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控制系统相关论文范例,与PLC控制系统设计要点相关论文提纲

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摘要：在工业生产领域有各种开关量及模拟量的控制设备,如何精确地控制这些设备按要求运行是非常重要的.因此一个好的控制系统是必须的,可编程控制器（PLC）很好的解决这一点,本文叙述了PLC控制系统设计时应该注意的问题.

关键词：PLC控制系统；产品选择；回路设计；软件设计

中图分类号：TP273　文献标识码：A

一个好的PLC控制系统主要包含可靠的PLC硬件,简洁、严密、可读性好的程序以及高抗干扰措施等方面.

1．硬件选择

硬件是软件的载体,高质量的硬件是实现软件设计以及高精度控制的基础.因此,PLC型号的选择是否合适直接关系到整个控制系统的稳定性和安全性.

1.1系统规模

首先应确定系统用PLC单机控制,还是用PLC形成网络,由此计算PLC输入、输出点.数,并且在选购PLC时要在实际需要点数的基础上留有一定余量（10%）.

1.2确定负载类型

根据PLC输出端所带的负载是直流型还是交流型,是大电流还是小电流,以及PLC输出点动作的频率等,从而确定输出端采用继电器输出,还是晶体管输出,或品闸管输出.不同的负载选用不同的输出方式,对系统的稳定运行是很重要的.

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1.3存储容量与速度

尽管国外各厂家的PLC产品大体相同,但也有一定的区别.目前还未发现各公司之间完全兼容的产品.各个公司的开发软件都不相同,而用户程序的存储容量和指令的执行速度是两个重要指标.一般存储容量越大、速度越快的PLC价格就越高,但应该根据系统的大小合理选用PLC产品.

1.4编程器的选购

PLC编程可采用三种方式：

1）用一般的手持编程器编程,它只能用商家规定语句表中的语句编程.这种方式效率低,但对于系统容量小,用量小的产品比较适宜,并且体积小,易于现场调试,造价也较低.

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2）用图形编程器编程,该编程器采用梯形图编程,方便直观,一般的电气人员短期内就可应用自如,但该编程器价格较高.

3）用IBM个人计算机加PLC软件包编程,这种方式是效率最高的一种方式,但大部分公司的PLC开发软件包价格昂贵,并且该方式不易于现场调试.

因此,应根据系统的大小与难易,开发周期的长短以及资金的情况合理选购PLC产品.

2．输入回路的设计

电源回路PLC供电电源一般为AC85—240V（也有DC24V）,适应电源范围较宽,但为了抗干扰,应加装电源净化元件（如电源滤波器、1：1隔离变压器等）.

PLC上DC24V电源的使用各公司PLC产品上一般都有DC24V电源,但该电源容量小,为几十毫安至几百毫安,用其带负载时要注意容量,同时作好防短路措施（因为该电源的过载或短路都将影响PLC的运行）.

外部DC24V电源若输入回路有DC24V供电的接近开关、光电开关等,而PLC上DC24V电源容量不够时,要从外部提供DC24V电源；但该电源的“—”端不要与PLC的DC24V的“—”端以及“COM”端相连,否则会影响PLC的运行.

输入的灵敏度各厂家对PLC的输人端电压和电流都有规定,如日本三菱公司F7n系列PLC的输入值为：DC24V、7mA,启动电流为4．5mA,关断电流小于1．5mA,因此,当输入回路串有二极管或电阻（不能完全启动）,或者有并联电阻时,应考虑输入电流超过LC的最大输入电流时,也会引起误动作,应采用弱电流的输入器件,并且选用输人为共漏型输入的PLC,Bp输入元件的公共点电位相对为负,电流是流出PLC的输入端.

3．输出回路的设计

3.1各种输出方式之间的比较

（1）继电器输出

优点是不同公共点之间可带不同的交、直流负载,且电压也可不同,带负载电流可达2A／点；但继电器输出方式不适用于高频动作的负载,这是由继电器的寿命决定的.其寿命随带负载电流的增加而减少,一般在几十万次至Jl百万次之间,有的公司产品可达1000万次以上,响应时间为10ms.

（2）晶闸管输出

带负载能力为0.2A/点,只能带交流负载,可适应高频动作,响应时间为1ms.

（3）晶体管输出

最大优点是适应于高频动作,响应时间短,一般为0.2ms左右,但它只能带DC5—30V的负载,最大输出负载电流为0．5A/点,但每4点不得大于0.8A.

当你的系统输出频率为每分钟6次以下时,应首选继电器输出,因其电路设计简单,抗干扰和带负载能力强.当频率为10次／min以下时,既可采用继电器输出方式；也可采用PLC输出驱动达林顿三极管（5—10A）,再驱动负载,可大大减小.

抗干扰与外部互锁当PLC输出带感性负载,负载断电时会对PLC的输出造成浪涌电流的冲击,为此,对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管,对交流感性负载应并接浪涌吸收电路,可有效保护PLC.当两个物理量的输出在PLC内部已进行软件互锁后,在PLC的外部也应进行互锁,以加强系统的可*性.

“COM“点的选择不同的PLC产品,其“COM”点的数量是不一样的,有的一个“COM”点带8个输出点,有的带4个输出点,也有带2个或1个输出点的.当负载的种类多,且电流大时,采用一

控制系统相关论文范例个“COM”点带1—2个输出点的PLC产品；当负载数量多而种类少时,采用一个“COM”点带4—8个输出点的PLC产品.这样会对电路设计带来很多方便,每个“COM”点处加一熔丝,1—2个输出时加2A的熔丝,4—8点输出的加5—10A的熔丝,因PLC内部一般没有熔丝.

PLC外部驱动电路对于PLC输出不能直接带动负载的情况下,必须在外部采用驱动电路：可以用三极管驱,也可以用固态继电器或晶闸管电路驱动,同时应采用保护电路和浪涌吸收电路,且每路有显示二极管（LED）指示.印制板应做成插拔式,易于维修.

PLC的输入输出布线也有一定的要求,请看各公司的使用说明书.

4．扩展模块的选用

对于小的系统,如80点以内的系统．一般不需要扩展；当系统较大时,就要扩展.不同公司的产品,对系统总点数及扩展模块的数量都有限制,当扩展仍不能满足要求时,可采用网络结构；同时,有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块,因此,在进行软件编制时要注意.当采用温度等模拟模块时,各厂家也有一些规定,请看相关的技术手册.

5．PLC的网络设计

当用PLC进行网络设计时,其难度比PLC单机控制大得多.首先你应选用自己较熟悉的机型,对其基本指令和功能指令有较深入的了解,并且指令的执行速度和用户程序存储容量也应仔细了解.否则,不能适应你的实时要求,造成系统崩溃.另外,对通信接口、通信协议、数据传送速度等也要考虑.

最后,还要向PLC的商家寻求网络设计和软件技术支持及详细的技术资料,至于选用几层工作站,依你的系统大小而定.

6．软件编制

在编制软件前,应首先熟悉所选用的PLC产品的软件说明书,待熟练后再编程.若用图形编程器或软件包编程,则可直接编程,若用手持编程器编程,应先画出梯形图,然后编程,这样可少出错,速度也快.编程结束后先空调程序,待各个动作正常后,再在设备上调试.

参考文献：

怎样撰写控制系统本科论文
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