【導(dǎo)讀】它是一種專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運行的電子系統(tǒng)，它采用。接觸器控制簡單易懂，維修方便等優(yōu)點，形成以微電腦為核心的電子控制設(shè)備。點，現(xiàn)在的工業(yè)自動化生產(chǎn)控制多采用可編程控制器來實現(xiàn)。本論文首先介紹PLC的產(chǎn)生和發(fā)展及應(yīng)用，以及它的基本功能和特點。本論文從硬件設(shè)計，軟件設(shè)計，組態(tài)王監(jiān)控設(shè)計等方面進(jìn)行分析，對西門。子S7-200的應(yīng)用有一定的指導(dǎo)意義。

　　

【正文】 控制系統(tǒng)的壽命，在系統(tǒng)設(shè)計和生產(chǎn)使用中要對該系統(tǒng)的沒備消耗、元器件設(shè)備故障發(fā)生點有比較準(zhǔn)確的估計，也就是說，要知道整個系統(tǒng)哪些部件最容易出故障，以便采取措施，希望能對 PLC 過程控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計和維護(hù)有所幫助。 43 結(jié) 論 為期一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計基本已經(jīng)落下帷幕了，在本次畢業(yè)設(shè)計的過程中我遇到了很多困難，主要表現(xiàn)在對控制系統(tǒng)的設(shè)備和整體運行過程不太熟悉，尤其是對各個控制點的動作情況很難掌握，其次梯形圖的編寫由于控制過程的復(fù)雜而覺得難以下手。通過此次設(shè)計，我學(xué)到了很多東西 ，認(rèn)識到了很多東西。 畢業(yè) 設(shè)計是我對所學(xué)知識理論的檢驗與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計者獨立分析和解決問題的能力；是我在校期間向?qū)W校所交的一份綜和性作業(yè) .在不斷的努力下我的 課程 設(shè)計終于完成了。在沒有做 課程 設(shè)計以前覺得 課程 設(shè)計只是對這幾年來所學(xué)知識的大概總結(jié)，但是真的面對 課程 設(shè)計時發(fā)現(xiàn)自己的想法是錯誤的。通過這次 課程 設(shè)計使我明白了自己原來知識太理論化了，面對單獨的課題的是感覺很茫然。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次課程 設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程， 在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì) 通過查找資料和老師的講解，這些問題還是基本得到了解決。 本設(shè)計采用 PLC 對液體混合控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，簡化了控制系統(tǒng)的設(shè)計和硬件結(jié)構(gòu)，提高了該系統(tǒng)的可靠性、可維護(hù)性和安全性。梯形圖采用步進(jìn)指令（ STL），這樣使程序的條理更加清晰易懂，這是本設(shè)計的優(yōu)點，但是由于時間，經(jīng)驗和能力的關(guān)系，本系統(tǒng)存在很多明顯的不足，沒有操作界面和人機(jī)對話操作，僅能在理論上運行的可能。希望這些缺陷，我能在以后的實際工作中能加以注意。 整體來說，這次設(shè)計給了我很大的幫助，不 僅僅熟悉的 PLC 的控制系統(tǒng)和各種元器件，并提高了實踐的能力，這些都將成為我以后步入社會參加工作的一筆寶貴經(jīng)驗。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 44 謝 辭 畢業(yè)設(shè)計已如期完成，這是一個辛苦卻令人感到充實的過程，讓我從中學(xué)到了不少新的知識。首先對培育了我四年的母校致謝！ 在此，我 想對我的指導(dǎo)老師表達(dá)我深深的謝意， 感謝他在緊張而繁忙的工作中，還能不厭其煩的回答我的種種疑問，耐心地幫助我深入課題，我的畢業(yè)設(shè)計才能如期順利的完成。 老師以廣博的才識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)，精益求精的態(tài)度引領(lǐng)我走過了整個設(shè)計過程，對我的成長起到了深刻的影響。 最后，我還要感 謝在整個設(shè)計中幫助我的同學(xué)們。 謝謝你們。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 45 參考文獻(xiàn) [1] 廖常初 . 可編程序控制器的編程方法和工程應(yīng)用 [M].重慶：重慶大學(xué)出版社 .2020 [2] 歐陽三泰，歐陽希，周琴 . 可編程控制器發(fā)展綜述 [J].機(jī)床電器 . 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PLC 的功能指令 . 電工技術(shù)， 1999（ 7）～ 2020（ 4） 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 46 附 錄 附錄 1 控制方式 選擇 就目前的現(xiàn)狀有以下幾種控制方式滿足系統(tǒng)的要求：繼電器控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制、工業(yè)控制計算機(jī)控制、可編程序控制器控制。 （ 1）繼電器控制系統(tǒng) 控制功能是用硬件繼電器實現(xiàn)的。繼電器串接在控制電路中根據(jù)主電路中的電壓、電流、轉(zhuǎn)速、時間及溫度等參量變化而動作，以實現(xiàn)電力拖動裝置的自動控制及保護(hù)。系統(tǒng)復(fù)雜，在控制過程中，如果某個繼電器損壞，都會影響整個系統(tǒng)的正常運行，查找和排除故障往往非常 困難，雖然繼電器本身價格不太貴，但是控制柜的安裝接線工作量大，因此整個控制柜價格非常高，靈活性差，響應(yīng)速度慢。 （ 2）單片機(jī)控制 單片機(jī)作為一個超大規(guī)模的集成電路，機(jī)構(gòu)上包括 CPU、存儲器、定時器和多種輸入 /輸出接口電路。其低功耗、低電壓和很強(qiáng)的控制功能，成為功控領(lǐng)域、尖端武器、日常生活中最廣泛的計算機(jī)之一。但是，單片機(jī)是一片集成電路，不能直接將它與外部 I/O 信號相連。要將它用于工業(yè)控制還要附加一些配套的集成電路和 I/O 接口電路，硬件設(shè)計、制作和程序設(shè)計的工作量相當(dāng)大。 （ 3）工業(yè)控制計 算機(jī)控制 工控機(jī)采用總線結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品兼容性強(qiáng)，有實時操作系統(tǒng)的支持，在要求快速、實用性強(qiáng)、功能復(fù)雜的領(lǐng)域中占優(yōu)勢。但工控機(jī)價格較高，將它用于開關(guān)量控制有些大材小用。且其外部 I/O 接線一般都用于多芯扁平電纜和插頭、插座，直接從印刷電路板上引出，不如接線端子可靠。 （ 4）可編程序控制器配備各種硬件裝置供用戶選擇，用戶不用自己設(shè)計和制作硬件裝置，只須確定可編程序控制器的硬繭配制和設(shè)計外部接線圖，同時采用梯形圖語言編程，用軟件取代繼電器電器系統(tǒng)中的觸點和接線，通過修改程序適應(yīng)工藝條件的變化。 相對于傳統(tǒng)的繼電器 控制方案 來說 ,PLC在技術(shù)角度上大大方便了電控設(shè)計人員，其系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計簡便，維護(hù)方便，在體積、可靠性、耗電量等性能方面都有很大程度的提高，從而帶動成本的節(jié)約，而且可以通過計算機(jī)進(jìn)行數(shù)洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 47 據(jù)的傳輸和監(jiān)控，這一系列的優(yōu)點使 PLC 很快被人們接受并代替繼電器控制方案，廣泛應(yīng)用于工廠自動控制中。 相對于單片機(jī)來說 ,PLC本身固有的穩(wěn)定性和可靠性特點決定了它在自動化行業(yè)內(nèi)不可取代的地位。 PLC 擠占部分單片機(jī)的市場。 PLC 相比單片機(jī)具有高可靠性，易于開發(fā)，擴(kuò)展性好，通訊簡單的，這些優(yōu)點促使很多的設(shè)備生產(chǎn)廠家在設(shè)計時選用 PLC 作為設(shè)備的控制器。 相對于工業(yè)控制計算機(jī)控制來說， PLC 價格低廉，應(yīng)用簡便，接線端子可靠，被簡易型控制采用。 它在自動化行業(yè)內(nèi) 具有 不可取代的地位 。 綜上所述，該控制系統(tǒng)的控制方案應(yīng)選 PLC 控制方案為宜。 附錄 2 電磁閥的選用原則 電磁閥的選用原則有以下四點： a、 適用性 最高工作壓差應(yīng)小于電磁閥的最大標(biāo)定壓力；一般電磁閥都是單向工作，因此要注意是否有反壓差，如 是否 有安裝止回閥。 注意流量孔徑和接管口徑；電磁閥一般只有開關(guān)兩位控制；條件允許 時 安裝旁路管，便于維修；有水錘現(xiàn)象時要定制電磁閥的開閉 時間調(diào)節(jié)。 電源電流和消耗功率應(yīng)根據(jù)輸出容量選取，電源電壓一般允許 177。10%左右 浮動 ，必須注意交流起動時 VA 值較高。 b、可靠性 電磁閥分為常閉和常開二種；一般選用常閉型，通電打開，斷電關(guān)閉；但在開啟時間很長 而 關(guān)閉時很短時要選用常開型。 動作時間很短 ， 頻率較高時一般選取直動式，大口徑選用快速系。 c、安全性 電磁閥的最高標(biāo)定公稱壓力一定要超過管路內(nèi)的最高壓力，否則使用壽命會縮短或產(chǎn)生其它意外情況。 d、經(jīng)濟(jì)性 有很多電磁閥可以 通用 ，但在能滿足以上三點的基礎(chǔ)上應(yīng)選用最經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 48 電磁閥的零部件數(shù)量通常僅為電動閥的 1/3 左右，而高度也只有電動閥或氣動閥的 1/3～ 1/2。無填料函型電磁閥是最常見的電磁閥。 附錄 3 PLC 選型的基本原則 不同型號的 PLC，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價格等也各有不同，適用的場合也各有側(cè)重。因此，合理選用 PLC，對于提高 PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要的意義。在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定 控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設(shè)計選型。 工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。 PLC 及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型，所選用 PLC 應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)， PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。 熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸 入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定 PLC 的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的 PLC 和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計 PLC 控制系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則： （ 1）最大限度地滿足被控對象的控制要求 （ 2）保證 PLC 控制系統(tǒng)安全可靠 （ 3）力求簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便 （ 4）適應(yīng)發(fā)展的需要 綜合以上選型原則，本課題選用 西門子 S7200 系列可編程序控制器作為控制器。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 49 附錄 3 硬件選用 硬件名稱 型號 個數(shù) 接 觸器 CJX19， 220V 1 個 電動機(jī) Y90S6/ 1 個 斷路器 DZ4763 1 個 傳感器 3 個 入罐液體電磁閥 VF425 2 個 出罐液體電磁閥 AVF40 1 個 泄壓閥 YQ98002 1 個 附錄 4 軟件 輸入輸出分配 表 1 輸入分配表 輸入地址 對應(yīng)元件 對應(yīng)外部設(shè)備 SB1 啟動按鈕 SL0 初始狀態(tài) SL2 A 液體注入液位到達(dá)狀態(tài) SL3 B 液體注入液位到達(dá)狀態(tài) SL4 攪拌完 成狀態(tài) SL1 混合液體排出至 50 狀態(tài) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 50 表 2 輸出分配表 輸出地址 對應(yīng)元件 對應(yīng)外部設(shè)備 YV1 A 液體電磁閥 YV2 B 液體電磁閥 YV3 混合液體電磁閥 YV4 攪拌電磁閥 YV5 排氣電磁閥 YV6 報警電磁閥 表 3 定時器分配表 定時器 定時時間 作用 T37 10S 初始狀態(tài)排放混合液體 T38 20S 攪拌定時 T39 5S 排氣定時 T50 2ms 報警閃爍閃爍時間定時 T51 3ms 報 警閃爍停止時間定時