PLC三相电热器控制

目录第一章控制工艺流程分析.............................................11.1电热器的发展................................................11.2三相电热器控制工艺分析....................................1第二章系统总体方案设计.............................................32.1系统硬件组成................................................32.2系统变量定义及分配表........................................32.3系统接线图设计..............................................4第三章控制系统梯形图程序设计.......................................53.1控制程序流程图设计..........................................53.2控制程序设计思路............................................6第四章监控系统设计.................................................94.1PLC与上位监控软件通讯.......................................94.2上位监控系统组态设计........................................9第五章梯形图......................................................11课程设计心得.......................................................12参考文献...........................................................13附录...............................................................14PLC控制系统课程设计1第一章控制工艺流程分析1.1电热器的发展电加热是将电能转换为热能的过程。自从发现电源通过导线可以发生热效应之后，世界上就许多发明家从事于各种电热电器的研究与制造。电热的发展及普及应用也与其它行业一样，遵循着这样一个规律：从先进的国家逐步推广到世界各国；从城市逐步发展到农村；由集体使用发展到家庭、再到个人；产品由低档发展到高档。十九世纪处于萌芽阶段的电热电器大都是拙劣的，最早出现是用于生活的电热电器，1893年电慰斗的雏型首在美国出现并使用，接着到1909年出现电灶的使用，那是在炉灶中放置电加热器，也就是说加热从柴禾转移到电气，即从电能转变为热能。但是真正电热电器工业的急速发展，却是在用作电热元件的镍铬合金的发明之后。1910年美国首先研制成功用镍铬合金电热丝制作的电慰斗，这就从根本上改善了电慰斗结构，使用慰斗迅速得到普及。到1925年在日本出现在锅中安装电热元件的产品，成为现代电饭锅的原形。在这阶段工业上也出现实验室用电炉，熔胶炉、暖气器等电热产品。1910年至1925年是电热电器历史上的大发展阶段，在家庭和工业方面，电热电器各种品种的出现和普及应用都得到了急速的发展，而尤以家庭方面为甚。所以镍铬合金的发明是奠定了电热电器工业发展的基础。1.2三相电热器控制工艺分析电加热器是一种消耗电能转换为热能，来对需加热物料进行加热。在工作中低温流体介质通过管道在压力作用下进入其输入口，沿着电加热容器内部特定换热流道，运用流体热力学原理设计的路径，带走电热元件工作中所产生的高温热能量，使被加热介质温度升高，电加热器出口得到工艺要求的高温介质。电加热器内部控制系统依据输出口的温度传感器信号自动调节电加热器输出功率，使输出口的介质温度均匀；当发热元件超温时，发热元件的独立的过热保护装置立即切断加热电源，避免加热物料超温引起结焦、变质、碳化，严重时导致发热元件烧坏，有效延长电加热器使用寿命。三相电的最大用途是驱动电热器。如果是单相或者两项交流电构不成稳定的具有固定旋转方向的旋转磁场，四相、五相甚至更多的相当然好，但费用昂贵不经济，那就只有选三相交流电了。三相电的产生是因为其能为电电热器带来较好的性能。三相并不是产生旋转磁场的最小相数，PLC控制系统课程设计2两个在空间上垂直，在相位上差90度的交流线圈同样可以产生旋转磁场，但这会造成电机极距下线圈无法均布，从而不但降低了电机容量，还会产生主磁场的严重崎变。三相供电系统具有很多优点，为各国广泛采用。在发电方面，相同尺寸的三相发电机比单相发电机的功率大，在三相负载相同的情况下，有利于电热器的工作；在传输方面，三相系统比单相系统节省传输线，三相变压器比单相变压器经济三相电应是工厂用的三相动力线，是三根火线，火线之间的电压是380V，而每根火线与零线是220V,也就是我们用的市电。三根火线相位不同，相差120度。PLC控制系统课程设计3第二章系统总体方案设计2.1系统硬件组成PLC基本组成包括中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出接口（缩写为I/O，包括输入接口、输出接口、外部设备接口、扩展接口等）、外部设备编程器及电源模块组成，见图1。PLC内部各组成单元之间通过电源总线、控制总线、地址总线和数据总线连接，外部则根据实际控制对象配置相应设备与控制装置构成PLC控制系统。2.2系统变量定义及分配表表2-1输入点输出点COS=X0BZ=Y0PB1=X1MC1=Y1PB2=X2MC2=Y2PB3=X3PL1=Y3PB4=X4PL2=Y4PB5=X5PL3=Y5THRY=X6PL4=Y6图2-1PLC的基本组成PLC控制系统课程设计42.3系统接线图设计图2-2PLC系统接线图PLC控制系统课程设计5第三章控制系统梯形图程序设计3.1控制程序流程图设计3.2控制程序设计思路1．控制电路如图所示。判断COSCOS切在1位置COS切在2位置PB5按下？风扇停止运转，电热器断电[PL4动作]风扇运转[MC1、PL1动作]，电热器导电[MC2、PL2动作]，PL4熄灭否按键选择按PB1,风扇运转[MC1、PL1闪烁]，PL4熄灭。5秒后[PL1闪烁5次]，PL1亮，此时方可按PB2，电热器导电[MC2、PL2动作]按PB4，电热器断电，15秒后[PL1闪烁15次]，风扇停止运转，PL4亮是开始结束图3-1三相电热器控制流程图PLC控制系统课程设计6图3-2控制电路图2．COS切在1的位置。PLC控制系统课程设计7(1)按住PB5，风扇运转[MCl、PLl动作]，电热器导电[MC2、PL2动作]，PL4熄灭。(2)放开PB5，风扇停止运转，电热器断电[PL4动作]。(3)此时按PBl、PB2、PB4均无作用。3．COS切在2的位置。(1)按PBl，风扇运转[MCl、PLl闪烁]，PL4熄灭。5秒后[PLl闪烁5次]，PLl亮，此时方可按PB2，电热器导电[MC2、PL2动作]。(2)按PB4时电热器断电，15秒后[PLl闪烁15次]，风扇停止运转，PL4亮。(3)此时按PB5没有作用。4．热继电器(TH—RY)动作时，风扇停止运转，电热器断电，PL4亮，BZ响，PL3闪烁[ON／0．5s，OFF／0．5s]5．热继电器先复位，警报同前[BZ响、PL3闪烁]，按PB3，Bz停响，PL3熄灭。6．先按PB3时，Bz停响，PL3亮；热继电器复位，PL3熄灭。PLC控制系统课程设计8第四章监控系统设计4.1PLC与上位监控软件通讯上位机是指：人可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC，屏幕上显示各种信号变化（液压，水位，温度等）。下位机是直接控制设备获取设备状况的的计算机，一般是PLC/单片机之类的。上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据（一般模拟量），转化成数字信号反馈给上位机。简言之如此，真实情况千差万别不离其宗。上下位机都需要编程，都有专门的开发系统。在概念上,控制者和提供服务者是上位机,被控制者和被服务者是下位机,也可以理解为主机和从机的关系,但上位机和下位机是可以转换的,两机如何通讯，一般取决于下位机。TCP/IP一般是支持的。但是下位机一般具有更可靠的独有通讯协议，购买下位机时，会带一大堆手册光盘，告诉你如何使用特有协议通讯。里面会举大量例子。一般对编程人员而言一看也就那么回事，使用一些新的API罢了。多语言支持功能模块，一般同时支持数种高级语言为上位机编程。通常上位机和下位机通讯可以采用不同的通讯协议，可以有RS232的串口通讯，或者采用RS485串行通讯，当用计算机和PLC通讯的时候不但可以采用传统的D形式的串行通讯，还可以采用更适合工业控制的双线的PROFIBUS-DP通讯，采用封装好的程序开发工具就可以实现PLC和上位机的通讯。当然可以自己编写驱动类的接口协议控制上位机和下位机的通讯。4.2上位监控系统组态设计在使用工控软件中，我们经常提到组态一词，组态英文是“Configuration”，其意义究竟是什么呢？简单的讲，组态就是用应用软件中提供的工具、方法，完成工程中某一具体任务的过程。与硬件生产相对照，组态与组装类似。如要组装一台电脑，事先提供了各种型号的主板、机箱、电源、CPU、显示器、硬盘、光驱等，我们的工作就是用这PLC控制系统课程设计9些部件拼凑成自己需要的电脑。当然软件中的组态要比硬件的组装有更大的发挥空间，因为它一般要比硬件中的“部件”更多，而且每个“部件”都很灵活，因为软部件都有内部属性，通过改变属性可以改变其规格（如大小、性状、颜色等）。在组态概念出现之前，要实现某一任务，都是通过编写程序（如使用BASIC,C,FORTRAN等）来实现的。编写程序不但工作量大、周期长，而且容易犯错误，不能保证工期。组态软件的出现，解决了这个问题。对于过去需要几个月的工作，通过组态几天就可以完成。组态软件是有专业性的。一种组态软件只能适合某种领域的应用。组态的概念最早出现在工业计算机控制中。如DCS(集散控制系统)组态，PLC（可编程控制器）梯形图组态。人机界面生成软件就叫工控组态软件。其实在其他行业也有组态的概念，人们只是不这么叫而已。如AutoCAD，PhotoShop，办公软件(PowerPoint)都存在相似的操作，即用软件提供的工具来形成自己的作品，并以数据文件保存作品，而不是执行程序。组态形成的数据只有其制造工具或其他专用工具才能识别。但是不同之处在于，工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的。组态工具的解释引擎，要根据这些组态结果实时运行。从表面上看，组态工具的运行程序就是执行自己特定的任务。虽然说组态就是不需要编写程序就能完成特定的应用。但是为了提供一些灵活性，组态软件也提供了编程手段，一般都是内置编译系统，提供类BASIC语言，有的甚至支持VB。在当今工控领域，一些常用的大型组态软件主要有：WinCC，iFix，Intouch，组态王，力控，易控等。PLC控制系统课程设计10第五章梯形图PLC控制系统课程设计11课程设计心得经过两周的课程设计，我们亲身体会到做PLC程序设计的艰辛和努力，在设计过程中，我们遇到了不少困难，也有许多从未遇到的难题，但是我们坚持并努力的克服了，在寻求答案的过程中我学习到了更多知识，这都是在这次课程设计中学习到的宝贵经验，相信在以后的学习生活中，我们会继续运用好这种精神，让学习和工作变得更加有乐趣也更加积极向上的学习新知识。设计的过程本身就是收集知识找寻答案的过程，这个过程中可能有时一筹莫展，有时无从下手，但是一旦找到了灵感，找到了方法，其实事情本来很简单，只是以前从来没想到而已，所以，在以后的学习和工作中，试着尝试换一