PLC毕业设计

东北石油大学秦皇岛分校毕业设计（论文）I摘要PLC问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。PLC(可编程序控制器)已被广泛应用于工业现场的控制设备，其具有编程方便、工作稳定、抗干扰能力强和可靠性高等优点，采用PLC来实现硝酸生产联锁报警系统，使系统达到生产安全可靠，具有重大意义。工业生产过程中，发生事故是难免的，在生产线自动控制系统设计中要注重各种安全保护功能的实现。在硝酸生产这样的化工生产过程中，有高压有毒及腐蚀性物质产生，其事故的危害性更大。因此，在这类生产过程的自动控制系统中，实现联锁报警控制是十分必要的。本毕业课程设计阐述了硝酸生产联锁报警控制系统的意义，介绍了系统的特性和要求，并根据要求提出了生产联锁报警的实现线路，用S7—200PLC实现了联锁报警控制，本设计给出了PLC实现的部分程序。用PLC的相关知识完成简单的PLC控制，通过对PLC的选择，和对PLC控制系统的调试及运行，结果表明此设计达到了预期的报警要求，有一定的实际使用价值。关键词：PLC联锁报警硝酸东北石油大学秦皇岛分校毕业设计（论文）II目录第1章PLC的基本概念及结构特点.............................-1-1.1PLC的基本概念................................................-1-1.1.1PLC的定义...................................................-1-1.1.2PLC的发展...................................................-1-1.1.3PLC的应用领域...............................................-2-1.2PLC的基本结构................................................-3-1.2.1CPU的构成...................................................-3-1.2.2I/O模块.....................................................-3-1.2.3电源模块....................................................-4-1.2.4底板或机架...................................................-4-1.2.5PLC系统的其它设备...........................................-4-1.2.6PLC的通信联网...............................................-4-1.3PLC的特点.....................................................-4-1.3.1高可靠性....................................................-4-1.3.2丰富的I/O接口模块..........................................-5-1.3.3采用模块化结构..............................................-5-1.3.4编程简单易学................................................-5-1.3.5安装简单....................................................-5-1.3.6PLC的功能...................................................-5-第2章PLC的工作原理及PLC控制系统设计..................-7-2.1PLC的分类.....................................................-7-2.2PLC的工作原理................................................-7-2.2.1PLC的运行方式...............................................-7-2.2.2扫描技术.....................................................-8-2.2.3I/O寻址方式.................................................-8-2.3可编程控制器控制系统设计的基本步骤.........................-9-2.3.1系统设计的主要内容...........................................-9-2.3.2系统设计的基本步骤...........................................-9-2.4PLC的编程语言...............................................-11-2.4.1梯形图（LadderDiagram）....................................-12-2.4.2布尔助记符（BooleanMnemonic）.............................-12-第3章SIMATICS7-200系列PLC相关产品介绍.............-13-东北石油大学秦皇岛分校毕业设计（论文）III3.1SIMATICS7-200系列PLC综述.................................-13-3.2S7-200系列PLC的CPU型号...................................-13-3.3S7—200系列PLC的常用继电器................................-15-第4章PLC用于生产过程中的联锁报警控制.................-16-4.1应用背景与需求...............................................-16-4.2生产过程联锁报警控制功能分析...............................-16-4.3联锁报警控制功能的实现......................................-18-4.4PLC用于连锁报警的梯型图....................................-19-4.5助记符........................................................-22-4.6程序的调试与运行过程........................................-24-4.7结论...........................................................-24-致谢..........................................................-25-附录..........................................................-25-参考文献.........................................................-26-东北石油大学秦皇岛分校毕业设计（论文）-1-第1章PLC的基本概念及结构特点1.1PLC的基本概念1.1.1PLC的定义PLC问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。为了使其生产和发展标准化，美国电气制造商协会NEMA（NationalElectricalManufactoryAssociation）经过四年的调查工作，于1984年首先将其正式命名为PC（ProgrammableController），并给PC作了如下定义：“PC是一个数字式的电子装置，它使用了可编程序的记忆体储存指令。用来执行诸如逻辑，顺序，计时，计数与演算等功能，并通过数字或类似的输入/输出模块，以控制各种机械或工作程序。一部数字电子计算机若是从事执行PC之功能着，亦被视为PC，但不包括鼓式或类似的机械式顺序控制器。”以后国际电工委员会(IEC)又先后颁布了PLC标准的草案第一稿，第二稿,并在1987年2月通过了对它的定义：“PLC可编程序控制器：PLC英文全称ProgrammableLogicController,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在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。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。1.1.2PLC的发展在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称ProgrammableController（PC）。1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用。东北石油大学秦皇岛分校毕业设计（论文）-2-到1971年，已经成功地应用于食品，饮料，冶金，造纸等工业。这一新型工业控制装置的出现，也受到了世界其他国家的高度重视。1971日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台PLC。1973年，西欧国家也研制出它们的第一台PLC。我国从1974年开始研制。于1977年开始工业应用。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为ProgrammableLogicController（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。目前，国外PLC制造商不断推出新产品。西门子最初推出S5系列，然后推出S7系列；三菱开始是F系列，FX系列，现在是A系列（A1、A2、A2X）。大趋势是功能越来越多，集成度越来越高，网络功能越来越强。特别是网络，因为联网是一个大潮流。PLC的最新发展动态：一是PLC网络化技术的发展，其中有两个趋势，一方面，PLC网络系统已经不再是自成体系的封闭系统，而是迅速向开放式系统发展，各大品牌PLC除了形成自己各具特色的PLC网络系统，完成设备控制任务之外，还可以与上位计算机管理系统联网，实现信息交流，成为整个信息管理系统的一部