来的以微处理器为核心的通用自动控制装置。因其具有独特的优点，所以在工业生产中得到了广泛的应用，被认为是真正的工业计算机。

机电一体化专业是笔者学校的主体专业，在校生人数仅次于数控专业。为了适应教学需要，学校在拥有PLC专用平台的基础上，又购买了一批日本三菱公司生产的FX系列微型可编程序控制器及起其配套装置，主要目的是训练学生独立安装PLC自动控制系统的能力，不断积累实际经验，培养分析、处理实际问题的能力。这种PLC采用模块化结构，具有体积小、功能齐全和安装接线方便等特点，特别适合职业学校的教学。

一、使教学更直观，提高了学生的学习效率

复杂的继电—接触式线路的设计是《高级维修电工教学大纲》中的一个重要课题，即给定一个设计要求，要求学生在规定时间内完成设计任务。这个课题难度非常大，因为设计不是简单地把基本线路组合在一起，而是要考虑多种因素，如线路是否符合设计要求，有无不合理、不可靠、不安全的地方，应当采取哪些必要的保护措施。为此，学生们在设计时总是再三斟酌，需要按图接线后多次进行修改调试。这样做不仅工作量大，而且较高的故障率会影响学生的学习情绪，使得学习效果不明显。

随着PLC在教学中的引入，PLC的灵活、方便、可靠性强等的优点逐渐被学生们接受。该课题的教学过程分四步：一是要求学生深思熟虑，绘制线路；二是将线路进行PLC改造，把电气线路图转变为梯形图，并输入主机中；三是按照PLC的外部接线图进行输入/输出接线；四是运行程序，观察运行结果是否满足要求。如果不符合，只需改变PLC内部存储器中的程序即可，无需对硬件接线做任何改动，直至满足设计要求为止。整个线路的调试过程直观清晰，易于接受。学生们克服了畏难情绪，学习积极性高涨，学习效率和质量均得到了提高。

二、PLC改造普通机床后显著降低了机床使用过程中的故障率

普通机床在使用过程中故障率极高，维修费用居高不下。所以，企业为了提高机床的使用率，会对一些通用机床进行PLC改造。为了降低故障率，同时也为了配合教学课题的进行，我们对Z3050摇臂钻床线路进行了PLC改造。

1.PLC的选型

Z3050摇臂钻床的PLC控制系统共有12个输入信号，均为开关量。其中照明灯开关1个，按钮开关6个，检测开关5个；共有输出信号10个，其中电磁铁1个，接触器5个，照明灯及指示灯4个。选择FX2N-32MR机型，该机型采用开关量输入方式，主机有16个输入点和16个输出点，完全可以满足要求。

2.PLC自动控制系统的调试

在整个控制系统的调试运行过程中，线路运行稳定、故障率极低。偶尔出现故障，PLC的自诊断功能会给出“出错信息”，提示并帮助学生迅速找到故障点；简单模式化的外部接线克服了学生对复杂线路的恐惧心理，增强了自信心；PLC完善的监控功能使学生通过监控指令可以监视整个系统运行状态，方便了故障的查找和程序的调试。

通过对Z3050摇臂钻床的PLC改造，学生了解并掌握了整个PLC自动控制系统的组成、安装和调试，积累了丰富的实际经验，为其将来的就业奠定了坚实的基础。

三、改变了学生的思维方式，拓宽了学生的思路

PLC是电子技术、计算机技术与继电逻辑自动控制系统想结合的产物。它虽然和继电控制系统有必要的联系，但其具备计算机的硬件和软件系统，所以两者的工作方式、工作过程完全不同。

在教学中，为了强化两者的不同点，可以使用一些特殊的电气线路来验证，如电动机的点动与连续控制线路。在继电控制系统中，该线路是利用继电器触点动作的时间差来达到控制目的；而PLC内部均采用电子继电器，其触点的动作是同步的，为了满足以上线路的控制方式，必须采用辅助继电器来实现。学生的思维方式随着教学过程的深入慢慢在转变，思维越来越活跃，考虑问题思路方法也进一步得到了拓宽。

四、小结

可编程序控制器是一种综合性能优异的新一代自动控制装置。可编程序控制器的应用是当今职业学校机电专业学生应掌握的新技术之一。在教学中，教师应该注重理论联系实际，不断提高学生实际操作技能和分析解决问题的能力，以适应社会对技术工人的要求。

工业控制中可编程序控制器的运用 第4篇

1 PLC与其它工控设备对比

1.1 继电器控制系统

早期的继电器控制系统多数依赖于硬接线方式安装组件, 这一装置仅仅局限于特殊的逻辑控制功能, 若将其工艺流程改变后, 则需要重新配线, 难以达到理想的适应性要求。但PLC各控制功能均是由软件控制操作, 控制程序的变化随即造成的则是生产工艺的调整, 在实施逻辑运算的同时也能完成相关的算术控制, 在计算机网络下达到分级控制。这就需要在使用微电子技术优化传统工艺的同时, 用PLC去代替继电器控制系统。

1.2 集散控制系统

电子技术的发展使得微处理和单片机研制成功, 将顺序控制、数据采集、过程控制的模拟量仪表以及过程监控装置有效结合, 创建出一个全新的集散型控制系统。PLC不仅具备了逻辑运算功能, 还添设了数值运算和闭环调节的功能, 不但运行效率提升, 且输出规模也有显著的增大, 对于小型网络计算机的运用也更为合适, 形成了以PLC为主要部件的初级分散型系统。因而, 无论PLC还是集散控制始终均能有效整合。

1.3 工业控制计算机

工业控制计算机主要是经过微机积极发展而来, 硬件结构的标准化程度较高, 且能够兼容其他模式相互运作。控制计算机的软件资源丰富, 尤其能享有操作系统的支持, 在速度、操作上具备良好的优势, 且模型复杂的工业对象能够被简单化。而这种计算机对于操作者技术水平要求较高, 行业推广难度较大。

2 PLC运用于工业控制

2.1 用PLC控制开关量

速度快、可靠性高、接线方便、软触点多、维修便捷等都是PLC的诸多优势, 其不仅能改善产品的质量, 对于人力、财力还能起到节省效果。不选择PLC对机床及自动化生产线中的开关量严格控制, 能够代替继电器、接触器控制系统, 促进了单步步进顺序控制方式的运用。该控制方式主要运用了中间继电器去控制系统的操作, 对控制效率的提高很有帮助, 且操作者容易掌握其中的规律运行。结合顺序控制器的公式实施设计, 参照执行元件节拍表, 设计顺序控制器的各个控制部分的梯形图, 此操作流程运行起来难度较小, 当操作时出现问题还能实现自我诊断处理。

2.2 用PLC控制模拟量

PLC能结合控制对象特点实施针对性操作, 通过对功能模块的组合运行能改善系统的控制功能。PLC不仅包括主机模块外, 还具备:I/O扩展模块、模拟量控制模块、高速计数模块、位置控制模块、通讯模块等。对于模拟量控制而言, 为了使其转换功能得到显现, 在主机模块加上模拟量控制模块则能实现模/数和数/模转换功能, 实际控制阶段能结合信号加以检测和控制。模拟量控制模块的运用也是十分普遍的方式, PLC与模拟量模块相互结合运作, 能保证过程控制系统的精度显著替身, 这些都是早期传统仪表控制系统难以达到的。

2.3 用PLC完成电动机变频调速的控制

PLC的指令系统涉及到了多项简单复杂的程序编码, 特别是PWM控制电机指令, PWM指令能和变频器共同操作运行, 这样能对电机的转速严格控制。对PLC与P WM输出和变频器之间应该设计一个电压平滑电路以保证正常运行。电压平滑电路设计好且达到制作要求后, 电机的转速可由PWM指令中t的数值决定。转速与t自检的关系为正比, t越大电机的则转速越快, PWM指令中的输出脉冲周期的大小会给输出电压纹波带来影响。

2.4 用PLC实现系统的集中监控

PLC除了在工业自动控制运用较好外, 对作系统自身的控制也很有效, 这些都是其它设备难以具备的优势。当设备处于正常运行状态之后, 电控系统的各个输入、输出信号、中间记忆元件等之间的联系也更为紧密, 彼此之间都会形成相对固定的逻辑关系。当设备存在异常故障后, 各个元器件之间的逻辑关系则会出现变动, 程序指令的控制则会混乱。为了避免这种情况的出现, 控制器运行前将常见的故障形式以程序指令的方式输进系统, 这样在故障出现前就能显示系统出现了相应的逻辑故障。现实操作控制里, 需把异常的逻辑关系的状态输出作为故障信号, 以此达到报警、停机等控制作用。

3 结语

总之, PLC的功能在科学技术的促进下变得更为宽广, 这也促进了PLC使用范围的拓宽。PLC不仅具备了PID运算指令, 在电机调速以及大惯性系统控制里的运用也十分常见, 这些都为工业生产创造了条件。

摘要：随着自动化控制系统的广泛运用, 可编程序控制器在工业控制中成为了必须具有的设备, 也是自动控制系统的三大技术支柱的重要分支, 对整个现代化工业中占有很大的影响。针对这一点, 本文重点研究了工业控制中可编程序控制器运用的相关问题。

关键词：工业控制,可编程序控制器,运用

参考文献

[1]程周.电气控制与PLC原理及应用[J].北京:电子工业出版社, 2003.

[2]张运波.工厂电气控制技术[J].北京:高等教育出版社, 2000.

PID可编程序控制仪 第5篇

《可编程控制器》课程设计

设 计 题 目： 学 院： 学 号： 专业（方向）年级： 学 生 姓 名：

福建农林大学机电工程学院电气工程系

2014年 2 月 17日

可编程控制器课程设计任务书

（一）设计题目

（二）情况简介

（三）设计要求

（四）设计步骤

１.查找资料，了解和分析题目所要求具体工程项目控制的过程。

２.确定I/O点数，选择PLC 的型号，并根据需要进行硬件系统配置。３.绘制外部I/O接线图及相关的电气原理图。４.编程。５.调试。

６.编写设计说明书。

（五）设计说明书要求 ①.完整的设计任务书。

②.确定I/O点数，选择PLC 的型号，完成系统组态或硬件配置。③.正确合理地进行编程元件的地址分配。

④.画出输入/输出接线图及相关电气原理图。⑤.设计梯形图控制程序。⑥.编制系统的操作说明。

⑦.编制系统的调试说明及注意事项。⑧.设计体会（可选）.⑨参考文献.（六）列出设计参考资料目录设计时间

2014 年 6月 8 日至 2014 年 6 月 21 日（2周）

指导教师 张 翠 云

可编程控制器应用程序的设计过程 第6篇

1.启动、停止和保持控制

使输入信号保持时间超过一个扫描周期的自我维持电路构成有记忆功能元件控制回路的基本环节,它经常用于内部继电器、输出点控制回路,基本形式有两种。

(1)启动优先式。图1是启动优先式启动、保持和停止控制程序。

当启动信号X0=ON时,无论关断信号X1状态如何,M2总被启动,并且当X1=OFF( X1=ON )时通过M2常开触点闭合实现自锁。

当启动信号X0=OFF时,使X1=ON(X1=OFF)可实现关断M2。

因为当X0与X1同时ON时,启动信号X0有效,故称此程序为启动优先式控制程序。

(2)关断优先式。图2为关断优先式启动、保持和停止控制程序。

当关断信号X1=ON(X1=OFF),无论启动信号状态如何,内部继电器M2均被关断(状态为OFF)。

当关断信号X1=OFF(X1=On)时,使启动信号X0=ON,则可启动M2(使其状态变为ON),并通过常开触点M2闭合自锁;在X0变为OFF后仍保持M2为启动状态(状态保持为ON)。

因为当X0与X1同时为ON时,关断信号X1有效,所以此程序称为关断优先或控制程序。

2.逻辑控制的基本形式

(1)联锁控制。在生产机械的各种运动之间,往往存在着某种相互制约的关系,一般采用联锁来实现。用反映某一运动的联锁信号触点去控制另一运动相应的电路,实现两个运动的相互制约,达到联锁控制的要求。联所控制的关键是正确地选择和使用联锁信号:

不能同时发生运动的联锁控制;

互为发生条件的联锁控制;

顺序步进控制。

在实践中,顺序步进控制的实例很多。在顺序依次发生的运动之间,采用顺序步进的控制方式。选择代表前一个运动的常开触点串在后一个运动的启动线路中,作为后一个运动发生的必要条件。同时选择代表后一个运动的常闭触点串入前一个运动的关断线路里,这样,只有前一个运动发生了,才允许后一个运动可以发生,而一旦后一个运动发生了,就立即使前一个运动停止,因此可以实现各个运动严格的依赖预定的顺序发生和转换,达到顺序步进控制,保证不会发生顺序的错乱。

集中控制与分散控制。在多台单机连成的自动线上,有在总操作台上的集中控制和在单机操作台上分散控制的联锁。

自动控制与手动控制。在自动或半自动工作机械上,有自动工作控制与手动调整控制的联锁。

(2)按控制过程变化参量的控制。在工业自动化生产过程中,仅用简单的联锁控制不能满足要求,有时要用反映运动状态的物理量,像行程、时间、速度、压力、温度的量进行控制。

按时间控制也是常用的。交流异步电动机采用定子绕组串接电阻实现减压起动,利用时间原则控制减压电阻串入和切除的时间。交流异步电动机星形起动。三角形联结运行的控制采用时间原则控制。交流异步电动机能耗制动时,定子绕组接入直流电的时间也可用PLC控制。按速度原则控制在电气传动中也屡见不鲜。

二、应用程序设计方法

PLC用户的设计没有固定模式,靠经验是很重要的。一般应用程序设计可分为经验设计法、逻辑设计法、利用状态流程设计法等。

1.经验设计法

利用前面介绍过的各种典型控制环节和基本单元控制电路,依靠经验直接用PLC设计电气控制系统,来满足生产机械和工艺过程的控制要求。

用经验设计法设计PLC应用的电控系统必须详细了解被控对象的控制要求才能动手设计。由于该方法的基础是利用经验,所以设计的结果往往很不规范,而且往往需经多次反复修改和完善才能符合设计要求。由于依赖经验设计,故要求设计者有丰富的经验,要能掌握、熟悉大量控制系统的实例和各种典型环节。

经验法设计用PLC程序时可以大致按下面几步来进行:分析控制要求、选择控制原则;设计主令元件和检测元件,确定输入输出信号;设计执行元件的控制程序;检查修改和完善程序。

在设计执行元件的控制程序时,一般又可分为以下几个步骤:按所给的要求,将生产机械的运动分成各自独立的简单运动,分别设计这些简单运动的基本控制程序;根据制约关系,选择联锁触点,设计联锁程序;根据运动状态选择控制原则,设计主令元件、检测元件及继电器等设置必要的保护措施。

2.PLC应用程序的逻辑设计方法

逻辑设计方法的基本含义是以逻辑组合的方法和形式设计电气控制系统。这种设计方法既有严密可循的规律性,明确可行的设计步骤,又具有简便、直观和十分规范的特点。

逻辑设计方法的理论基础是逻辑代数。而继电器控制系统的本质是逻辑线路。看一个电器控制线路会发现,线路的接通或断开,都是通过继电器等元件的触点来实现的,故控制线路的种种功能取决于这些触点的开、合二种状态。因此电控线路从本质上说是一种逻辑线路,它符合逻辑运算的各种基本规律。PLC是一种新型的工业控制计算机,在某种意义上我们可以说PLC是“与”、“或”、“非”三种逻辑线路的组合体。而PLC的梯形图程序的基本形式也是“与”、“或”、“非”的逻辑组合。它们的工作方式及其规律也完全符合逻辑运算的基本规律。因此,用变量及其函数只有“0”、“1”两种取值的逻辑代数作为研究PLC应用程序的工具就是顺理成章的事了。

我们知道,逻辑代数的三种基本运算“与”、“或”、“非”都有着非常明确的物理意义。逻辑函数表达式的线路结构与PLC语句表程序完全一样,可以直接转化。

多变量的逻辑函数“与”运算和梯形图表达式如图3所示。

FY1=∏Xi=X1•X2•…•Xn

多变量“或”运算如图4所示。

FM1=∑Xi=X1+X2+…+Xn

用逻辑设计法对PLC组的电控系统进行设计一般可分为下面几步。

首先明确控制任务和控制要求。通过分析工艺过程绘制工作循环和检测元件分布图,取得电气执行元件功能表。

其次是要详细绘制电控系统状态转换表。通常它由输出信号状态表、输入信号状态表、状态转换主令表和中间记忆装置状态表四个部分组成。状态转换表全面、完整地展示了电控系统各部分、各时刻的状态和状态之间的联系及转换,非常直观,对建立电控系统的整体联系、动态变化的概念有很大帮助,是进行电控系统的分析和设计的有效工具。

有了状态转换表,便可进行电控系统的逻辑设计。包括列写中间记忆元件的逻辑函数式和列写执行元件(输出端点)的逻辑函数式两个内容。这两个函数式组,既是生产机械或生产过程内部逻辑关系和变化规律的表达形式,又是构成电控系统实现控制目标的具体程序。

PLC程序的编制就是将逻辑设计的结果转化。PLC作为工业控制计算机,逻辑设计的结果(逻辑函数式)能够很方便的过渡到PLC程序,特别是语句表形式,其结构和形式都与逻辑函数非常相似,很容易直接由逻辑函数式转化。当然,如果设计者需要由梯形图程序作为一种过渡,或者选用的PLC的编程具有图形输入的功能,则也可以首先由逻辑函数式转化为梯形图程序。

程序的完善和补充是逻辑设计法的最后一步。包括手动调整工作方式的设计、手动与自动工作方式的选择、自动工作循环、保护措施等。

3.利用状态流程图的程序设计方法

如前所述,状态流程图又叫状态转移图,它是完整地描述控制系统的工作过程、功能和特性的一种图形,是分析和设计电控系统控制程序的重要工具。利用状态流程图进行程序设计时可以按以下几步进行。一是按照机械运动或工艺过程的工作内容、步骤、顺序和控制要求画出状态流程图。二是在画出的状态流程图上以PLC输入点或其它元件定义状态转换条件。当转换条件的实际内容不止一个时,每个具体内容定义一个PLC元件编号,并以逻辑组合形式表现为有效转换条件。三是按照机械或工艺提供的电气执行元件功能表,在状态流程图上对每个状态和动作命令配上图上实现该状态或动作命令的控制功能的电气执行元件,并以对应的PLC输出点的编号定义这些电气执行元件。

很多PLC生产厂家都专门设计了用于编制步进顺序控制程序的指令。三菱FX2系列PLC和配置的大量状态器(S0—S899)就可用于步进顺序控制程序的设计。

用步进指令设计PLC程序时,通常是利用状态流程图,而且设计的程序与状态流程图有严格的而明确的对应关系。

设计时,首先要按工艺及控制要求画出系统的状态流程图,用状态器(S0—S899)对各状态命名,标出与各状态对应的执行元件的PLC输出编号和各状态条件的PLC输入编号。然后就可以用STL/RET指令编程。

图5是一个包含用选择性分支、跳转和局部循环的自动工作机械的状态流程图。

4.程序调试和模拟运行

PLC应用程序设计完成以后,可以在实验室里或办公室里进行模拟调试和运行。程序检验是第一步,将编好的应用程序输入编程器,经过程序检验,改正编程语法和数据错误,再逐条搜索与所设计程序核对无误后传入CPU模块RAM存储器中。

(1)信号的模拟。用模拟开关模拟输入信号,开关的一端接入相对应的输入端点,另一端作为公共端,接在PLC输入信号电源的负端(当要求输入信号公共端为正端电源时)输入程序后,扳动开关,接通后断开输入信号,来模拟机械动作使检测元件状态发生变化,并通过输入、输出端点的指示灯来观察输入输出端点的状态变化。

(2)按状态转换表进行模拟运行。首先对照输入信号状态表,设置好原始状态情况下所有输入信号的状态,再使PLC运行。按工步状态在一个工作循环里逐步转换的顺序,依次发出状态转换主令信号,则系统将依次进行工步状态转换。每发出一个状态转换主令信号,系统将结束一个工步状态转入下一个工步状态。仔细观察输出端点指示灯,并与执行元件动作节拍表对照,看各输出端点的状态是否在每个工步状态里都与执行元件动作节拍表里要求的状态一致。如果是一致,说明PLC应用程序设计正确,符合控制要求。这样逐步检查,以使其都达到状态。

检查和修正编程错误。当模拟运行带某一工步状态,发现某个输出点的显示与执行元件动作节拍表要求的状态不一致时,则编程有错需要修改。这里首先检查标号是否有错;逻辑函数是否正确;PLC程序是否有误;输入程序是否正确,一般说来,经过上述几点检查,定会找出并改正存在的错误。

用户程序通过调试和修改,正确通过模拟运行,设计任务即告完成,转入现场使用调试。

可编程序控制器加热炉燃烧控制系统 第7篇

以煤气为燃料的退火炉是目前锻造工业应用广泛一种高效的工业炉。要保证工业炉的燃烧稳定, 炉温、路压等工艺参数的自动控制是非常重要的, 同时大能耗工业炉采用可编程序控制器技术进行燃烧控制, 即能从控制方法上降低能耗、节省能源, 是一种即能提高产品经济效益又熊减少污染、改善生产环境节能技术。加热炉耗能越大, 燃烧控制问题越突出, 则可编程序控制器控制效果也就越明显, 效益也越高。控制方案中, 炉温控制燃烧系统最具关键性, 以此为重点就方案的设计要点作简要阐述。

受某厂委托, 在该厂LZ50火车轴工业炉项目中, 选用美国schneider公司的MOMENTUM系列可编程序控制器系统对一台推钢式加热炉和一台步进式退火炉进行燃烧控制, 并承担控制系统的系统设计、安装、调试和现场投运工作。系统工艺如下50号钢坯经加热炉加热至1200℃后, 由推钢机推出, 经800吨锻压成为火车轴形状, 自然降温后, 送入步进退火炉, 经800℃温度时间曲线热处理后, 自然冷却。本系统于当年底经由铁科院验收正式投入使用, 一直运行良好, 各项技术指标完全达到了原设计要求和工艺操作的要求;其中, 炉温波动小于±10℃, 升降温速度较快 (每升降'50℃/5-6min) , 经济和社会效益显著, 一年内即可收回本系统的全部投资, 厂方对此表示满意。

1 系统构成及其特点

推钢式加热炉有3个加热控制区:预热段、加热段、均热段;燃料采用焦炉煤气, 钢表面加热温度范围为1100-1250℃。对系统控制效果的要求如下:

1) 3个加热控制区温度控制精确度为±1%;

2) 炉膛压力控制在±lmm H2O之间;

3) 钢坯半自动, 控制系统运行稳定可靠;

步进式退火炉有3个加热控制区:预热段、加热段、均热段;燃料采用焦炉煤气, 钢表面加热温度范围为600-800℃。对系统控制效果的要求如下:

4) 3个加热控制区温度控制精确度为±1%;

5) 炉膛压力控制在±lmm H2O之间;

6) 进出钢件在全自动情况下, 控制系统运行稳定可靠。

我们选用MOMENTUM系列的171CCC96030可编程序控制器CPU 1`块、170AAI03000模拟量输入, 8通道, 差分, 2块、170AAO92100模拟量输出, 4-20m A, 4通道2块, 170ADI34000开关量输入, 24 VDC, 16点1块, 170ADO34000开关量输入, 24 VAC, 16点1块构成了可编程序控制器下位机系统;工控机l台、操作员键盘1个、EPSON打印机l台等构成了上位机系统。上述可编程序控制器各模板信号接口与Ⅲ型仪表信号相匹配;构成的可编程序控制器控制系统与监控计算系统两级构成分散控制系统。分别称为下位机和下位机。

1.1 MOMENTUM系列下位机控制系统的各主要部件及其功能

MOMENTUM系列下位机控制系统可可编程序控制器CPU、DI、DO、AI、AO模板等基本单元组成。系统根据实际需要进行灵活配置。

1) INTERBUS通信网络

它是四线双向串行数据传输总线 (双绞线) , 负责各模板基本单元与CPU之间的对等通信, 其传输速率为640kbps, 两节点之间最远通信距离600米。最大通信距离1500米。

它是四线双向串行数据传输总线 (双绞线) , 负责各模板基本单元与CPU之间的对等通信, 支持无主的令牌传输协议, 共有16个ICN总线内地址。其传输速率为31.25kbps, 最远对等通信距离600米。

2) 可编程序控制器CPU

它与I/O模板构成可编程序控制器系统, 通过组态编程实现PID控制器和顺序逻辑控制的功能。

170AAI03000模拟量输入模板, 它有8个4-20Ma (或1-5VDC) 差分通道;170AAO92100模拟量输出模板, 4-20m A, 4通道;170ADI34000开关量输入模板, 24 VDC, 16点数字量输入;170ADO34000开关量输入模板, 24 VDC, 16点数字量输出。171CCC96030 CPU控制器可实现单回路调节、串级调节前馈调节、滞后调节、对现场模入和及开入信号进行处理 (如加、减、乘、除、开方、逻辑与、或、非、线性化等) 、自诊断、故障/超限报警, 通过以太网口和通信链与上位机通信等功能。在正常工作时, 组态、调整和运行时所需的要的参数每25ms刷新一次。

1.2 上位机控制系统的构成

上位机控制系统在系统软、硬件的支待下组成了一CRT操作站, 其负责对MOMENTUM系列下位机站中各基本控制参数进行组态和上位视监控, 对现场信号进行定时采集/打印。当上位机主机故障修理时, 下位机控制站仍可独自工作无妨, 部分通信故障不影响到整个系统。

1) 以太网通信最多同时可管理64个链接, 同时与64台MOMENTUM控制站或上位计算机系统进行数据交换。

2) 上位机采用工控计算机, 中档微机系统;工控软件采用Ifix3.0.工控软件运行于XP操作系统, 实现数据采集、数据备份、参数实时显示和修改、控制参数的历史曲线显示。

1.3 分散控制系统的特点

由于本系统采用了以工业太网为通信连路的控制系统, 提高系统的可靠性, 使用户能方便的实现, 多台上位机的联网操作。

1) 通信功能强

本系统下位机采用MOMENTUM系列PLC, I/O模板之间系通过INTERBUS总线连接, 具有可靠性高、扩展方便等特点。增加I/O模板数量, 几乎无有限制, I/O模板可以远距离安装, 减少现场控制线的敷设。模板间距离可达600米。

2) 编程方便

上位计算机通过以太网对可编程序控制进行组态、编程, 实现顺序逻辑控制和过程控制。控制系统应用程序组态方便, 支持多达五种编程语言, 方便的在线编程手段, 使得进行控制逻辑的编辑、修改和故障查找快简便。控制算法及模入信号L量化灵活。

3) 上位机监控软件

工控软件i FIX3.0系统组态软件是采用国际上先进的PC技术, 使计算机、通信、CRT技术浑然一体而开发的性能优良的软件产品。它采用的是空栏式语言。编写应用程序时只需填写相应的程序工作单, 大大缩短了应用软件的开发周期, 减少了低层次软件的开发, .提高了软件的使用效率和控制的可靠性。用户显示/操作画面功能强, 系统应用程序组态方便。作用户显示/操作画面功能强。

2 系统设计及程序编程

从最佳燃烧控制及响应速度综合考虑, 我们选用了优于单、双交叉限幅控制方法的偏差比例型双交叉制约控制策略, 其原理如图1所示。其特点是, 取主温度调节器的输出值与煤气流量过程值之差△t的函数f (△t) =K|△t|作为煤气及空气流量从控制器的高、低值选择器中的一个变量因子。原理如下:

1) 当燃烧系统接近稳态工况运行时, △t≈0, 空气、煤气从控制器的设定值Sp均选定A;此偏差作用主要受K1、K2 (不完全燃烧界限系数) 、K3、K4 (空气过剩界限系数) 4个偏差系数的影响。由实际的空气流量PVa和实际的煤气流量PVf构成一空燃比允许带。

空气侧:

煤气侧:

空燃比允许带为

2) 当燃烧系统处于负荷变动的过渡过程中时, f (△t) 与△t成线性函数关系, △t越大, 所取的f (△t) 值也越大, 使各从控制器的高、低值选择器中的偏置值与偏差△t大小成比例, 所以改善了控制系统的响应特性。

空气侧:

煤气侧:

此外, 常数K1、K2、K3、K4的作用一方面是起限幅作用, 使得燃料流量的变化速度始终不超过空气流量的变化速度, 克服了由于空气管道口径远远大于燃料管道口径所造成的空气调节阀响应相对迟缓、燃烧不完全这一缺点, 从而达到使燃烧过程无论是在稳定状态还是过渡过程都能基本上在最佳燃烧区 (对燃料为煤气而言, 空气过剩系数μ=1.05-1.10的区域) 内进行;另一方面, 在负荷稳定时, 可防止外界扰动等引起的流量波动, 即相当于在空燃比调整带中设置了一个死区。尽管此方法有在过渡过程中空气系数的变化范围太宽这一不足, 但其同时吸取了单交叉和双交叉限幅方法的优点, 即提高了系统的响应特性和实现了双限幅, 使燃烧过程基本上处在最佳燃烧内进行, 克服了单交叉限幅使燃烧经常处于过氧燃烧和双交叉限幅方法过度过程中相对响应缓慢的不足。

实际的空气过剩率μ在正常状态下与设定值μ相等, 但在负荷急增的过渡状态下, 将下降到μ (1-k1) (设定时k, =k。) 而在负荷急降时, 空气过剩率μ的上升量仅取决于燃料系统和空气系统的响应速度之差。

系数设定一般取一般取K1=K2=2%~5%, K2=K4=4%~5%, 空气过剩率μ的设定应使μ (1-k1) 与燃烧发烟限制值相吻合, 具体数值可在现场整定, 变换系数β可根据所选的变送器量程上限求得:

式中:q Fmax为煤气流量测量范围上限, Nm3/h;q Amax为空气流量测量范围上限, Nm3/h;a为煤气的单位理论空气量, Nm3/m3。

PID可编程序控制仪 第8篇

目前我国城市里的十字路口交通系统大都采用定时来控制, 将PLC用于交通灯的控制具有以下几个方面的优势:a.使用寿命长b.性能稳定可靠, 抗干扰性好c.功能强大, 实现灵活, 可扩展性好d.良好的性价比。将采用FX1s30MR对十字路口交通信号灯进行控制。

1 控制要求

系统工作受开关控制, 按下起动开关则系统工作;按下停止开关则系统停止工作。

1.1 自动控制:

十字路口的交通灯控制系统具有时间段控制功能, 在上午6:00~9:00, 下午16:00~18:00为交通控制高峰时段, 上午9:00~下午16:00为交通控制一般时段, 其余时段为空闲时段, 黄灯闪烁。

1.2 手动控制

在遇到紧急情况时, 可以手动强制南北或东西方向通行。

1.3 控制规律:

高峰时段东西红灯亮27S黄灯闪烁3S, 绿灯亮27S黄灯闪烁3S运行, 正常时段东西红灯42S黄灯闪烁3S, 绿灯亮12S黄灯闪烁3S运行其它时段规律为:东、南、西、北四个黄灯全部闪亮, 其余灯全部熄灭, 黄灯闪亮按亮0.5秒, 暗0.5秒的规律反复循环。

2 设计思路

FX系列PLC除了一些基本指令外, 还有两条功能很强的步进顺序控制指令, 简称步进指令。采用步进指令编程, 方法简单, 规律性较强, 本文采用步进指令编程。

2.1 根据控制要求绘制控制工序 (如图1)

2.2 设计输入部分作用

输入部分:SA0程序执行, SA1程序停止, SA2手动/自动选择开关, SA3强制东西通行, SA4强制南北通行。

2.3 根据要求完成硬件连接图 (如图2)

2.4 定义状态名称

程序初始状态S0自动程序初始状态S1手动程序初始状态S2交通灯高峰时段状态S10~S28交通灯一般时段状态S30~S38交通灯空闲时段状态S50~S52强制通行状态S60、S61。

2.5 一部分梯形图的组成

2.5.1 时间上的判断

利用PLC的内部特殊数据寄存器D8015与K6、K9、K16、K18比较, D8015存储为当前PLC的内置时钟的时针值 (0~23) 。

2.5.2 初始化程序梯形图

2.5.3 程序启动及停止梯形图采用自锁线路

2.5.4 周期脉冲产生程序

2.5.5 自动及手动状态选择

2.5.6 自动状态分时段程序设计

2.5.7 交通灯高峰时段开始梯形图设计

2.5.8 黄灯闪烁三次程序梯形图设计

2.5.9 手动控制状态程序设计

2.5.1 0 手动强制东西绿灯程序

PID可编程序控制仪 第9篇

1可编程序控制器概况介绍

1.1可编程序控制器的含义

可编程序控制器(Programmable Controller) 简称PLC,是指一种将微电子、自动控制和通讯3种技术相互结合的一种新型的通用控制器。可编程序控制器(PLC)进入电气控制领域中,具有其独特的优越性。用可编程序控制器(PLC) 来构成的电气控制系统,安全和可靠性高,可以将其用于各种不同类型的电气控制中完成各项功能。近年来,可编程序控制器(PLC)得到越来越广泛的应用,被誉为当代工业生产自动化的3大支柱之一。

1.2可编程序控制器的特点

可编程序控制器(PLC)的特点主要表现在以下几方面。 (一)体积小、质量轻。可编程序控制器(PLC)的体积和质量一般比较小,如超小型的PLC底部尺寸小于100mm,质量不达150g。可编程序控制器(PLC)的体积小、质量轻的特点, 使得在装置时,很容易装入机器中,从而实现机电一体化。 (二)实用性。当前可编程序控制器(PLC)已经被广泛地应用到机械制造、电力、交通等各行各中,尤其是在数字控制领域中发挥着巨大的作用,具有较强的实用性。如可以将PLC用于温度控制、位置控制和CNC等。(三)抗干扰能力强。 在PLC中采用了先进的抗干扰处理技术,使得可编程序控制器(PLC)抗干扰能力强。同时,由于可编程序控制器(PLC) 自备硬件故障自动检测功能,假若出现故障便可以立即发出警报。(四)操作简单。可编程序控制器(PLC)中的功能性图形符号和梯形图语言等与继电器电路图基本类似,操作起来十分简单。如在电气控制空,只需通过可编程序控制器(PLC)的少量开关量逻辑控制指令,就能够使PLC的功能得到运用和体现。(五)维护与建造方便。由于可编程序控制器(PLC)采用的是存储逻辑,这样就有效减少了控制设备外在的接线,从而减少了控制系统设计和建造的时间,同时, 对于后期需要对程序进行改变时,能够较为容易地进行维护和改变。

2可编程序控制(PLC)在电气控制中的应用

2.1可编程序控制器(PLC)在电气控制中的基本工作过程

可编程序控制器(PLC)在电气控制中的基本工作过程主要体现在现场信息的输入、程序的执行和控制信号的输出3方面。首先,在现场信息的输入方面:在系统软件的控制下, 可编程序控制器(PLC)可以按照顺序对所输入的点进行一一扫描,然后对所输入点的状态进行读取。其次,在程序的执行方面:可编程序控制器(PLC)能够对用户程序中的指令按顺序进行详细地扫描,并根据输入的状态和指令进行逻辑性运算。最后,在控制信号的输出方面:可编程序控制器(PLC) 会根据在程序地执行过程中的逻辑运算的结果,其中的输出状态寄存器会同时向各个输出点发出信号,实现电气中所需要的逻辑控制功能。在可编程序控制器(PLC)对电气控制中的基本工作过程中,现场信息的输入、程序的执行和控制信号的输出是3个连续不断、反反复复地工作过程,这样就使得可编程序控制器(PLC)能够很好地与机器动作相对应。

2.2可编程序控制器(PLC)在电气控制中的应用分析

2.2.1开关量逻辑控制的应用

对开关量逻辑的控制是可编程序控制器(PLC)在电气控制中最基本,也是最广泛的应用功能的体现。可编程序控制器(PLC)在电气控制中的开关量逻辑的控制方面替代了传统的继电器电路的控制功能,能实现顺序控制和逻辑控制。因此,可编程序控制器(PLC)既可以应用于单台设备的控制中, 也可以应用于自动化流水线中,比如生产线、组合机床、磨床、 镗床和龙门刨床等。

2.2.2控制模拟量的应用

在实际电气方面的生产过程中,往往会出现很多连续、 动态的相关变化,如电气设备中常会出现温度、速度、流量、 液位和压力等模拟量的动态变化。在电气控制中,可编程序控制器(PLC)可以将这些模拟量通过数字量之间D/A转换和A/D转换得以实现,从而保证编程器对模拟量实现有效处理和控制。

2.2.3集中式控制的应用

可编程序控制器(PLC)中在电气控制中的集中式控制功能,主要是通过一台功能比较强大的可编程序控制器(PLC) 的监视系统,对电气中的多个设备进行控制。在可编程序控制器(PLC)的整个监视系统中,每个设备之间的联络和运行都是由中央可编程序控制器(PLC)来进行统一指挥而完成的。 但是,假若在监视系统中有一个控制对象的程序需要做出改变,那么就需要停止中央可编程序控制器(PLC)的控制,同时, 其他控制对象也就随之停止了运行。

2.2.4分散控制的应用

分散控制,是在电气中对每一个控制对象都需要设置一台可编程序控制器(PLC),而每一台可编程序控制器(PLC) 之间则只要是通过信号的传递,产生彼此之间的响应和发令来完成控制任务。这种分散控制方式,使得假若某台可编程序控制器(PLC)停止运行,对其他的可编程序控制器(PLC) 的运行不会产生影响,即其他的可编程序控制器(PLC)可以继续完成自己的控制任务。

2.2.5运动控制的应用

可编程序控制器(PLC)的在电气控制中的运用还体现在运动控制功能,即可编程序控制器(PLC)能够对圆周运动和直线运动进行控制。在可编程序控制器(PLC)中,具备专用的运动控制模块(多轴位置的控制模块、伺服电机其单轴、 可驱动步进电机)对电气相关设备进行运用控制。

2.2.6数据处理的应用

在电气运行工作中,相关数据在对控制功能具备重要的参考价值,而可编程序控制器(PLC)则可以对数据进行处理, 如对数据进行传送、转换、运算、查表、排序和操作等。同时, 可编程序控制器(PLC)还可以对数据进行采集、分析与处理。 因此,可编程序控制器(PLC)通过数据处理的应用,是实现电气控制中的一项重要作用。目前,可编程序控制器(PLC) 的数据处理多应用于大型控制系统中,如过程控制系统、柔性制造系统等。

3结语

PID可编程序控制仪 第10篇

学好《可编程序控制技术》这门课程很重要, 但在实际教学中, 发现很多学生对这门课程缺乏学习兴趣, 主要的原因是学生感到枯燥乏味, 困难重重, 不能很好的掌握这门课的重点知识和操作技能, 致使教师授课没有激情, 授课方法单一无新意。究其原因主要是教师授课中忽视了教学中应以学生为主体这一基本原则。

托尔斯泰说过:“成功的教学所需要的不是强制, 而是激发学生的兴趣。”然而, 传统的教学方法不适合现代学生的学习特点, 使学生缺乏学习自觉性, 特别是对专业知识的不理解;又因学生基础知识较为薄弱, 学生自觉学习的自信心不足, 致使学生学习没有兴趣。但是, 他们有强烈的求知欲望, 如果教师授课中能结合学生的特点开展教学工作, 授课时时刻铭记学生是学习的主体, 课程设计、授课方法、教学内容以及环境布置等都围绕这一主体去做, 就会提高学生的学习兴趣。那么如何才能上好《可编程序控技术》这门课程呢?我认为应从以下几点进行操作与改进。

一、巧妙设计课程引入, 提高学生对PLC课程的学习兴趣

在实际教学中大多数教师不重视新课程的引入, 有的甚至于没有课程引入, 或者是三言两语一带而过, 殊不知这样的引入对学生后边的学习会带来多大的不良后果。做不好课程引入首先是学生不知道这门课学习完后干什么, 其次是不能调动起学生对这门课程的求知欲, 最终造成教学效果不好。

要想让学生主动接受新的事物或新的知识, 并且主动地去探知。首先要做的就是提高学生对事物的兴趣。因此对于一门新课上好课程引入是至关重要的。教师授课初期应将课程引入作为学生对这门课程感兴趣的切入点, 让学生了解自己将要学习这门课程的目的及目标, 学习完毕后能够胜任哪些工作任务, 以及这门课程 (领域) 的发展前景如何等。通过课程引入把学生的注意力吸引到这门课程中来, 然后再逐步过渡到真正课程教学中来。

古人讲“工欲善其事, 必先利其器”这句话也适用于我们的课程引入教学。我是怎样完成《可编程序控制技术》这门课程的引入呢?

首先, 先让学生观看一些视频, 选取视频的内容一定要与学生的生活息息相关, 由简单到复杂。例如:宾馆饭店的自动旋转门、自动车库门、马路上的交通灯、高层楼的电梯等。通过观看视频先让学生对这门课程有一个感性的认识, 这样有助于提高学生的学习兴趣。使学生了解学习这一门课程后要完成什么样的工作任务, 以及学会了这门课程对以后的工作带来什么样的帮助。千万不能选取大型的工业控制领域的自动化生产线的视频。例如:大量采用工业机器人的汽车组装生产线、工业灌装生产线等。这些视频内容从场面看起来非常壮观, 凸显了现代自动生产的前沿技术。但是, 这些控制技术距离学生的现实生活太远, 控制过程过于复杂, 无形中给学生造成了巨大的心理压力, 学生会问学完这门课程我们就能完成这样复杂的设备控制吗?简直是高不可攀, 因而降低了学生的学习兴趣。

其次, 将学生在电力拖动中完成的继电控制“双速电动机控制”配电盘拿来。与课前教师准备的PLC控制配电盘进行演示, 让学生观察老师的操作及设备的运行情况。学生通过细心的观察得到的结论是:两个配电盘的操作方法和设备动作情况完全相同。在学生得到这一结论后, 再让学生观察两个配电盘配线的复杂程度。明显继电控制的配电盘要比PLC控制的配电盘显得复杂的多。通过两个配电盘的比较, 让学生了解PLC控制电路的特点之一就是电路变得简单化了, 设备日常维修与维护的工作量大大的减少了。

最后, 将学生带到工作现场或实训车间进行参观, 并对一些设备进行简单的操作。应注意选取的设备一定能够充分的显示出自动控制领域的特点, 要具有代表性。例如自动化生产线上的物料分拣系统的程序运行。通过触摸屏可以显示设备的工作状态, 分拣数量, 还可以根据需要对物料分拣数量进行设置。同时还可以通过触摸屏上的按钮对设备进行启动、停止和急停等简单的操作。通过工作现场参观, 学生会发现, PLC控制系统不但可完成继电控制系统的控制任务, 而且还能够完成继电控制系统不能完成的控制任务。

通过观看视频, 继电控制与PLC控制的对比, 以及在生产现场的参观等一系列的教学活动, 学生会对这门课程有一个充分的了解。学生也就有了明确的学习目标, 有了学习动机。学生有了内在动力, 学习起来就会积极主动, 提高了学习效率。

二、通过任务驱动教学帮助学生, 夯实编程基本功

PLC的编程语言与其他的计算机编程语言相比, 有非常明显的特点。它既不同于一般的汇编语言, 也不同于高级语言。而是既要满足程序编写容易, 又要满足便于程序调试。它是面向用户的, 对使用者不要求具备高深的理论知识、也不需要有多高的技能操作水平。但是要想将其学好就必须将基本知识掌握扎实, 再加以多方面的实战训练方可成功。

教无定法, 在教学中不管采用何种教学方法, 学生对于知识的掌握都可分为知识的领悟、巩固与应用三个阶段。学生通过教师讲解接受知识, 或者通过查阅资料, 小组讨论等方法获取知识, 这都是学生对知识的领悟阶段。在这个阶段不能认为学生是真正意义上的掌握了知识, 还必须要通过巩固阶段的训练, 以达到学生对知识的理解。只做到对知识的理解, 对学生讲是不可以的。荀子曾经讲过“知之而不行, 虽敦必困”。这句话告诉我们, 在学习中学会知识很重要, 但学会知识并不是最终目的, 学会知识是为了应用。学会知识而不会用, 再丰富的知识也无用, 而且在实践过程中必将遇到重重困难。这种强调知行统一, 学以致用的观点, 用在我们的学生身上是最重要的。因为学生学习的最终目的是应用。

基本指令是PLC编程的基础, 是学生编写PLC程序的初级阶段。掌握了基本指令也就初步掌握了PLC的编程方法。教学中如果采用传统的教学方式:先将所有的编程指令都讲解完成, 然后进行上机训练, 这种教学方法是以教师为教学主体, 让学生被动的接受知识。学生会感到编程指令学习起来空洞乏味, 因而降低了学生的学习积极性。建构主义心理学的基本观点认为“学习者不是被动接受外部信息, 而是根据先前的知识背景, 有选择地主动建构知识。”另外还讲到:“学习不是由教师向学生传递知识而是学生根据外部信息通过自己的经验背景建构知识。”教学中应改变传统的教学模式, 把学生作为教学的主体, 充分调动学生的主观能动性, 完成知识的获取。但是此时学生掌握的PLC编程知识少之又少, 我认为最理想的教学方法就是采用任务驱动教学法。所谓“任务驱动”教学就是以任务为主线、教师为主导、学生为主体在学习的过程中, 学生在教师的帮助下, 以围绕一个共同的任务活动为中心, 在满足求知欲的驱动下, 通过对学习资源的积极应用, 进行自主探索和互动协作的学习, 在完成预定任务的同时, 正确引导学生参与一种学习实践活动。任务的设置要围绕一个核心任务由浅入深提出。

例如“车库卷帘门手动控制程序设计”。

控制要求:有一个车库卷帘门, 由一台三相交流异步电动机拖动其开启和关闭。要求当按下上升按钮, 卷帘门上升, 到达限定位置后电动机自动停止运行。当按下下降按钮, 卷帘门下降, 到达限定位置后电动机自动停止运行。在卷帘门运动过程中, 按下相反运动按钮时, 卷帘门立即反向运动直到限定位置停止。电动机要有热保护和紧急停止功能。卷帘门在上限位时按下上升按钮卷帘门无动作, 反之亦然。

完成这一个控制任务, 教师首先应带领学生回顾电机拖动继电控制知识, 然后分析本任务控制功能的实现方法。教学中教师根据控制要求由浅入深通过五步完成控制程序的编写。

1.电动机单方向连续运行控制功能的实现, 如图1: (复习)

此程序的结构与前面学习的水泵电机控制程序相同。根据这个程序教师结合继电控制知识, 引导学生思考如何实现PLC控制电动机的可逆运行。

2.电动机正反向旋转控制功能的实现, 如图2: (电动机正反向旋转无互锁控制。)

上边的程序虽然可以实现电动机的可逆运行, 但是还存在一些问题, 应将问题解决后才能进行程序下载。教师带领学生分析程序存在的问题。

3.电动机正反向旋转控制功能的实现, 具有了互锁功能, 如图3: (按下反方向运行按钮时, 电动机不能及时反转。)

上面的程序虽然解决了可逆运行接触器的互锁问题, 但是, 在卷帘门处于运行状态时, 按下反向运动控制按钮, 卷帘门不会改变其运动方向, 而是保持原状态, 让学生思考是什么原因造成的。

4.电动机正反向旋转控制功能的实现, 如图4: (缺少卷帘门运动上下限位)

上面的程序可以实现基本的控制功能看似完善, 但是还存在一个致命的问题, 教师再次要求学生查找问题, 直到问题解决。

5.电动机正反向旋转控制功能的实现, 如图5: (最终完善的控制程序)

在教师的引导下, 学生一步一步的通过基本指令编写和完善程序, 不知不觉中学生学会了PLC编程。这样的教学方法能够让学生感到学习知识和技能并不是难事, 而是一件很快乐的事。注意:教学中应将学生编写的每一个程序都要下载到PLC, 进行试运行, 学生每完成一个任务都能够看到自己的学习成果, 学生会有一种成就感, 这样提高学生的自信心。与传统的教学方法对比, 结果不同。

基本指令是编写PLC控制程序的基础, 需要学生能够非常熟练的运用其编写各种简单的控制程序。要想达到这一目的, 只有通过大量的上机训练, 才能为后续学习PLC编程打下坚实的基础。在学生熟练掌握基本指令编程方法后, 为了提高编程速度, 教师授课中可以编写一些典型程序 (微小程序段) 。就像一个一个小“工具”, 让学生来用, 尤其是在参加技能比赛时, 对提高学生的编程速度会发挥重要作用。

例如:

1.利用一个按钮实现对设备的启动停止控制 (图6)

2.指示灯1s闪两次, 熄灭1s, 不断循环控制 (图7)

三、激发学生探知欲望, 学会步进指令编程

PLC系统应用中, 经常会遇到一些要求按一定顺序动作的设备。控制过程要求前一个动作结束以后才能进行下一个动作, 这种控制过程称为步进顺序控制或称步进顺控。步进指令最大的特点就是可以将一个复杂的控制过程转化为逐步 (状态) 完成。利用STL、RET, 配合状态元件就可以实现步进控制。对于需要按一定先后次序动作的受控设备讲, 利用步进指令编写控制程序是调理最清晰的方法。程序及设备调试也最简单。然而, 由于学生已经习惯了利用基本指令编程, 这时再讲解步进指令编程, 他们会感觉步进指令编程中, 每一个动作都需要状态转移, 程序结构非常繁琐, 而不愿意接受这种新的编程方法。原因就是学生没有从根本上理解步进指令编程的特点, 教师在教学中没有激发起学生的探知欲望。

为了解决这个问题, 我在教学中讲解步进编程方法之前, 先让学生编写一个以生产工序为主的控制程序。例如气动机械手搬运系统控制程序的编写。学生拿到任务, 很自信的依照任务书编写控制程序。在编写程序过程中会出现这样或那样的问题, 最常见的是驱动设备间动作发生冲突相互影响。学生调试程序, 解决了一个问题又出现了新的问题, 用了很长的时间也不能将程序调试正确。学生表现开始有些急躁, 甚至有的同学开始有放弃的想法。这时我会及时的对他们讲, 解决这个问题其实很简单, 我们只要再学习一个新的编程方法, 就可以轻松的解决受控设备动作互相影响的问题。

这样学生会用一种期待的态度来学习步进指令编程法。此时教师再次将气动机械手搬运系统控制任务拿出来, 带领学生分析控制要求, 找出其控制 (动作) 特点, 引入单序列步进指令编程方法。通过完成这个任务, 学生充分的领悟出步进指令编程的优点, 适用范围。因此愿意接受这一新的编程方法。从而再次激发了学生的探知欲望, 增加了学生的学习信心。教师再分别通过交通灯、环形传输分拣系统的控制, 完成并行序列分支步进指令编程和选择序列步进指令编程的教学工作。

通过完成三个具有代表性的任务, 学生熟练地掌握了步进指令编程方法, 可以编写一些较为复杂的自动控制程序, 大大的提高了学生的编程水平。

四、对比讲解, 运用功能指令提高编程水平

PLC的指令系统除了基本指令外, 还有一类具有特殊用途的指令——功能指令 (又称为应用指令) 。这类指令是PLC制造企业随着自动控制技术的不断进步及机电设备的控制需要, 逐步加入到小型PLC中的, 他们实际就是一个个具有不同功能的子程序。利用这些功能指令可以完成很多基本指令不能完成的控制任务。

功能指令与基本指令不同, 功能指令内容较多, 如果要求学生全部掌握难度较大。因此教学中应有重点的选择那些应用较为频繁的功能指令作为重点学习对象, 并能够灵活运用。例如:传送指令、比较指令等等。对于那些不常用的指令教学中只进行介绍或自学, 要求学生对指令的应用有基本的了解即可。

在学习功能指令时应尽量与前面的教学内容相衔接, 例如在讲解传送指令之前, 教师可以复习基本指令讲过的, 三相交流异步电动机Y—Δ减压启动控制程序的编写方法, 如 (图8) 。

然后讲解上述功能如何通过功能指令来实现, 如 (图9) ,

两种编程方法对比讲解, 有助于学生对原有知识的巩固, 对新知识的消化吸收。通过对比讲解学生可以分析出同一设备, 相同的控制要求可以通过不同的编程方法来实现。通过对比学生还会知道, 不同的编程方法, 各自的特点是什么, 适用于怎样的编程场合等。总之在讲解功能指令时一定不要只进行指令的分析, 而是要注重其应用。通过不同实例分析各种功能指令应用的知识。

五、采用项目教学法, 完成编程指令的巩固运用

通过前面几个环节的学习, 学生基本掌握了PLC编程方法, 具有了一定的分析问题和解决问题的能力, 有了一定的编程功底。赵志群老师讲过“学习的内容是工作, 通过工作实现学习。”此时采用项目教学法授课最理想 (有工作题目) 。让学生在工作中学习巩固知识。

课前教师提出任务, 完成“立体仓库”程序设计与设备调试。学生以小组为单位进行小组讨论明确任务, 获取信息, 教师只是观察学生的活动, 不参与意见。完成任务分析后制定项目实施计划, 这时教师还是在旁边观察不参与意见。在确定工作方案作出决定的过程中, 教师一定要参与到活动中来, 提出建议作出指导。任务实施中教师不参与学生活动, 但是教师要为学生实施任务提供必要的物质准备。学生完成任务后一定要独立进行自检、修改和完善。最关键的是评判和反馈环节, 一般由教师和学生共同参与。具体步骤是:首先每组选出一个代表, 对本组编写的程序及项目实施过程向大家进行讲解, 分析程序运行调试情况, 然后自评。讲解完成后, 其他小组发表意见, 提出问题实现小组间互评。最后教师对学生的发言进行补充。并客观地对学生完成任务结果做出评判。通过这一系列的教学活动学生都积极主动地参与其中, 提高了学生的应变能力, 语言表达能力、自主学习能力、职业能力等。通过实践证明, 这一教学过程学生的参与度由传统教学的30%提高到75%, 效果非常好。

PLC编程是一个熟能生巧的学习过程, 只有通过大量的编程训练, 学生编起程序来才会得心应手, 编写出的程序才会变化无穷。PLC编程是一项规范严谨的工作, 需要编程者工作细致, 对所编写程序的安全性负责, 否则可能会因为自己编写程序时不认真, 使程序存在缺陷, 造成设备损坏。因此, 在教学过程中, 要注重对学生职业素养的培养, 培养学生具有良好的职业道德、职业意识和职业作风。比如:编写程序要严谨规范, 资料完整。一套完整的程序资料会对以后的设备维修、维护及设备升级改造起到很大的帮助作用。

六、结语

教学中要采取一切方法和手段提高学生的学习兴趣。只有提高了学生的学习兴趣, 他们才会积极主动地参与到教学活动中来。随着不断的学习, 知识不断的积累, 学生的探知欲望也会不断的提高, 进而发展到学生主动向老师索要学习任务, 要求老师向他们布置一些有难度的工作任务。最终学生在学习中获得了知识, 掌握了技能, 得到了自信。同时, 教师也会在教学中收获快乐。

参考文献

[1]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南, 清华大学出版社, 2009.5.

[2]赵志群.白滨.职业教育教师教学手册[M].北京师范大学出版社, 2013.5.

[3]郑金洲.互动教学, 福建教育出版社, 2005.1.

[4]葛志凯.电气控制与PLC技术及实训, 科学出版社, 2010.9.

[5]王万丽等.三菱PLC原理及应用, 人民邮电出版社, 2009.6.

PID可编程序控制仪 第11篇

关键词：可编程序控制器；自动化；未来发展

可编程序控制器也就是我们俗称的PLC，是一种通过进行数字运算进行操作的电子系统，其存储器是可编程的，能够对用户的指令进行存储，按照用户固有的指令程序进行逻辑运算，以及定时计数、算数操作等，同时通过参数化的模拟输入，输出信息控制机械生产。可编程序控制器的出现是工业自动化控制的衍生，伴随着工业自动化的不断发展，以微型处理器为核心的可编程序控制器，再应用计算机技术以及自动化技术，功能逐渐多元化并不断增强，可能在不久的将来，随着更多先进技术的不断融入，可编程序控制器的定义将会得到补充与完善。可编程控制器自问世以来，从接线逻辑发展到存储逻辑，一直到现在的逻辑控制的数字控制阶段，功能性无疑逐渐增强，应用领域随之扩大，不仅实现了单体设备的控制，到过程集散式控制以及远程自动化控制的模式发展，如今在可编程序控制器在处理参数、模拟量、以及数字信息的运算，人机交互方面都取得了巨大的进步，在工业控制领域，可编程控制器俨然成为了工业发展中的主流，并发挥着越来越大的作用。

一、PLC可编程序控制器概述

1.历史中的可编程序控制器

20世纪60年代，第一台可编程序控制器在美国问世，最初的功能仅仅包括逻辑、定时、计数等，控制器功能单一、结构简单，特别是硬件配置上在当时社会集成电路无法进行大规模甚至是量产的情况下，以磁芯存储器为核心的可编程序控制器的储存量与指令量是有限的，而且在功能使用方面，控制器机型较少，体积较大，无法在各个方面普及开来，随着70年代，集成电路的发展与推广，可编程序控制器也随之发生了巨大的进步，功能性方面的增强主要表现在能与计算机接口相连并增加数值运算、模拟运算等，随着软件自我诊断程序的出现，可编程序控制器的可靠性得到进一步提升；一直到80年代，微处理器的技术水平达到一定高度，单片机微处理器以及半导体存储器也大规模的普及开来，可编程序控制器处理器增加，数据处理能力大大提升，对于远程通信及I/O也开始支持，另外辅助功能上，浮点运算、三角函数、列表等辅助功能也逐渐被涵盖进可编程序控制器中，容错率得到提高；到90年代，计算机信息化浪潮促使网络技术普及应用，32位微处理器构成的超大规模集成电路无疑已经完全将传统逻辑控制装置取代，并不断的扩大其应用领域。

2.可编程序控制器的组成及工作原理

正如上文可编程序控制器的含义中所述，可编程控制器其实质作为工业控制计算机，系统的组成主要包括：处理器，能进行逻辑处理和数字运算的中央处理器，是整个系统的“大脑”核心，控制系统，并协调各个部分的工作；存储器，主要同于存放用户指令与逻辑变量相关信息；接口电路，连接PLC可编程序控制器与外界设备联系的主要方式，如I/O接口、显示器接口以及设备扩展接口；电路，信号的输入、输出主要通过信号转换方式经设备放大处理后进行其他方向的传递；最后就是系统电源，也就是保证设备运转的能源，也随着科学技术的不断发展变得高效起来。

PLC可编程序控制器的工作原理：按照用户要求将编好的程序存储到CPU中，工作时控制器按照逻辑算法周期性的循环扫描指令程序，经过输入信号采集、程序执行以及输出构成工作周期，完成整个运行过程。

二、可编程序控制器在工业中的应用与发展

1.自动化领域中的可编程序控制器

我国PLC技术目前在金属冶炼、石油开采、化工建材、机械制造、交通运输等诸多行业领域得到广泛的使用，其中主要的功能使用上，包括：（1）开关逻辑控制。一定程度上会，开关逻辑控制对传统继电器电路的更新换代具有促进作用，比如简单的顺序控制，因此在多机群的自动化生产线上，还是具有很大的使用空间，例如注塑机、组合机床等；（2）过程控制。在工业加工的过程中间，加工条件、温度、湿度、压力等模拟变量的存在需要相应的PLC控制算法来进行计算处理，形成主要的闭环控制；（3）运动控制。自驱动步进电机或伺服电机时，需要进行圆周运动或直线运动，在单轴或者多轴位置控制模块得到广泛应用，如机床、电梯等；（4）数据处理。PLC的处理器随着性能的提升能够进行复杂的数学运算，如矩阵运算、函数运算、逻辑运算等，在对数据进行转换、传送的过程中，数据的采集、分析、处理需要进行统一的表、位操作；（5）网络通信。在现代可编程序控制器中，PLC需要与外界及其他智能设备之间进行通讯，如工厂自动化的发展，就以此为基础不断开发利用。

2.可编程序控制器的发展趋势

可编程序控制器在不断发展的道路上，具有可靠性高、抗干扰能力强，能够在各种条件下甚至极端恶劣的环境中稳定工作，同时PLC的功能完善、适用性强，各种规模、各种系列化的产品均已形成，不仅展现了强大的数据运算能力，在科学控制领域的高精度化，CNC数控加工中心、人机交互界面等各种控制系统中，得到进步一开发，另外，其操作性简便，易于管理、学习。正因为如此丰富的功能与特点，可编程序控制器未来的发展是备受关注的，当前的研究热点主要分为以下几个方面：（1）产品规模化发展以及产品微型化发展，随着微型处理器技术的不断成熟，未来的PLC将会呈现“集成化”的发展，功能拼接更加多元化；（2）智能模块，CPU本身制造出来的初衷就是智能化的操纵，自身独立工作，与主机用户并行操作，在智能模块中，语音处理模块、智能通讯模块以及智能控制模块技术均已稳步发展；（3）机电一体化，机械与电子信息技术的集合，是将所有开发展产品的机械工作机构与PLC微电子控制模块、传感器、以及中转执行机构糅合的意向综合性科学，具有很强的前瞻性，与战略性，是自动化的基础，因此在不久的将来，可编程序控制器的发展，不仅取决于产品本身的发展，还取决于可编程序控制器与其他设备结合的进一步深化，通过PCL将功能、资源、机械技术、管理系统结合起来，在未来工业的发展中，具有举足轻重的作用及地位。

参考文献：

[1] 刘 敏.可编程控制器技术[M].机械工业出版社，2001.

[2] 程 周.可编程序控制器技术与应用[M].北京：电子工业出版社，2002.

可编程控制器程序设计方法初探 第12篇

由于生产过程控制要求的复杂程度不同, 可将程序按结构形式分为模块化程序和基本程序。

基本程序既可以作为独立程序控制简单的生产工艺过程, 也可以作为组合模块结构中的单元程序;依据计算机程序的设计思想, 基本程序的结构方式只有三种:顺序结构、条件分支结构和循环结构。

模块化程序:把一个总的控制目标程序分成多个具有明确子任务的程序模块, 分别编写和调试, 最后组成一个完整总任务的完整程序。这种方法称为模块化程序设计

经验设计法需要设计者掌握大量的基本程序。这些基本程序例如电动机正反转联锁控、断开延时和接通延时控制程序、警灯闪烁控制程序等。

我们以工作台自动往返循环工作来进行说明。

1 设计要求

(1) 自动循环工作。

(2) 点动控制。

(3) 单循环运行, 即工作台前进、后退一次循环后停在原位。

(4) 8次循环计数控制。即工作台前进、后退为一个循环, 循环8次后自动停在原位。

2 分析控制要求

(1) 工作台前进与后退是通过电动机正反转来控制的, 所以要用电动机正反转这一基本程序;

(2) 工作台工作方式有点动控制和自动控制两种方式, 可以采用程序 (软件的方法) 实现两种运行方式的转换。

(3) 工作台有单循环和多次循环两种工作状态, 可以采用控制开关来选择。

(4) 多次循环因要限定循环次数, 所以选择计数器来进行控制。

3 分配I/O点

PLC控制系统I/O分配, 依据生产流水线从前到后, I/O点数由小到大, 尽可能把一个系统、设备或部件的I/O信号集中编制, 以利于维护。表1为本例的I/O分配地址表。

4 控制程序设计

4.1 基本控制环节的程序

本控制要求的对象是工作台, 工作方式有前进和后退。电动机正转时, 使工作台前进, 电动机反转时, 使工作台后退, 因此基本控制程序是正反转控制程序, 如图 (1) 所示。

4.2 实现自动往返功能的程序设计

工作台前进过程中撞块压合SQ2后, SQ2动作, X6常闭触点应先断开Y0线圈, 使工作台停止前进, 后X6的常开触点再接通Y1线圈, 使工作台后退, 完成工作台由前进转为后退的动作, 同理, 撞块压合SQ1后, 工作台完成由后退转为前进的动作, 因此在图 (1) 中加入二个限位开关, 如图 (2) 所示。

4.3 实现点动控制功能和单循环控制功能程序设计

根据点动的概念可知, 如果在上述梯形图中解除自锁, 就能实现点动控。所以利用开关SA1来选择点动和自动控制。SA1闭合后实现点动, SA1断开, 实现自动控制。

单循环工作方式是指启动按钮按下后, 工作台由原位前进, 当撞块压合SQ2后由工作台前进转为后退, 后退到原位后撞块压合SQ1后, 使工作台停在原位。如果撞块压合SQ1后, 则X5常闭触点断开, 使Y1线圈失电, 工作台停止后退。在X5常开触点闭合后, 只要不使Y0线圈得电, 工作台就不会前进, 这样便实现了单循环控制。如图 (3) 所示。

根据上面这个例子, 我总结出经验法设计梯形图的一般规律:

(1) 根据控制要求, 设计出基本程序;

(2) 逐步补充完善程序;使其能完生满足控制要求;

(3) 设置必要的联锁保护程序。

PLC控制系统的程序设计是一个步骤有序的系统工程, 要想做到熟练自如, 需要反复实践和练习。设计的每一步, 都要依靠平时所积累的程序设计经验来设计程序。

参考文献