课程设计--机械滑台工艺流程控制系统设计

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1、机械滑台工艺流程控制系统设计 第一章 PLC简介 PLC（Programmable logic Controller）,是指以计算机技术为基础的新型工业 装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的 PLC标准草案中对PLC下定义： “PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。 它采 用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数 和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型 的机械或生产过程。 PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成

2、一个 整体，易于扩展其功能的原则而设计。” 1 1. .1 1 PLCPLC的特点的特点 1、可靠性高，抗干扰能力强 2、 配套齐全，功能完善，适用性强 3 、易学易用，深受工程技术人员欢迎 4、 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造 5 、体积小，重量轻，能耗低 1.1.2 2 PLCPLC的应用领域的应用领域 目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、 汽车、轻纺、交通运及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。 1.2.1 开关量的逻辑控制 这是PLC最基本、 最广泛的应用领域， 它取代传统的继电器电路， 实现逻辑控制、 顺序控制，既可用于

3、单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑 机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 1.2.2 模拟量控制 在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速 度等都是模拟量。为了控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量 （Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程 控制器用于模拟量控制。 1.2.3 运动控制 PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。 从控制机构配置来说， 早期直接用于 开关量I/O模块连接位和执行机构， 现在一般使用专用的运动控制模块。 如可驱动步 进电

4、机或伺服电机的单轴或多轴位置控 世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能， 广泛用于各种机械、 机床、 机器人、电梯等场合. 1.2.4 过程控制 过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机， PLC能编制各种各样控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中 用得较多的调节方法。 大中型PLC都有PID模块,目前许多小型PLC也具有此功能模块。 PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热炉控制等场合有 非常广泛的应用。 1.2.5 数据处理 现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据 转换、排序

5、、查表、功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存 储在存储器中的参考值比较，完成一定 控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数 据处理一般用于大型控制系统控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造 纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 1.2.6 通信及联网 PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发 展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出 各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接接口,通信非常方便。 1.1.3 3 plcplc的工作原理和结构的工作原理和结构 1.

6、3.1 PLC 的工作原理： 采用循环扫描方式。在 PLC 处于运行状态时，从内部处理、通信操作、程序 输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。 注意：由于 PLC 是扫描工作过程，在程序执行阶段即使输入发生了变化，输入状态 映象寄存器的内容也不会变化，要等到下一周期的输入处理阶段才能改变。 1.3.2 结构： plc 实质上是一种专用与工业控制的计算机， 其硬件结构基本上与微型计算机再 结构上分为固定式和组合式（模块式）两种，固定式 plc 包括 CPU 板，I/O 板，显 示面板，内存块，电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。 模块式plc包括CPU模块，I/O模块，内存模块，电源模块，底板或机架。这些模块可 以按照一定的规则组合配置。 图1 PLC基本结构图 1.4 1.4 PLCPLC系统的其它设备系统的其它设备 1.4.1 编程设备： 编程器是 PLC 开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统 作一些设定、监控 PLC 及 PLC 所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制 运行。小编程器