【正文】 個機箱內。以上分類沒有十分嚴格的界限，隨著PLC技術的飛速發(fā)展，這些界限會發(fā)生變更。大型機的控制點數(shù)都在2048點以上，用于程序存儲器的容量達50K字以上。中型機的控制點數(shù)一般在256點到2048點范圍內，用于程序存儲器的容量小于50K字。例如，西門子公司的S7200PLC就屬于小型機。1. 按PLC的控制規(guī)模分類按PLC的控制規(guī)模分類，PLC可分為小型機、中型機、大型機。主要表現(xiàn)有：（1）可靠性高；（2）抗干擾能力強；（3）通用性強，靈活性好，功能齊全；（4）編程簡單，使用方便；（5）模塊化結構，安裝簡單，調試方便；（6）網(wǎng)絡通信。其主要功能有：（1）開關量邏輯控制，模擬量控制；（2）定時控制；（3）順序（步進）控制；（4）數(shù)據(jù)處理；（5）通信和聯(lián)網(wǎng)。小型PLC向著簡易化、體積小、功能強、價格低的方向發(fā)展，便于實現(xiàn)機電一體化。為適應大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的需求，大型PLC向著大容量、高速度、高性能、增加I/O點數(shù)的方向發(fā)展，主要表現(xiàn)為：增強網(wǎng)絡通訊能力、發(fā)展只能模塊、外部故障診斷功能、編程語言、編程工具標準化、高級化等。成為當今增長速度最快的工業(yè)控制器，而且還將要繼續(xù)發(fā)展下去。這是區(qū)別于一般微機控制系統(tǒng)的一個重要特征。PLC及其有關外部設備，都應按易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作指令。從此，可編程序控制器這一新的控制技術迅速發(fā)展起來，而且，在工業(yè)發(fā)達國家發(fā)展很快。為了改變這一現(xiàn)狀，1968年美國最大的汽車制造商通用公司（GM）提出要研制一種新型的工業(yè)控制裝置來取代繼電器控制裝置，為此，特擬定了十項公開招標的技術要求，即：（1）編程方便簡單；（2）硬件維護方便；（3）可靠性要高于繼電器控制裝置；（4）體積小于繼電器控制裝置；（5）可將數(shù)據(jù)直接送入管理計算機；（6）成本上可與繼電器控制裝置競爭；（7）輸入可以是交流115V；（8）輸出是交流115V，2A以上，能直接驅動電磁閥；（9）擴展時，原系統(tǒng)只需做很小的改動；（10）用戶程序存儲器容量至少可以擴展到4KB。繼電器控制系統(tǒng)有著十分明顯的缺點：體積大、耗電多、可靠性差、壽命短、運行速度慢、適應性差，尤其當生產工業(yè)發(fā)生變化時，就必須重新設計、重新安裝。PLC控制技術代表著當前程序控制的先進水平，PLC裝置已成為自動化控制系統(tǒng)的基本裝置。 PLC概述可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，英文縮寫PLC）是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術、半導體集成技術、自動控制技術、數(shù)字技術和通訊網(wǎng)絡技術而發(fā)展起來的一種工業(yè)自動控制裝置。以PID算法為核心，各種形式的DDC控制系統(tǒng)，是目前電加熱爐溫度控制系統(tǒng)較普遍使用的方法。在現(xiàn)有設備及技術條件下，應用現(xiàn)代控制理論很難設計出有效而且實用的控制器，在工業(yè)控制領域，應用現(xiàn)代控制理論設計出來的控制器的效果往往還不如根據(jù)經(jīng)典PID理論設計的過程控制器的控制效果?；赑LC技術的控制器自80年代以來，取得了巨大的成就，尤其是微型計算機的蓬勃發(fā)展，使得PLC控制器具有強勁的優(yōu)勢。目前，國內的電加熱爐溫度控制器大多還停留在國際60年代水平，仍在使用繼電接觸器控制。電加熱爐的溫度是生產工藝的一項重要指標，溫度控制的好壞將直接影響產品的質量。溫度是由溫度傳感器測量后，經(jīng)過A/D轉換器將模擬信號變成數(shù)字信號，送到計算機，由它產生相應的控制信號去控制被控對象。沈陽航空工業(yè)學院電子工程系畢業(yè)設計（論文）PLC在PID控制系統(tǒng)中的應用畢業(yè)論文第1章 緒論 溫度控制系統(tǒng)概述溫度是工業(yè)生產和生活中最常用的參數(shù)之一，溫度控制系統(tǒng)廣泛應用于民用工業(yè)、機電設備測控系統(tǒng)、電爐箱以及大型實驗室的各種實驗箱。溫度控制指的是將溫度控制在所需要的溫度范圍內，然后進行加工與處理。隨著科學技術的發(fā)展和工業(yè)生產水平的提高，在冶金、化工、機械等各類工業(yè)控制過程中，電加熱爐得到了廣泛的應用。電加熱爐由電阻絲加熱，溫度控制具有非線性、大滯后、大慣性、多變量、時變性、聲音單向性等特點。繼電接觸器控制是自動化程度非常低的控制策略，對于像電加熱爐這樣的復雜控制對象，已經(jīng)不能滿足日益發(fā)展的工藝技術要求，將逐漸被淘汰。因此，尋求適合PLC控制器的控制技術一直是控制人員關心的課題。到目前為止，在工業(yè)控制過程中，占統(tǒng)治地位的仍然是經(jīng)典的PID控制調節(jié)器，其比例達到了90%以上。當然，常規(guī)PID算法簡單、魯棒性好、可靠性好，但其參數(shù)一經(jīng)調整，在生產過程中不能自動修改。它面向控制過程、面向用戶、適應工業(yè)環(huán)境、操作方便、可靠性高，成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（三大支柱包括：PLC、機器人和CAD/CAM）之一。在PLC問世之前，工業(yè)控制領域中是以繼電器占主導地位。造成時間和資金的嚴重浪費。根據(jù)招標要求，1969年美國數(shù)字設備公司（DEC）研制出世界上第一臺PLC，并在通用汽車公司自動裝配線上試用，獲得了成功，從而開創(chuàng)了工業(yè)控制新時期。國際電工委員會在1987年2月頒布了相關草案，該草案中對可編程控制器的定義是：“可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程?！倍x強調了PLC應直接應用于工業(yè)環(huán)境，它必須具有很強的抗干擾能力、廣泛的適應能力和應用范圍。雖然PLC只有30多年的歷史，但其發(fā)展勢頭迅猛，目前PLC的年生產增長率仍保持在30%至40%的水平。PLC將向著兩個方向發(fā)展：一方面向著大型化的方向發(fā)展，另一方面向著小型化的方向發(fā)展，以適應不同場合和不同要求的控制需要。發(fā)展小型PLC，其目的是為了占領分散的中小型的工業(yè)控制場所。 PLC的主要功能和特點1. PLC的主要功能PLC在不斷的發(fā)展，其性能在不斷的完善、功能在不斷地增強。2. PLC的特點PLC是專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的，具有面向工業(yè)控制的鮮明特點。 PLC的分類PLC一般可按控制規(guī)模和結構形式分類。通常小型機的控制點數(shù)小于256點，用戶程序存儲器的容量小于8K字。小型機中，控制點數(shù)小于64點的為超小型機或微型PLC。中心及控制點數(shù)較多，控制能力強，常用于中型控制場合，在通訊網(wǎng)絡中也可作為主站也可作從站。常用于大型控制場合，在通信網(wǎng)絡中常作為主站。2. 按PLC的結構形式分類PLC按結構形式可分為整體式、模塊式和疊裝式三類。其結構緊湊、體積小、價格低。整體式PLC由不同的I/O點數(shù)的基本單元和擴展單元組成，基本單元內有CPU、I/O和電源。例如，美國GE公司的GEI/J系列PLC。模塊式PLC有機架和各種模塊組成。一般大、中型PLC都采用模塊式結構。：將整體式和模塊式結合起來，稱為疊裝式PLC。疊裝式PLC集整體式PLC和模塊式PLC優(yōu)點于一身，它結構緊湊、體積小、配置靈活、安裝方便。 PLC的基本組成和工作原理 PLC的基本組成從廣義上說，PLC也是一種工業(yè)控制計算機，只不過比一般的計算機具有更強的與工業(yè)過程相連接的接口和更直接的適用于控制要求的編程語言。根據(jù)物理結構形式的不同，PLC可分為整體式（也稱單元式）和組合式（也稱模塊式）兩類，、。CPU芯片的性能關系到PLC處理控制信號的能力和速度，CPU位數(shù)越高，系統(tǒng)處理的信息量越大，運算速度也就越快。PLC的存儲器包括系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器兩部分。它使PLC具有基本的智能，能夠完成PLC設計者規(guī)定的各項工作。用于程序存儲器用來存放用戶針對具有控制任務用規(guī)定的PLC編程語言編寫的各種用戶程序。輸入接口用來接收和采集輸入信號；輸出接口用來連接被控對象中各種執(zhí)行元件。此電源一方面可為CPU板、I/O板及擴展單元提供工作電壓（5V DC），另一方面可為外部輸入元件提供24V DC電源。為了實現(xiàn)“人—機”或“機—人”之間的對話，PLC配有多種通信接口。用于滿足復雜的控制功能的需要。執(zhí)行一個循環(huán)掃描過程所需的時間稱為掃描周期。CPU有三個操作方式：STOP方式、TERM方式和RUN方式。如果需要CPU在上電時自動運行，模式開關必須在RUN位置。第2章 方案設計電爐主要應用在工廠、賓館、學校、宿舍、商場等各種需要取暖供熱的場合，用電控制爐子的溫度比以往的爐子更加安全、準確、高效和環(huán)保，用PLC控制電爐的溫度，尤其是進行閉環(huán)回路的控制，有著其獨一無二的優(yōu)勢。首先，用PLC的軟件編程代替了原有繼電器硬件的布線控制，使控制系統(tǒng)具有了極大的柔性和通用性，其次，PLC的可靠性高，抗干擾能力強，編程直觀、簡單，并且PLC沒有采用微機控制中的匯編語言，而是采用了一種面向可管制過程的梯形圖語言，易學易懂。本題目要求設計一個電爐溫度控制系統(tǒng)，根據(jù)爐溫對給定溫度的偏差值，自動改變或改變熱源能量的大小，使爐溫穩(wěn)定在給定溫度范圍內。 被控對象給定值溫度調節(jié)儀執(zhí)行裝置被控對象溫度傳感器 溫控系統(tǒng)結構框圖 系統(tǒng)總體設計PLC的設計包括程序和外部電路，它的程序多用“梯形圖”來表示，這樣不但簡潔、易懂，而且邏輯性極強，所以比較容易理解梯形圖所表達的意思。PLC采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行順序控制、定時、計數(shù)等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式的輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。其主要工作原理是將電爐的溫度信號送入PLC，經(jīng)PLC產生控制信號來驅動輸出設備，從而控制電爐的溫度。 電爐輸出部分 輸出部分包括： 1號加熱管和2號加熱管。（8輸入，6輸出） 電爐溫度PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)點當前的工業(yè)控制系統(tǒng)主要朝著數(shù)字化、模塊化和多功能化方向發(fā)展。根據(jù)PLC控制技術的可行性、可靠性、穩(wěn)定性，可以得出用PLC控制電爐溫度系統(tǒng)有以下幾個優(yōu)點：各種不同的運行方式可用相同的硬件，只是軟件各不相同，這好比是同一臺電腦可以安裝Windows92000、XP或者現(xiàn)在最新流行的Vista系統(tǒng)。，提高整體可靠性PLC的內部資源（定時器，計數(shù)器，軟繼電器等）非常豐富，免去了許多外部硬“繼電器”及其之間復雜的接線。在使用PLC的控制系統(tǒng)中都配有故障檢測功能，自診斷功能，可用聲、光、電信號等來顯示、系統(tǒng)的故障部位，使維護簡便，減少故障時間，提高運行率，提高拖動系統(tǒng)的等級，便于實現(xiàn)數(shù)字化控制。