【正文】 2 可編程控制器（ PLC） 簡介 PLC 的基本概念 可編程控制器 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，如圖 所示： 南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁，共 33 頁 圖 可編程控制器 控制系統(tǒng)示意圖 （ 1） 中央處理單元 (CPU) 中央處理單元 (CPU)是 可編程控制器 的控制中樞。傳感輸出的開關(guān)量或模擬量 、 限位開關(guān)、 按鈕 開關(guān)以及行程開關(guān)等 輸入信號(hào) ， 送人可編程控制器都需經(jīng)過輸入模塊 。實(shí)現(xiàn)數(shù)字量 與 模 擬量之間的轉(zhuǎn)換即 D/A 或 A/D 轉(zhuǎn)換 由 模擬量輸入 /輸出模塊 來執(zhí)行 。 2．在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便。 當(dāng) 可編程控制 器開始工作 后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。調(diào)試過程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。 C），故同時(shí)使用四根加熱管進(jìn)行迅速加熱。 C 時(shí)使用第三根加熱管進(jìn)行加熱，以確保供暖效果最佳。當(dāng)鍋爐 內(nèi)水位低于正常工作水位時(shí)，傳遞數(shù)據(jù)發(fā)送給 PLC 控制補(bǔ)水泵進(jìn)行補(bǔ)水，以防止出現(xiàn)燒干現(xiàn)象。 在 考慮經(jīng)濟(jì)性 的同 時(shí)， 也許考慮 可操作性、可擴(kuò)展性、投入產(chǎn)出比等 各種 因素， 并 選出 最合適 的產(chǎn)品。為了方便接線， CPU224 機(jī)型采用可插拔整體端子；用于通信的 RS485 接口在機(jī)身的左下部。 熱電阻的接線方式有 2 線、 3線和 4線三種。 2） 電加熱 管 結(jié)構(gòu) ： 電加熱管是以金屬管為外殼，沿管內(nèi)中心軸向均布螺旋電熱合金絲（鎳鉻，鐵鉻合金）其空隙填充壓實(shí)具有良好絕緣導(dǎo)熱性能的氧化鎂砂，管口兩端用硅膠或陶瓷密封，這種金屬鎧裝電熱元件可以加熱空氣，金屬模具和各種液體。從結(jié)構(gòu)上分為單閥單罐型、單閥雙罐型、雙閥雙罐型和多閥多罐型幾種形式。 例如，冷端的溫度為２０度，所測(cè)出對(duì)應(yīng)測(cè)量端的溫度為１００度，但由于冷端溫度的變化 (因?yàn)闇囟拳h(huán)境一般不可能為恒溫 )，由２０度降低至１８度，溫度差就變大了，那么相對(duì)應(yīng)的測(cè)量端的溫度就會(huì)相應(yīng)的變化為１０２，影響了測(cè)量值的準(zhǔn)確性。補(bǔ)償導(dǎo)線補(bǔ)償?shù)氖撬鼈兣c溫度傳感器連接處的溫度變化所產(chǎn)生的誤差。 C到 100176。 循環(huán)泵與補(bǔ)水泵 水泵 主要 是輸送液體或使 其 增壓的機(jī)械。 水泵電動(dòng)機(jī)的選擇 本電熱鍋爐系統(tǒng)共四臺(tái)水泵，分別為主 /備循環(huán)泵、主 /備補(bǔ)水泵。安裝尺寸和功率等級(jí)符合 IEC 標(biāo)準(zhǔn)，外殼防護(hù)等級(jí)為 IP44，冷卻方法為 IC411，連續(xù)工作制（ S1）。當(dāng)浮球開關(guān)被測(cè)介質(zhì)浮動(dòng)浮子時(shí)，浮子帶動(dòng)主體移動(dòng)，同時(shí)浮子另一端的磁體將控制開關(guān)動(dòng)作桿上的磁體。 部分回轉(zhuǎn)）和蝶閥整體通過機(jī)械連接，經(jīng)過安裝調(diào)試后共同組成。 （ 4） 電動(dòng)蝶閥閥桿 使用 通桿結(jié)構(gòu)， 都對(duì) 調(diào)質(zhì) 進(jìn)行了 處理， 能非常好的抗腐蝕 ，抗 摩擦 。電動(dòng)南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁，共 33 頁 蝶閥低壓下，可以實(shí)現(xiàn)良好的密封。 等到 電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù) 的時(shí)候 ，啟動(dòng) 的整個(gè) 過程結(jié)束，軟啟動(dòng)器旁路接觸器 接通 ，為電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)提供電壓， 從而 降低晶閘管的 消耗 ，避免電網(wǎng) 被 諧波污染。從而提高了電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù) (COS∮ )。 3和 4號(hào)端子為多功能編程輸出端子，可作為多功能定時(shí)器信號(hào)或軟啟動(dòng)器工作狀態(tài)信號(hào)的輸出端子。即 :V 脫 =VN=380V。電 磁線圈的額定電壓要與所接的電源電壓相符，且要考慮安全和工作的可靠性。 它一般是沒有主觸點(diǎn)的，因?yàn)檫^載能力比較小。第三位字母： J 表示交流工作電壓， Y表示直流 工作電壓， L表示電流工作， B表示帶保持， S 表示帶延時(shí)） 靜態(tài)中間繼電器的特點(diǎn) 1） 靜態(tài)中間繼電器采用線圈電壓較低的多個(gè)優(yōu)質(zhì)密封小型繼電器組合而成，防潮、防塵、不斷線，可靠性高，克服了電磁型中間繼電器導(dǎo)線過細(xì)易斷線的缺點(diǎn)。 動(dòng)作值：動(dòng)作電壓直流應(yīng)不大于額定電壓 70%，交流應(yīng)不大于額定電壓75%； 返回值：返回電壓應(yīng)不小于 10%額定電壓。 表 中間繼電器參數(shù) 型號(hào) 觸頭參數(shù) 操作頻率 線圈消耗功率 線圈電壓/V 常開 常閉 電壓 /V 電流 /A JZJ220 2 2 220 10 1200 5W 220V 水流開關(guān) 水流開關(guān)是用于電熱水器、太陽能熱水器、空調(diào)器以及其他水系統(tǒng)的水循環(huán)控制、進(jìn)出水控制、水加熱控制、水泵開關(guān)控制、電磁閥通斷控制或出水?dāng)嚯?、出水通電控制等過程，當(dāng)達(dá)到一定流量后將水流轉(zhuǎn)換為開關(guān)式電信號(hào)的傳感器件。主 /備電機(jī)也分別裝有接觸器，用以選擇電機(jī)。 過高的電壓或 電流 都有 可 致使 致繼電器損壞， 例如 繼電器斷開感性負(fù)載的電流時(shí)都將 產(chǎn)生 相應(yīng)的 尖峰電壓。 除此之外 ， 也可通過 軟件 直接 設(shè)置 可編程控制器 的運(yùn)行監(jiān)控 、 參數(shù)和工作方式等。 ②：故障檢查及診斷 該內(nèi)容可以在程序設(shè)計(jì)基本完成時(shí)進(jìn)行編譯。 在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我得到了許多老師和同學(xué)的指導(dǎo)和幫助。 學(xué)位論文作者（本人簽名）： 年 月 日 學(xué)位論文出版授權(quán)書 本 人及導(dǎo)師完全同意《中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》、《中國優(yōu)秀 碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù) 庫出版章程》 (以下簡稱“章程” )，愿意將本人的學(xué)位論文提交“中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社”在《中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》、《中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開出版，并同意編入 CNKI《中國知識(shí)資源總庫》，在《中國博碩士學(xué)位論文評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫》中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。 首先非常感謝學(xué)校開設(shè)這個(gè)課題，為本人日后從事計(jì)算機(jī)方面的工作提供了經(jīng)驗(yàn)，奠定了基礎(chǔ)。從他身上，我學(xué)到了許多能受益終生的東西。感謝老師四年來對(duì)我孜孜不倦的教誨，對(duì)我成長的關(guān)心和愛護(hù)。在論文的撰寫過程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點(diǎn)，使得論文能夠及時(shí)完成，這里一并表示真誠的感謝 。 最后，我要特別感謝我的導(dǎo)師趙達(dá)睿老師、和研究生助教熊偉麗老師。 最后，我要感謝我的父母對(duì)我的關(guān)系和理解，如果沒有他們?cè)谖业膶W(xué)習(xí)生涯中的無私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無法順利完成今天的學(xué)業(yè)。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。 本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。最后，我在此感謝所有指導(dǎo)和幫助過我的老師和朋友 ，感謝讓我度過人生中最愉快的四年，我的母校南華大學(xué) ! 南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 33 頁，共 33 頁 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位 論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作所取得的成果。 ③循環(huán)泵與補(bǔ)水泵發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)進(jìn)行切換。單擊編程軟件圖標(biāo)可進(jìn)入如圖 ，在此界面可完成主程序，子程序，中斷程序的編制與修改，完成程序編制后單擊保存，再單擊下載，程序即可供 PLC使用。 表 序號(hào) 地址 對(duì)象 功用 1 SB1 啟動(dòng)系統(tǒng) 2 SB2 停止系統(tǒng) 3 FQ1 浮球開關(guān)檢測(cè)高水位 4 FQ2 浮球開關(guān)檢測(cè)低水位 5 SL1 檢測(cè)補(bǔ)水泵是否啟動(dòng) 6 SL2 檢測(cè)循環(huán)水泵是否啟動(dòng) 7 軟啟動(dòng) 1故障輸出 RQ1 檢測(cè)軟啟動(dòng)器 1 是否故障 8 軟啟動(dòng) 2故障輸出 RQ2 檢測(cè)軟啟動(dòng)器 2 是否 故障 9 AIW0 TI 溫度傳感器 I 10 AIW2 TO 溫度傳感器 O 南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁，共 33 頁 表 序號(hào) 地址 對(duì)象 功用 1 KM1 啟動(dòng)加熱管 1 2 KM2 啟動(dòng)加熱管 2 3 KM3 啟動(dòng)加熱管 3 4 KM4 啟動(dòng)加熱管 4 5 KM5 啟動(dòng)循環(huán)水泵 1 6 KM6 啟動(dòng)循環(huán)水泵 2 7 KM7 啟動(dòng)補(bǔ)水泵 1 8 KM8 啟動(dòng)補(bǔ)水泵 2 9 DF1 開 蝶閥 1開 10 DF1 關(guān) 蝶閥 1關(guān) 11 DF2 開 蝶閥 2開 12 DF2 關(guān) 蝶閥 2關(guān) 13 DF3 開 蝶閥 3開 14 DF3 關(guān) 蝶閥 3關(guān) 15 DF4 開 蝶閥 4開 16 DF4 關(guān) 蝶閥 4關(guān) 17 軟啟 1關(guān) 18 軟啟 1開 19 軟啟 2關(guān) 20 軟啟 2開 21 L1 循環(huán)故障 22 L2 加熱故障 南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁，共 33 頁 圖 控制電 路 南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 28 頁，共 33 頁 7 程序設(shè)計(jì) 編程軟件的簡單介紹 STEP7Micro/WIN32編程軟件是基于 Windows的應(yīng)用軟件，由西門子公司專為S7200系列 PLC設(shè)計(jì)開發(fā)，它功能強(qiáng)大，主要為用戶開發(fā)控制程序使用，同時(shí)也可以實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。 在控制電路的設(shè)計(jì)中， PLC 輸出端并不是直接和交流接觸器連接，而是在 PLC 輸出端和交流接觸器之間引入中間繼電器，通過中間繼電器控制接觸器線圈 的得電與失電，進(jìn)而控制電機(jī)的 動(dòng)作 。四組加熱管可獨(dú)立運(yùn)行，根據(jù)系統(tǒng)需要提供四檔加熱功率。直流 10A， 28VDC。 5） 延時(shí)只需用面板上的撥碼開關(guān)整定，延時(shí)精度高，延時(shí)范圍可在 任意整定。少數(shù)使用交流供電。 表 接觸器參數(shù) 型號(hào) 數(shù)量 額定工作電壓Un（ V） 額定工 作電流In（ A） 電壽命 /次 SCE2 3 380 40 150 中間繼電器 用于繼電保護(hù)與 自動(dòng)控制系統(tǒng) 中，以增加觸點(diǎn)的數(shù)量及容量。 電機(jī)回路 IN≥ [+0]= 總線路 IN≥ [+(*4+)]= 由于 DZ20系列塑料外殼式斷路器的脫扣器整定電流殼架而定電流 100A級(jí)的配電用宜采用 10IN，保護(hù)電機(jī)用 12IN； 200A 級(jí)的配電用宜采用 5IN、 10IN，保護(hù)電機(jī)用 8IN、 10IN。電壓斷路器按用途可分為：配電用斷路器、電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器、照明用微型斷路器、剩余電流保護(hù)用斷路器等。 軟啟動(dòng)器內(nèi)部所有電子式電機(jī)過流保護(hù)裝置，主回路不需再加熱繼電器 。降低電動(dòng)機(jī)的激磁電流 同樣能 提高功率因數(shù)。 本設(shè)計(jì)采用 西門子 工作電壓 220V。驅(qū)動(dòng)形式有手動(dòng)、蝸輪傳動(dòng)、電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)、電液聯(lián)動(dòng)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和自動(dòng)化操作。 電動(dòng)蝶閥基本特征 （ 1） 電動(dòng)蝶閥 構(gòu)造 簡單、體積 比較 小、重量 比較 輕、 低 材料 損耗 ， 安裝占地少 ，開關(guān) 速度快 、 能九十度 往復(fù)回轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng) 需要的 力矩小等特點(diǎn)， 常 用于 阻斷 、聯(lián)通 、 調(diào)結(jié) 管路 中的介質(zhì)，有 非常好 的流體控制特性和密封性能。連接方式主要有：法蘭式和對(duì)夾式。功率 3kW 及以下為 Y 接法；其它功率均為△接法。 南華大學(xué)船山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁，共 33 頁 3） 介質(zhì)溫度：冷水不低于０℃。 水泵開動(dòng)前，先將泵和進(jìn)水管灌滿水，水泵運(yùn)轉(zhuǎn)后，在葉輪高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力的作用下，葉輪流道里的水被甩相四周，壓入蝸殼，葉輪入口形成真空