PLC控制系統(tǒng)課程設(shè)計PAGE5目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第1章三相電熱器控制工藝分析 11.1電熱器的發(fā)展 11.2三相電熱器控制工藝分析 1第2章三相電熱器控制PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 22.1三相電熱器控制程序流程圖設(shè)計 22.2三相電熱器控制程序設(shè)計思路 2第3章三相電熱器控制PLC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 43.1PLC與上位監(jiān)控軟件通訊 43.2上位監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計 43.3三相電熱器控制PLC監(jiān)控系統(tǒng)梯形圖 5結(jié)論與體會 7參考文獻(xiàn) 8附錄 9

第1章三相電熱器控制工藝分析1.1電熱器的發(fā)展電加熱是將電能轉(zhuǎn)換為熱能的過程。自從發(fā)現(xiàn)電源通過導(dǎo)線可以發(fā)生熱效應(yīng)之后，世界上就許多發(fā)明家從事于各種電熱電器的研究與制造。電熱的發(fā)展及普及應(yīng)用也與其它行業(yè)一樣，遵循著這樣一個規(guī)律：從先進(jìn)的國家逐步推廣到世界各國；從城市逐步發(fā)展到農(nóng)村；由集體使用發(fā)展到家庭、再到個人；產(chǎn)品由低檔發(fā)展到高檔。十九世紀(jì)處于萌芽階段的電熱電器大都是拙劣的，最早出現(xiàn)是用于生活的電熱電器，1893年電慰斗的雛型首在美國出現(xiàn)并使用，接著到1909年出現(xiàn)電灶的使用，那是在爐灶中放置電加熱器，也就是說加熱從柴禾轉(zhuǎn)移到電氣，即從電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。但是真正電熱電器工業(yè)的急速發(fā)展，卻是在用作電熱元件的鎳鉻合金的發(fā)明之后。1910年美國首先研制成功用鎳鉻合金電熱絲制作的電慰斗，這就從根本上改善了電慰斗結(jié)構(gòu)，使用慰斗迅速得到普及。到1925年在日本出現(xiàn)在鍋中安裝電熱元件的產(chǎn)品，成為現(xiàn)代電飯鍋的原形。在這階段工業(yè)上也出現(xiàn)實驗室用電爐，熔膠爐、暖氣器等電熱產(chǎn)品。1910年至1925年是電熱電器歷史上的大發(fā)展階段，在家庭和工業(yè)方面，電熱電器各種品種的出現(xiàn)和普及應(yīng)用都得到了急速的發(fā)展，而尤以家庭方面為甚。所以鎳鉻合金的發(fā)明是奠定了電熱電器工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。1.2三相電熱器控制工藝分析電加熱器是一種消耗電能轉(zhuǎn)換為熱能，來對需加熱物料進(jìn)行加熱。在工作中低溫流體介質(zhì)通過管道在壓力作用下進(jìn)入其輸入口，沿著電加熱容器內(nèi)部特定換熱流道，運用流體熱力學(xué)原理設(shè)計的路徑，帶走電熱元件工作中所產(chǎn)生的高溫?zé)崮芰浚贡患訜峤橘|(zhì)溫度升高，電加熱器出口得到工藝要求的高溫介質(zhì)。電加熱器內(nèi)部控制系統(tǒng)依據(jù)輸出口的溫度傳感器信號自動調(diào)節(jié)電加熱器輸出功率，使輸出口的介質(zhì)溫度均勻；當(dāng)發(fā)熱元件超溫時，發(fā)熱元件的獨立的過熱保護(hù)裝置立即切斷加熱電源，避免加熱物料超溫引起結(jié)焦、變質(zhì)、碳化，嚴(yán)重時導(dǎo)致發(fā)熱元件燒壞，有效延長電加熱器使用壽命。三相電的最大用途是驅(qū)動電熱器。如果是單相或者兩項交流電構(gòu)不成穩(wěn)定的具有固定旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場，四相、五相甚至更多的相當(dāng)然好，但費用昂貴不經(jīng)濟(jì)，那就只有選三相交流電了。三相電的產(chǎn)生是因為其能為電電熱器帶來較好的性能。三相并不是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的最小相數(shù)，兩個在空間上垂直，在相位上差90度的交流線圈同樣可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，但這會造成電機(jī)極距下線圈無法均布，從而不但降低了電機(jī)容量，還會產(chǎn)生主磁場的嚴(yán)重崎變。三相供電系統(tǒng)具有很多優(yōu)點，為各國廣泛采用。在發(fā)電方面，相同尺寸的三相發(fā)電機(jī)比單相發(fā)電機(jī)的功率大，在三相負(fù)載相同的情況下，有利于電熱器的工作；在傳輸方面，三相系統(tǒng)比單相系統(tǒng)節(jié)省傳輸線，三相變壓器比單相變壓器經(jīng)濟(jì)三相電應(yīng)是工廠用的三相動力線，是三根火線，火線之間的電壓是380V，而每根火線與零線是220V,也就是我們用的市電。三根火線相位不同，相差120度。

第2章三相電熱器控制PLC控制系統(tǒng)設(shè)計2.1三相電熱器控制程序流程圖設(shè)計開始開始判斷coscos切在1位置cos切在2位置按鍵選擇PB5按下是否按鍵選擇PB5按下是否按PBl，風(fēng)扇運轉(zhuǎn)[MCl、PLl閃爍]，PL4熄滅。5秒后[PLl閃爍5次]，PLl亮，此時方可按PB2，電熱器導(dǎo)電[MC2、PL2動作]按PB4時電熱器斷電，15秒后[PLl閃爍15次]，風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)，PL4亮風(fēng)扇運轉(zhuǎn)[MCl、PLl動作]，電熱器導(dǎo)電[MC2、PL2動作]，PL4熄滅風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)，電熱器斷電[PL4動作]按PBl，風(fēng)扇運轉(zhuǎn)[MCl、PLl閃爍]，PL4熄滅。5秒后[PLl閃爍5次]，PLl亮，此時方可按PB2，電熱器導(dǎo)電[MC2、PL2動作]按PB4時電熱器斷電，15秒后[PLl閃爍15次]，風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)，PL4亮風(fēng)扇運轉(zhuǎn)[MCl、PLl動作]，電熱器導(dǎo)電[MC2、PL2動作]，PL4熄滅風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)，電熱器斷電[PL4動作]結(jié)束結(jié)束圖2-1三相電熱器控制流程圖2.2三相電熱器控制程序設(shè)計思路1．控制電路如圖2-2所示。2．COS切在1的位置。(1)按住PB5，風(fēng)扇運轉(zhuǎn)[MCl、PLl動作]，電熱器導(dǎo)電[MC2、PL2動作]，PL4熄滅。(2)放開PB5，風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)，電熱器斷電[PL4動作]。(3)此時按PBl、PB2、PB4均無作用。3．COS切在2的位置。(1)按PBl，風(fēng)扇運轉(zhuǎn)[MCl、PLl閃爍]，PL4熄滅。5秒后[PLl閃爍5次]，PLl亮，此時方可按PB2，電熱器導(dǎo)電[MC2、PL2動作]。(2)按PB4時電熱器斷電，15秒后[PLl閃爍15次]，風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)，PL4亮。(3)此時按PB5沒有作用。4．熱繼電器(TH—RY)動作時，風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)，電熱器斷電，PL4亮，BZ響，PL3閃爍[ON／0．5s，OFF／0．5s]。5．熱繼電器先復(fù)位，警報同前[BZ響、PL3閃爍]，按PB3，Bz停響，PL3熄滅。6．先按PB3時，Bz停響，PL3亮；熱繼電器復(fù)位，PL3熄滅。

第3章三相電熱器控制PLC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計3.1PLC與上位監(jiān)控軟件通訊上位機(jī)是指人可以直接發(fā)出操控命令的計算機(jī)，一般是PC,屏幕上顯示各種信號變化（液壓，水位，溫度等）。下位機(jī)是直接控制設(shè)備獲取設(shè)備狀況的計算機(jī)，一般是PLC/單片機(jī)之類的。上位機(jī)發(fā)出的命令首先給下位機(jī)，下位機(jī)再根據(jù)此命令解釋成相應(yīng)時序信號直接控制相應(yīng)設(shè)備。下位機(jī)不時讀取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)（一般模擬量），轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號反饋給上位機(jī)。簡言之如此，上下位機(jī)都需要編程，都有專門的開發(fā)系統(tǒng)。在概念上，控制者和提供服務(wù)者是上位機(jī)，被控制者和被服務(wù)者是下位機(jī)，也可以理解為主機(jī)和從機(jī)的關(guān)系，但上位機(jī)和下位機(jī)是可以轉(zhuǎn)換的，兩機(jī)如何通訊，一般取決于下位機(jī)。TCP/IP一般是支持的。但是下位機(jī)一般具有更可靠的獨有通訊協(xié)議，購買下位機(jī)時，會帶一大堆手冊光盤，告訴你如何使用特有協(xié)議通訊。里面會舉大量例子。一般對編程人員而言一看就會，即使用新的API。多語言支持功能模塊，一般同時支持?jǐn)?shù)種高級語言為上位機(jī)編程。通常上位機(jī)和下位機(jī)通訊可以采用不同的通訊協(xié)議，可以有RS232的串口通訊，或者采用RS485串行通訊，當(dāng)用計算機(jī)和PLC通訊的時候不但可以采用傳統(tǒng)的D形式的串行通訊，還可以采用更適合工業(yè)控制的雙線的PROFIBUS-DP通訊，采用封裝好的程序開發(fā)工具就可以實現(xiàn)PLC和上位機(jī)的通訊。當(dāng)然可以自己編寫驅(qū)動類的接口協(xié)議控制上位機(jī)和下位機(jī)的通訊。3.2上位監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計在使用工控軟件中，我們經(jīng)常提到組態(tài)一詞，組態(tài)英文是“Configuration”，其意義究竟是什么呢？簡單的講，組態(tài)就是用應(yīng)用軟件中提供的工具、方法，完成工程中某一具體任務(wù)的過程。與硬件生產(chǎn)相對照，組態(tài)與組裝類似。如要組裝一臺電腦，事先提供了各種型號的主板、機(jī)箱、電源、CPU、顯示器、硬盤、光驅(qū)等，我們的工作就是用這些部件拼湊成自己需要的電腦。當(dāng)然軟件中的組態(tài)要比硬件的組裝有更大的發(fā)揮空間，因為它一般要比硬件中的“部件”更多，而且每個“部件”都很靈活，因為軟部件都有內(nèi)部屬性，通過改變屬性可以改變其規(guī)格（如大小、性狀、顏色等）。在組態(tài)概念出現(xiàn)之前，要實現(xiàn)某一任務(wù)，都是通過編寫程序（如使用BASIC、C、FORTRAN等）來實現(xiàn)的。編寫程序不但工作量大、周期長，而且容易犯錯誤，不能保證工期。組態(tài)軟件幾天就可以完成。組態(tài)軟件是有專業(yè)性的。一種組態(tài)軟件只能適合某種領(lǐng)域的應(yīng)用。組態(tài)概念最早出現(xiàn)在工業(yè)計算機(jī)控制中。如DCS（集散控制系統(tǒng)）組態(tài)，PLC（可編程控制器）梯形圖組態(tài)。人機(jī)界面生成軟件就叫工控組態(tài)軟件。其實在其他行業(yè)也有組態(tài)的概念，人們只是不這么叫而已。如AutoCAD、PhotoShop、辦公軟件（PowerPoint）都存在相似的操作，即用軟件提供的工具來形成自己的作品，并以數(shù)據(jù)文件保存作品，而不是執(zhí)行程序。組態(tài)形成的數(shù)據(jù)只有其制造工具或其他專用工具才能識別。但是不同之處在于，工業(yè)控制中形成的組態(tài)結(jié)果是用在實時監(jiān)控的。組態(tài)工具的解釋引擎，要根據(jù)這些組態(tài)結(jié)果實時運行。從表面上看，組態(tài)工具的運行程序就是執(zhí)行自己特定的任務(wù)。雖然說組態(tài)就是不需要編寫程序就能完成特定應(yīng)用。但是為了提供一些靈活性，組態(tài)軟件也提供了編寫手段，一般都是內(nèi)置編譯系統(tǒng)，提供類BASIC語言，有的甚至支持VB。在當(dāng)今工控領(lǐng)域，一些常用的大型組態(tài)軟件主要有：WinCC、iFix、Intouch、組態(tài)王、力控、易控等。3.3三相電熱器控制PLC監(jiān)控系統(tǒng)梯形圖07121723071217232730M5X006X000M102X006M102X006M101M1M101M1X001X006X000Y001M103X001X006X000Y001M103M103M5T2M103MM101Y001T1K50M103Y002T1K50M103Y002TIM103M2M100TIM103M2M100M2M2MM103M2M104M104YY002M5MX002M102Y002Y002374146374146505461697379818689X004M104M1M105M105M105M105T2K150M1M3T2K150M1M3M3MM3M4X006M3M3X003M4M4M4MM3M4M2M100M1M106M106T3K5T4K10Y000Y003M106T4T3K5T4K10Y000Y003M106T4M106M100MM106M100MM1M2Y001T3M106Y002T3Y002T3M4Y001Y002Y004Y005Y006ENDY004Y005Y006END圖3-1三相電熱器控制PLC監(jiān)控系統(tǒng)梯形圖結(jié)論與體會通過這次的課程設(shè)計，我親身體會到做PLC程序設(shè)計的艱辛和努力，在設(shè)計過程中，我遇到了不少困難，也有許多從未遇到的難題，但是我堅持并努力的克服了，在尋求答案的過程中我學(xué)習(xí)到了更多知識，這都是在這次課程設(shè)計中學(xué)習(xí)到的寶貴經(jīng)驗，相信在以后的學(xué)習(xí)生活中，我會繼續(xù)運用好這種精神，讓學(xué)習(xí)和工作變得更加有樂趣，也更加積極向上的學(xué)習(xí)新知識。通過這次設(shè)計實踐。我學(xué)會了PLC的基本編程方法，對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做實踐設(shè)計以前，我們對知道的撐握都是思想上的，對一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來的程序與到PLC中的時候，問題出現(xiàn)了，不是不能運行，就是運行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對PLC的理解得到加強(qiáng)，看到了實踐與理論的差距。設(shè)計的過程本身就是收集知識和尋找答案的過程，這個過程中可能有時一籌莫展，有時無從下手，但是一旦找到了靈感，找到了方法，其實事情本來很簡單，只是以前從來沒有想到而已，所以，在以后的學(xué)習(xí)和工作中，試著嘗試換一種方式，用嶄新的思維重新思考下，或許就有了更大的收獲。參考文獻(xiàn)[1]張偉林.電氣控制與PLC應(yīng)用[M].北京:人民郵電出版社,2006.[2]周美蘭.PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計[M].北京:科學(xué)出版社,2003.[3]洪志育.例說PLC[M].北京:人民郵電出版社,2006.[4]呂衛(wèi)陽.PLC工程應(yīng)用實例分析[M].北京:中國電力出版社,2007.[5]連建華.PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京:國防工業(yè)出版社,2009.[6]李輝.S7-200PLC編程原理與工程實訓(xùn)[M].北京:航空航天大學(xué)出版社,2008.[7]吳中俊,黃永紅.可編程序控制器原理及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.[8]王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京:航空航天大學(xué)出版社,2003.附錄LDX006ANDX000OUTM5ANDX005OUTM102ANDM5OUTM101LDX001ORY001ANDX006ANDX000OUTM103LDM103ANDM5ANDT2ORM101OUTY001LDM103ANIY002OUTT1K50OUTM100LDT1ORM2ANDM103OUTM2LDM103ANDM2OUTM104LDY002ORX002ANDM5ANDM1ANDM104ORM102OUTY002LDX004ORM1ANDM104OUTM105LDM105OUTT