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plc课程设计
基于PLC的油循环系统的设计
摘要:
可编程控制器(简称PLC或PC)是一种新型的具有极高可靠性的通用工业自动化控制装置。
它以微处理器为核心,有机地将微型计算机技术、自动化控制技术及通信技术融为一体。
它具有控制能力强、可靠性高、配置灵活、编程简单、易于扩展等优点,是当今及今后工业控制的主要手段和重要的控制设备。
本论文基于PLC对一个简单的油循环控制系统的设计,方法简便快捷,运行稳定,结果准确可靠。
关键词:
PLC;油循环控制系统
目录
1设计任务书1
2控制系统构成2
2.1PLC的选型2
2.2外围I/O设备2
2.3输入/输出分配表2
3功能流程图3
4硬件设计4
5软件设计5
6仿真结果6
6.1启动6
6.2运行7
6.3停止9
7总结10
参考文献10
1设计任务书
设计题目:
基于PLC的油循环控制系统的设计
设计要求:
(1)按下启动按钮SB1后,泵1、泵2通电运行,由泵1将油从循环槽打入淬火槽,经沉淀槽,再由泵2打入循环槽,运行15min后,泵1、泵2停。
(2)在泵1、泵2运行期间,如果沉淀槽的水位到达高水位,液位传感器SL1接通,此时泵1停,泵2继续运行1min。
(3)在泵1、泵2运行期间,如果沉淀槽的水位到达低水位,液位传感器SL2由接通变断开,此时泵2停,泵1继续运行1min。
(4)当按下停止按钮SB2后,泵1、泵2同时停。
设计工作:
(1)控制系统构成;
(2)系统资源分配;
(3)功能流程图;(4)硬件连接图;
(5)逻辑控制图;(6)控制软件编程;
(7)设计仿真结果。
系统的工艺图如下所示:
2控制系统构成
2.1PLC的选型
目前,国内外PLC生产厂家生产的PLC品种已达数百个,其性能也各有特点,价格也不尽相同。
在确保设计的安全可靠,运行稳定,配置合理等条件下,由于本设计处理数据的点数不多,所以用中小型PLC即可实现,故采用西门子公司的S7-200CPU224系列PLC。
2.2外围I/O设备
1、手动调整采用按钮点动的控制方式;
2、启动、停止按钮(SB1、SB2)为点动控制,为PLC输入I0.0、I0.1
3、系统采用2台电机:
泵1和泵2,再用继电器KM1、KM2控制电机运转;继电器由PLC中输出Q0.0、Q0.1控制;
4、高低液位传感器(SL1、SL2)为液位开关为PLC输入I0.2、I0.3其中I0.3为常开触点。
5、对于部分与控制过程无关的部件,采用不进入PLC的方法以节省I/O点数。
此设计的输入点数,包括启动按钮、停止按钮、液位传感器(2个)开关共4点;输出点包括泵1、泵2共2点;
6、数字量输入使用数字滤波,不使用脉冲捕捉功能,输出表设计为封锁输出方式。
2.3输入/输出分配表
CPU224带有14点数字量输入和10点数字量输出,完全满足此油循环控制系统的要求,所以不再需要输入/输出模块。
I/O分配采用自动分配方式,建立所有现场控制元件与PLC编程元件的地址分配表。
如下所示:
输入/输出元件地址分配表
控制元件
符号
编程地址
控制元件
符号
编程地址
启动按钮
SB1
I0.0
泵1
P1
Q0.0
停止按钮
SB2
I0.1
泵2
P2
Q0.1
液位传感器
SL1
I0.2
液位传感器
SL2
I0.3
3功能流程图
根据系统动作特性和工作要求,绘制出功能流程图,如下所示:
4硬件设计
根据输入/输出元件的地址分配表可以设计出PLC的外部接线图,如下所示。
在实际接线时,请注意以下几个问题:
1、允许电源电压有一定的浮动范围,并且一定要有保护装置,如熔段器等;
2、输入与输出端子与公用的COM端;
3、输出线的线圈与电磁阀(电磁进水阀,电磁出水阀)必须加保护电路。
电机的连接图如下图所示:
5软件设计
Network1
LDI0.0
OM0.0
ANI0.1
ANT37
=M0.0
TONT37,9000
Nerwork2
LDI0.2
OM0.1
AM0.0
ANT38
=M0.1
TONT38,600
Network3
LDNI0.3
OM0.2
AM0.0
ANT39
=M0.2
TONT39,600
Network4
LDM0.0
ANM0.1
=Q0.0
Network5
LDM0.0
ANM0.2
=Q0.1
6仿真结果
6.1启动
按下启动按钮SB1(I0.0=1)后,泵1(Q0.0=1)、泵2(Q0.1=1)通电运行,系统共运行15min。
6.2运行
1:
在泵1、泵2运行期间,如果沉淀槽的水位到达高水位,液位传感器SL1(I0.2=1)接通,此时泵1停(Q0.0=0),泵2(Q0.1=1)继续运行1min。
2:
在泵1、泵2运行期间,如果沉淀槽的水位到达低水位,液位传感器SL2由接通变断开(I0.3=0),此时泵2停(Q0.1=0),泵1(Q0.0=1)继续运行1min。
6.3停止
当按下停止按钮SB2(I0.1=1)后,泵1(Q0.0=0)、泵2(Q0.1=0)同时停。
7总结
本课程从工程应用的角度出发,以我国目前广泛应用的德国西门子(SIEMENS)公司的SIMATIC系列的S7-200型PLC为样机,突出应用性和实践性,重点学习了小型PLC的结构、工作原理和编程规则,详细掌握了系统的指令系统、组态配置、网络通信和性能指标,并通过几个实验有针对性的工程实例让我们熟悉了工程上常用的PLC控制系统的设计思想、设计步骤、设计方法、设计仿真等。
这次课程设计重点在程序的设计,在这个过程中,我参考了不少书本上的例子,通过不断的改正和完善,最后的程序不仅满足油循环控制系统的各项指标和功能要求,而且简单易懂、运行稳定性高、速度快,易于扩展、可移植性高,取得了最后的成功。
论文的撰写文字和流程图上结合设计的特点参考了书本的部分内容,逻辑控制图和设计仿真图在V4.0STEP7MicroWINSP6和S7_200上仿真时截图所得。
参考文献
[l]胡学林编著.可编程控制器教程(基础篇)[M].北京:
电子工业出版社,2010.
[2]求是科技编著.PLC应用开发技术与工程实践[M].北京人民邮电出版社,2002.