第一篇：plc在內燃機車的應用（最終版）

可編程序控制器在內燃機車上的應用探討

可編程序控制器(習慣上簡稱為PLC)。是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術發展起來的一種通用的工業自動控制裝置，它具有體積小、功能強、靈活通用與維修方便等一系列優點，特別是其高可靠性和較強的適應惡劣環境的能力，受到了用戶的青睞。

PLC在不斷發展，尚沒有確切的定義，美國電氣制造商協會(NEMA)(National E1ectric Manufacturer Association)對PIE的定義是：PLC是一種數字式的電子裝置。它使用可編程序的存儲器來存儲指令，實現邏輯運算、順序運算、計數、計時和算術運算等功能，用來對各種機械或生產過程進行控制。

總起來說，PLC是一種成熟通用的工業控制計算機。其優點是：軟硬件功能強、使用維護方便、運行穩定可靠。由于PLC配置方便，特別是簡單易懂的圖形化編程語言，易于工程技術人員掌握，因此施工設計周期可以大大縮短。另外，PLC的輸入輸出點均設有狀態指示燈，便于故障的查找與處理。

內燃機車的順序控制一般采用繼電器控制電路，中間繼電器較多，接線復雜，通用性差。1990年后，液力傳動工礦機車開始采用PLC完成順序控制，取消了大部分中間繼問器、計數器和定時器，減少了接線，機車控制電路得到簡化，同時運用可靠性得到很大提高。

電傳動內燃機車除完成比液力傳動機車更多的邏輯控制外，還需要完成大量的模擬量控制。電傳動內燃機車的模擬量控制主要是柴油機的恒功率控制，就是保證柴油機在某一恒定轉速下，輸出功率恒定。最初柴油機的恒功率控制用柴油機調速器上的功調電阻實現，恒功率范圍較窄。后來采用電子恒功率控制裝置，又采用了微機恒功率控制裝置，恒功率范圍

得到擴展，但是這些控制裝置可靠性很差，故障頻繁。隨著PLC功能的不斷完善，在電傳動內燃機車上采用PLC完成恒功率控制成為可能。本文主要介紹PLC在DR型機車上的應用情況。

PLC 控制系統的特點和功能

根據DF5型機車的控制要求，選用日本歐姆龍(OMRON)公司的CQM1H型PLC。

1特點

(1)歐姆龍公司是國際著名PLC生產商，國內應用廣泛、部件供應齊全，產品升級換代相兼容，WINDOWS開發界面；

(2)通過PLC控制系統實現整車邏輯控制的無觸點化，控制邏輯軟件化，提高了整車可靠性；

(3)機車所有開關量輸入、輸出信號，均采用光電隔離，為PLC的安全運行提供了可靠保證；

(4)機車所有開關量輸入、輸出信號，均有LED指示燈，指示信號的輸入、輸出狀態，這對了解機車工作狀態、快速排除機車故障，提供了有利支持：

(5)提供了對整車從恒功率勵磁控制到機車邏輯控制的全套解決方案，有利于數據信息的綜合利用；

(6)具有機車的電氣保護和故障自動檢測、顯示功能；

(7)系統結構明晰，有利于排查機車電氣系統的故障，簡化了系統的常規維護。2功能

(1)機車操作指令、狀態的接收和處理；

(2)柴油機恒功率勵磁控制；

(3)機車邏輯控制；

(4)柴油機控制；

(5)輔助系統控制；

(6)故障檢測、保護及顯示記錄；

(7)機車參數顯示及參數修改等。PLC 控制系統組成PLC控制系統以DF5型機車的控制要求為基礎，選用日本OMRON公司的可編程序控制器，其型號為CQM1H。該PLC為完全模塊化結構，由直流24 V電源供電。共配置有11個模塊。

3．1PLC部分硬件組成該PLC控制系統由6部分組成，各部分的規格及參數分述如下：(1)24 V電源模塊。用于連接24 v直流電源。(2)CPU模塊。包括兩塊內插板以及16路開關量輸入，內插板1暫時不用，內插板2用于頻率信號輸入，CPU模塊具有運行、故障、通訊指示功能，可通過通訊接口外接顯示器。(3)模擬量輸入模塊。共3塊，12路模擬信號輸入，該模塊將模擬量轉換為數字量，其輸入范圍可根據需要自行設定：-10～10 V；0～10 V；1～5 V(4～20 mA)；模擬量輸入模塊還具有均值處理功能和斷線檢查功能，均值處理功能是對每個輸入值進行8次轉換求平均值。當輸入電壓低于0．95 V或輸入電流低于3．8 mA時判定為斷線。(4)開關量輸入模塊。共3塊，用于開關信號的輸入，其電路結構如圖1所示。(5)模擬量輸出模塊。共1塊，把從CPU來的數據轉換為電壓或電流信號輸出。(6)開關量輸出模塊。共3塊，48路，采用繼電器輸出，其電路結構如圖2所示。．2 外圍設備配置

為了保證PLC控制系統可靠工作，需要配置合適的外圍設備，包括電源、輸出隔離模塊等，還包括按鈕、開關、傳感器、接觸器和信號顯示燈等用戶輸入輸出設備。4軟件開發

PLC控制程序可以采用梯形圖或語句編程兩種方式，由于梯形圖與控制邏輯電路比較相似，易于編制與理解，控制程序大多采用梯形圖編制，以機車機油泵的控制為例，其梯形圖如圖3所示。

圖中：13．13為燃油泵控制開關；13．12為柴油機起動按鈕；13．14為機油泵控制開關；102．01為機油泵控制接觸器。使機油泵投入工作有兩種方式：閉合燃油泵控制開關同時按下柴油機起動按鈕；閉合機油泵控制開關使機油泵微機輸出點IRl02．01得電，然后通過放大模塊使機油泵接觸器吸合。

5應用情況

該PLC控制系統已成功運用到DF5型機車上，現已推廣運用于DF7G型機車，累計裝車近百臺，從運用情況看，機車的故障率明顯下降，PLC本身基本沒有出現問題，完全能夠滿足內燃機車的控制要求。

第二篇：PLC原理及應用

《PLC原理及應用》課程設計任務書 MITSUBISHI（三菱）PLC D組

一、全自動洗衣機梯形圖控制程序的設計與調試 1.控制要求：

按下啟動按扭及水位選擇開關，注水直到高（中、低）水位，關水

（3）2s后開始洗滌

（4）洗滌時，正轉30s，停2s，然后反轉30s，停2s（5）如此循環5次，總共320s后開始排水，排空后脫水30s（6）開始清洗，重復（2）～（5），清洗兩遍

（7）清洗完成，報警3秒并自動停機

（8）若按下停車按扭，可手動排水（不脫水）和手動脫水（不計數）

輸入點： 輸出點：

啟動 10001 低水位檢測 10009 啟動洗衣機 00001 停止 10002 手動排水 10010 進水閥 00002 高水位 10003 手動脫水 10011 正轉 00003 中水位 10004 反轉 00004 低水位 10005 排水 00005 排空檢測 10006 脫水 00006 高水位檢測 10007 報警 00007 中水位檢測 10008 2.若要求啟動開關分為標準洗和輕柔洗，試改變有關輸入點，并在程序中加入輕柔洗功能（輕柔洗過程自定）3.I/O編址 4.編程并調試

二、PLCⅡ型教學實驗箱程序的開發

要求：

1.開發實驗

十一、實驗十五的梯形圖程序 2.寫出I/O編址

3.寫出梯形圖程序及語句表程序并調試

三、自行設計課題

要求：設計汽車自動清洗裝置的PLC梯形圖控制課題及程序 1.了解汽車自動清洗過程（可網上查找資料）

設計課題：課題名稱、控制要求、工作框圖或時序圖、I/O編址 編程并調試 c）I/O端子接線圖

四、完成課程設計說明書

1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、框圖或時序圖、I/O接線圖等

3.三菱PLC與MODICON PLC相關指令的比較、運行情況及調試小結等 4.課程設計的心得

《PLC原理及應用》課程設計任務書 MITSUBISHI（三菱）PLC E組

一、PLCⅡ型教學實驗箱程序的開發 要求：

1.開發實驗

九、實驗

十二、實驗十三的梯形圖程序 2.寫出I/O編址

3.寫出梯形圖程序及語句表程序并調試

二、自行設計課題

要求：設計十字路口交通燈控制課題及程序

1.觀察宜山路中山西路口交通燈（包括左轉彎燈和行人燈）的工作時序 2.設計課題：課題名稱、控制要求、時序圖、I/O編址 3.編程并借助于PLC實驗箱的發光二極管（LED）進行調試 4.I/O端子接線圖 三、八層電梯樓層定位及顯示的梯形圖控制程序設計與調試 1.控制要求：

（1）根據各樓層行程開關的狀態，確定轎廂所在樓層

（2）用九段LED數碼管作十進制層樓位置顯示，如下圖所示：

2.九段碼編碼示意圖、真值表、I/O編址

3.編程并借助實驗箱上的發光二極管進行調試（注意各層之間的顯示保持）4.I/O端子接線圖

四、完成課程設計說明書

1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、框圖或時序圖、I/O接線圖等

3.三菱PLC與MODICON PLC相關指令的比較、運行情況及調試小結等 4.課程設計的心得

《PLC原理及應用》課程設計任務書 MITSUBISHI（三菱）PLC F組

一、PLCⅡ型教學實驗箱程序的開發

要求：

1.開發實驗

八、實驗

九、實驗十五的梯形圖程序 2.寫出I/O編址

3.寫出梯形圖程序及語句表程序并調試

二、自行設計課題

要求：設計十字路口交通燈控制課題及程序

1.觀察桂林路漕寶路口交通燈（包括左轉彎燈和行人燈）的工作時序 2.設計課題：課題名稱、控制要求、時序圖、I/O編址 3.編程并借助于PLC實驗箱的發光二極管（LED）進行調試 4.I/O端子接線圖

三、花式噴水池裝置PLC控制梯形圖的設計與調試 1.花式噴水池示意圖

圖a中4為中間噴水管，3為內環狀噴水管，2為中環形狀噴水管，1為外環形狀噴水管。圖b中的選擇開關可有4種選擇，可分別用4個開關模擬實現；單步/連續開關為“1”= 單步，“0”= 連續，其他為單一功能開關。2.控制要求：

（1）水池控制電源開關接通后，按下啟動按鈕，噴水裝置即開始工作。按下停止按鈕，則停止噴水。工作方式由“選擇開關”和“單步/連續”開關來決定。

（2）“單步/連續”開關在單步位置時，噴水池只運行一個循環；在連續位置時，噴水池反復循環運行。

（3）方式選擇開關用以選擇噴水池的噴水花樣，1～4號噴水管的工作方式選擇如下：

a）選擇開關在位置“1”——按下啟動按鈕后，4號噴水，延時2s，3號噴水，再延時1.5s，2號噴水，再延時2s，1號噴水，然后全部停止1s，接著一起噴水15s為一個循環。

b）選擇開關在位置“2”——按下啟動按鈕后，1號噴水，延時2s，2號噴水，再延時2s，3號噴水，再延時2s，4號噴水，然后全部停止0.5s，接著一起噴水30s為一個循環。

c）選擇開關在位置“3”——按下啟動按鈕后，1、3號同時噴水，延時3s后，2、4號同時噴水，1、3號停止噴水；交替運行5次后，1～4號同時噴水20s為一個循環。

d）選擇開關在位置“4”——按下啟動按鈕后，噴水池1～4號水管的工作順序為： 1→2→3→4按順序延時2s噴水，然后一起噴水10s后，按1→1+2→2→2+3→3→3+4→4→4+1號水管以1s間隔順序噴水，小循環3次后，一起噴水2s，再停止1s，由4→3→2→1反序分別延時2s噴水，然后再一起噴水10s為一個大循環。

（4）不論在什么工作方式，按下停止按鈕，噴水池立即停止工作，所有存儲器復位。

3.I/O編址 4.編程并調試 5.I/O端子接線圖

四、完成課程設計說明書

1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、框圖或時序圖、I/O接線圖等

3.三菱PLC與MODICON PLC相關指令的比較、運行情況及調試小結等 4.課程設計的心得

《PLC原理及應用》課程設計任務書 MITSUBISHI（三菱）PLC G組

一、PLCⅡ型教學實驗箱程序的開發

要求：1.開發實驗

十、實驗十一的梯形圖程序 2.寫出I/O編址

3.寫出梯形圖程序及語句表程序并調試

二、自動門控制裝置PLC梯形圖控制程序的設計與調試 1.自動門控制裝置的硬件組成：

自動門控制裝置由門內光電探測開關K1、門外光電探測開關K2、開門到位限位開關K3、關門到限位開關K4、開門執行機構KM1（使直流電動機正轉）、關門執行機構KM2（使直流電動機反轉）等部件組成。光電探測開關為檢測到人或物體時為ON，否則OFF。2．控制要求：

（1）當有人由內到外或由外到內通過光電檢測開關K1或K2時，開門執行機構KM1動作，電動機正轉，到達開門限位開關K3位置時，電機停止運行。

（2）自動門在開門位置停留8s后，自動進入關門過程，關門執行機構KM2被起動，電動機反轉，當門移動到關門限位開關K4位置時，電機停止運行。

（3）在關門過程中，當有人員由外到內或由內到外通過光電檢測開關K2或K1時，應立即停止關門，并自動進入開門程序。

（4）在門打開后的8s等待時間內，若有人員由外至內或由內至外通過光電檢測開關K2或K1時，必須重新開始等待8s后，再自動進入關門過程，以保證人員安全通過。

（5）開門與關門不可同時進行 3.I/O編址

4.編程并借助于實驗箱的發光二極管LED進行調試 5.I/O端子接線圖

三、坐標式機械手的PLC梯形圖控制程序設計與調試

1.坐標式機械手動作原理圖

2.控制要求：將物體從位置A搬至位置B（1）動作順序：機械手從原點位置起始下移到A處下限位→從A處夾緊物體后上升至上限位→右移至右限位→機械手下降至B處下限位→將物體放置在B處后→上升

至上限位→左移至左限位（原點）為一個循環。

（2）上限、A、B下限、左限、右限分別由限位開關控制；機械手設立起動和停止開關。

（3）機械手夾緊或松開的工作狀態以及到達每一個工位時，均應有狀態顯示。

（4）機械手的夾緊和放松動作均應有1s延時，然后上升；機械手每到達一個位置均有0.5s的停頓延時，然后進行下一個動作。

（5）若機械手停止時不在原點位置，可通過手動開關分別控制機械手的上升和左移，使之回到原點。

（6）要求循環工作1小時時，判斷機械手是否夾有物體，若沒有，則立即自動停止工作并警鈴報警；若夾有物體，則繼續工作至物體放置到B位后自動停止工作并警鈴報警。

3.I/O編址并畫出工作框圖 4.編程并調試 5.I/O端子接線圖

四、完成課程設計說明書

1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、框圖或時序圖、I/O接線圖等

3.三菱PLC與MODICON PLC相關指令的比較、運行情況及調試小結等 4.課程設計的心得

《PLC原理及應用》課程設計任務書 MITSUBISHI（三菱）PLC H組

一、PLCⅡ型教學實驗箱程序的開發

要求：

1.開發實驗十四的梯形圖程序 2.寫出I/O編址

3.寫出梯形圖程序及語句表程序并調試 二、三相六拍步進電機PLC梯形圖控制程序設計與調試 1.控制要求：

（1）三相步進電動機有三個繞組：A、B、C，正轉通電順序為：A→AB→B→BC→C→CA→A

反轉通電順序為：A→CA→C→BC→B→AB→A（2）要求能實現正、反轉控制，而且正、反轉切換無須經過停車步驟。

（3）具有兩種轉速：

#1開關合上，則轉過一個步距角需0.5s。#2開關合上，則轉過一個步距角需0.05s。

（4）要求步進電動機轉動100個步距角后自動停止運行

（5）（選）在完成上述功能的基礎上，增加功能：

設置按鈕K1，每按一次K1，轉速增加一檔（即轉動一個步距角所需時間減少0.01s）設置按鈕K2，每按一次K2，轉速減少一檔（即轉動一個步距角所需時間增加0.01s）I/O編址

3.編程并借助于PLC實驗箱的發光二極管（LED）進行調試

三、完成課程設計說明書

1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、框圖或時序圖、I/O接線圖等

3.三菱PLC與MODICON PLC相關指令的比較、運行情況及調試小結等 4.課程設計的心得

《PLC原理及應用》課程設計任務書 MITSUBISHI（三菱）PLC I組

一、霓虹燈廣告屏裝置PLC控制梯形圖的設計與調試 1.霓虹燈廣告屏示意圖

該廣告屏共有8根燈管，24只流水燈，每4只燈為一組，如下圖所示：

2.控制要求：：

（1）該廣告屏中間8根燈管亮滅的時序為：第1根亮→2亮→3亮→??→第8根亮，時間間隔為1s，全亮后，顯示10s，再反過來從8→7→??→1按1s間隔順序熄滅，全滅后停亮2s；再從第8根開始亮，順序點亮7→6→??→1，時間間隔1s，顯示5s，再從1→2→??→8按1s間隔順序熄滅，全滅后停亮2s，然后重復運行，周而復始。

（2）24只流水燈，4個一組分成6組，從Ⅰ→Ⅱ→??→Ⅵ按1s時間間隔依次向前移動，且點亮時每相隔1燈為亮，即從Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮，同時Ⅰ“①、③”滅→Ⅲ“、”亮，同時Ⅱ“⑤、⑦”滅??，如此移動一段時間（如30s）后，再反過來移動一段時間：Ⅵ“、”亮 →Ⅴ“、”亮，同時Ⅵ“、”滅，??如此循環往復。（3）系統有單步/連續控制，有起動和停止按鈕。

（4）起動時，燈管和流水燈同時起動，關閉時，可同時也可分別關閉。

（5）在控制要求1中，若要求將全亮后顯示10s改為以0.5s間隔同時閃爍5s，試修改程序。

（6）*要求有移位指令的應用 3.編程并模擬調試 4.畫出I/O端子接線圖

二、自行設計課題

要求：設計汽車自動清洗裝置的PLC梯形圖控制課題及程序 1.觀察汽車自動清洗過程（可網上查找資料）

2.設計課題：課題名稱、控制要求、工作框圖或時序圖、I/O編址 3.編程并調試 4.I/O端子接線圖

三、完成課程設計說明書 1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、時序圖或框圖、I/O接線圖

3.三菱PLC與MODICON PLC相關指令的應用比較、運行情況及調試小結等 4.課程設計的心得

《PLC原理及應用》課程設計任務書 MITSUBISHI（三菱）PLC J組

一、MODICON PLC梯形圖控制程序的移植

要求：

1.將教材中五層電梯模型的梯形圖控制程序三菱FX2N PLC的梯形圖控制程序 I/O編址

試畫出I/O端子接線圖 二、五相十拍步進電動機控制程序的設計與調試 1.控制要求：

（1）五相步進電動機有五個繞組: A、B、C、D、E , 正轉通電順序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB

反轉通電順序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB

（2）用五個開關控制其工作：

#1開關控制其運行(啟 / 停)。

#2 開關控制其低速運行(轉過一個步距角需 0.5 s)。#3 開關控制其中速運行(轉過一個步距角需 0.1 s)。#4 開關控制其低速運行(轉過一個步距角需 0.03 s)。#5 開關控制其轉向(ON 為正轉，OFF 為反轉)。2.I/O編址及工作框圖（或時序圖）

3．編程并借助于PLC實驗箱的發光二極管（LED）進行調試 4.I/O端子接線圖

三、PLCⅡ型教學實驗箱程序的開發

要求：

1.開發實驗

十、實驗十一的梯形圖程序 2.寫出I/O編址

3.寫出梯形圖程序及語句表程序并調試

四、完成課程設計說明書 1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、時序圖或框圖、I/O接線圖 3.三菱PLC與MODICON PLC相關指令的應用比較、運行情況及調試小結等 4.課程設計的心得

《PLC原理及應用》課程設計任務書 MITSUBISHI（三菱）PLC K組

一、PLCⅡ型教學實驗箱程序的開發

要求：

1.開發實驗

八、實驗

九、實驗十一的梯形圖程序 2.寫出I/O編址

3.寫出梯形圖程序及語句表程序并調試

二、霓虹燈廣告屏裝置PLC控制梯形圖的設計與調試 1.霓虹燈廣告屏示意圖

該廣告屏共有8根燈管，24只流水燈，每4只燈為一組，如下圖所示：

2.控制要求：：

（1）該廣告屏中間8根燈管亮滅的時序為：第1根亮→2亮→3亮→??→第8根亮，時間間隔為1s，全亮后，顯示10s，再反過來從8→7→??→1按1s間隔順序熄滅，全滅后停亮2s；再從第8根開始亮，順序點亮7→6→??→1，時間間隔1s，顯示3s，再從1→2→??→8按1s間隔順序熄滅，全滅后停亮2s，然后重復運行，周而復始。

（2）24只流水燈，4個一組分成6組，從Ⅰ→Ⅱ→??→Ⅵ按1s時間間隔依次向前移動，且點亮時每相隔1燈為亮，即從Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮，同時Ⅰ“①、③”滅→Ⅲ“、”亮，同時Ⅱ“⑤、⑦”滅??，如此移動一段時間（如30s）后，再反過來移動一段時間：Ⅵ“、”亮 →Ⅴ“、”亮，同時Ⅵ“、”滅，??如此循環往復。

（3）系統有單步/連續控制，單步運行時廣告屏只亮一個循環，連續運行時則循環往復運行；有起動和停止按鈕。

（4）起動時，燈管和流水燈同時起動，關閉時，可同時也可分別關閉。

（5）在控制要求1中，若要求將全亮后顯示10s改為以0.5s間隔同時閃爍5s，試修改程序。

（6）*要求有移位指令的應用 3.I/O編址并工作框圖（或時序圖）

4.編程并借助實驗箱上的發光二極管模擬調試 5.畫出I/O端子接線圖

三、自動門控制裝置PLC梯形圖控制程序的設計與調試 1.自動門控制裝置的硬件組成：

自動門控制裝置由門內光電探測開關K1、門外光電探測開關K2、開門到位限位開關K3、關門到限位開關K4、開門執行機構KM1（使直流電動機正轉）、關門執行機構KM2（使直流電動機反轉）等部件組成。光電探測開關為無光導通，有光斷開。2．控制要求：

（1）當有人由內到外或由外到內通過光電檢測開關K1或K2時，開門執行機構KM1動作，電動機正轉，到達開門限位開關K3位置時，電機停止運行。

（2）自動門在開門位置停留8s后，自動進入關門過程，關門執行機構KM2被起動，電動機反轉，當門移動到關門限位開關K4位置時，電機停止運行。

（3）在關門過程中，當有人員由外到內或由內到外通過光電檢測開關K2或K1時，應立即停止關門，并自動進入開門程序。

（4）在門打開后的10s等待時間內，若有人員由外至內或由內至外通過光電檢測開關K2或K1時，必須重新開始等待10s后，再自動進入關門過程，以保證人員安全通過。

（5）開門與關門不可同時進行 3.I/O編址

4.編程并借助實驗箱上的發光二極管模擬調試

四、完成課程設計說明書 1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、時序圖或框圖、I/O接線圖 3.三菱PLC與MODICON PLC相關指令的應用比較、運行情況及調試小結等 4.課程設計的心得

《PLC原理及應用》課程設計任務書 MITSUBISHI（三菱）PLC L組

一、PLCⅡ型教學實驗箱程序的開發

要求：1.開發實驗九、十、十二的梯形圖程序

2.寫出I/O編址、寫出梯形圖程序及語句表程序并調試

二、大、小球分揀傳送機械PLC控制梯形圖的設計與調試 1.大、小球分揀傳送機械示意圖

2.控制要求：

（1）機械臂起始位置在機械原點（見圖），為左限、上限并有顯示。

（2）有起動按鈕和停止按鈕控制運行，設停止時機械臂必須已回到原點。

（3）起動后，機械臂動作順序為：下降→吸球→上升（至上限）→右行（至右限）→下降→釋放→上升（至上限）→左行返回（至原點）。

（4）機械臂右行時有小球右限（LS4）和大球右限（LS5）之分；下降時，當電磁鐵壓著大球時，下限開關LS2斷開（=“0”）；壓著小球時，下限開關LS2接通（=“1”）。

3.I/O編址及工作框圖

4.編程并借助實驗箱上的發光二極管進行調試 5.I/O端子接線圖

三、自行設計課題

要求：設計汽車自動清洗裝置的PLC梯形圖控制課題及程序（1）了解汽車自動清洗過程

（2）設計課題：課題名稱、控制要求、工作框圖或時序圖、I/O編址（3）編程并借助實驗箱上的發光二極管進行調試

四、完成課程設計說明書 1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、時序圖或框圖、I/O接線圖 3.三菱PLC與MODICON PLC相關指令的應用比較、運行情況及調試小結等 4.課程設計的心得 《PLC原理及應用》課程設計任務書 MITSUBISHI（三菱）PLC M組

一、PLCⅡ型教學實驗箱程序的開發

要求：

1.開發實驗十、十二、十五的梯形圖程序 寫出I/O編址

寫出梯形圖程序及語句表程序并調試

二、自行設計“全自動洗衣機PLC控制”課題

要求：

1.課題名稱 2.控制要求 3.工作框圖.4.I/O設置

5.編程并借助實驗箱上的發光二極管進行調試

三、飲料灌裝生產流水線PLC梯形圖控制程序設計與調試 1.控制要求：

（1）系統通過開關設定為自動操作模式，一旦啟動，則傳送帶的驅動電機啟動并一直保持到停止開關動作或灌裝設備下的傳感器檢測到一個瓶子時停止；瓶子裝滿飲料后，傳送帶驅動電機必須自動啟動，并保持到又檢測到一個瓶子或停止開關動作（2）當瓶子定位在灌裝設備下時，停頓1s，灌裝設備開始工作，灌裝過程為5s鐘，灌裝過程應有報警顯示，5s后停止并不再顯示報警；報警方式為紅燈以0.5s間隔閃爍

（3）以每24瓶為一箱，記錄產品箱數

（4）每隔8小時將記錄產品箱數的計數器當前值轉存至其他寄存器，然后對計數器自動清零，重新開始計數。（*）

（5）可以手動對計數器清零（復位）2.編程并借助實驗箱上的發光二極管進行調試 3.畫出I/O端子接線圖

四、完成課程設計說明書 1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、時序圖或框圖、I/O接線圖

3.三菱PLC與MODICON PLC相關指令的應用比較、運行情況及調試小結等 4.課程設計的心得

《PLC原理及應用》課程設計任務書 MITSUBISHI（三菱）PLC N組

一、PLCⅡ型教學實驗箱程序的開發

要求： 1.開發實驗八、九、十五的梯形圖程序 寫出I/O編址

寫出梯形圖程序及語句表程序并調試

二、物業供水系統水泵梯形圖控制程序設計與調試

某物業供水系統有水泵4臺，供水管道安裝壓力檢測開關K1，K2和K3。K1接通，表示水壓偏低；K2接通，表示水壓正常；K3接通，表示水壓偏高。1.控制要求：

（1）自動工作時，當用水量少，壓力增高，K3接通，此時可延時30s后撤除1臺水泵

工作，要求先工作的水泵先切斷；當用水量多時，壓力降低，K1接通，此時可延時30s后增設1臺水泵工作，要求未曾工作過的水泵增加投入運行；當K2接通，表示供水正常，可維持水泵運行數量。工作時，要求水泵數量最少為1臺，最多不得超出4臺。

（2）各水泵工作時，均應有工作狀態顯示。

（3）手動工作時，要求4臺水泵可分別獨立操作（分設起動和停止開關），并分別具有

過載保護，可隨時對單臺水泵進行斷電控制（若輸入點不夠，可用I/O擴展模塊）

（4）設置“自動/手動”切換開關（ON——手動，OFF——自動），另設自動運行控制開關（ON——自動運行，OFF——自動運行停止）。2.畫出運行框圖，I/O編址

3.編程并借助實驗箱上的發光二極管進行調試 4.畫出I/O端子接線圖。

三、自動門控制裝置PLC梯形圖控制程序的設計與調試 1.自動門控制裝置的硬件組成：

自動門控制裝置由門內光電探測開關K1、門外光電探測開關K2、開門到位限位開關K3、關門到限位開關K4、開門執行機構KM1（使直流電動機正轉）、關門執行機構KM2（使直流電動機反轉）等部件組成。光電探測開關為無光導通，有光斷開。2．控制要求：

（1）當有人由內到外或由外到內通過光電檢測開關K1或K2時，開門執行機構KM1動作，電動機正轉，到達開門限位開關K3位置時，電機停止運行。

（2）自動門在開門位置停留8s后，自動進入關門過程，關門執行機構KM2被起動，電動機反轉，當門移動到關門限位開關K4位置時，電機停止運行。

（3）在關門過程中，當有人員由外到內或由內到外通過光電檢測開關K2或K1時，應立即停止關門，并自動進入開門程序。

（4）在門打開后的10s等待時間內，若有人員由外至內或由內至外通過光電檢測開關K2或K1時，必須重新開始等待10s后，再自動進入關門過程，以保證人員安全通過。

（5）開門與關門不可同時進行 3.I/O編址

4.編程并借助實驗箱上的發光二極管模擬調試

四、完成課程設計說明書 1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、時序圖或框圖、I/O接線圖 3.三菱PLC與MODICON PLC相關指令的應用比較、運行情況及調試小結等 4.課程設計的心得

《PLC原理及應用》課程設計任務書 MITSUBISHI（三菱）PLC O組 一、八層電梯樓層定位及顯示的梯形圖控制程序設計與調試 1.控制要求：

（1）根據各樓層行程開關的狀態，確定轎廂所在樓層

（2）用九段LED數碼管作十進制層樓位置顯示，如下圖所示：

2.九段碼編碼示意圖、真值表、I/O編址 3.用0作故障顯示

4.編程并借助實驗箱上的發光二極管模擬調試 5.I/O端子接線圖 二、三相六拍步進電機PLC梯形圖控制程序設計與調試 1.控制要求：

（1）三相步進電動機有三個繞組：A、B、C，正轉通電順序為：A→AB→B→BC→C→CA→A 反轉通電順序為：A→CA→C→BC→B→AB→A

（2）要求能實現正、反轉控制，而且正、反轉切換無須經過停車步驟。

（3）具有兩種轉速：

#1開關合上，則轉過一個步距角需0.5s。#2開關合上，則轉過一個步距角需0.05s。

（4）要求步進電動機轉動100個步距角后自動停止運行 I/O編址 編程并借助實驗箱上的發光二極管模擬調試

三、自行設計課題

要求：設計十字路口交通燈控制課題及程序

1.觀察桂林路漕寶路口交通燈（包括左轉彎燈和行人燈）的工作時序 2.設計課題：課題名稱、控制要求、時序圖、I/O編址 3.編程并借助實驗箱上的發光二極管模擬調試

四、完成課程設計說明書 1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、框圖（或時序圖）、I/O接線圖

3.三菱PLC與MODICON PLC相關指令的應用比較、運行情況及調試小結等 4.課程設計的心得

《PLC原理及應用》課程設計任務書

西門子S7-200 PLC A組 一、十字路口交通信號燈PLC控制系統設計與調試 1.控制要求：

（1）系統工作受開關控制，起動開關 ON 則系統工作；起動開關 OFF 則系統停

止工作。

（2）控制對象有八個：

東西方向紅燈兩個 , 南北方向紅燈兩個，東西方向黃燈兩個 , 南北方向黃燈兩個，東西方向綠燈兩個 , 南北方向綠燈兩個，東西方向左轉彎綠燈兩個，南北方向左轉彎綠燈兩個。

（3）控制規律：

1）高峰時段按時序圖二（見附圖）運行，正常時段按時序圖三（見附圖）運行，晚上時段按提示警告方式運行，規律為： 東、南、西、北四個黃燈全部閃亮，其余燈全部熄滅，黃燈閃亮按亮 0.4 s，暗 0.6 s的規律反復循環。高峰時段、正常時段及晚上時段的時序分配按時序圖一運行(見附圖)。2.編程并調試 3.I/O端子接線圖

時序圖一

高峰時段 7：00↘ ↙8：15 16：30↘ 正常時段

晚間時段 6：30↗

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 小時

時序圖二

00004 R-EW 00001 L——SN 00002 G 00003 Y

00008 R 00005 L 00006 G 00007 Y 10 20 30 40 50 60 70 80 90 SEC 時序圖三

00004 R-EW 00001 L 00002 G 00003 Y

00008 R—SN —SN —EW —EW —EW

——SN

—SN —SN

—SN —SN 00005 L—EW 00006 G—EW 00007 Y—EW 10 20 30 40 50 60 70 80 90 SEC

二、車庫車輛出入庫管理PLC梯形圖控制程序設計與調試 1.控制要求：

（1）入庫車輛前進時，經過1#傳感器→2#傳感器后，計數器A加1，后退時經過2#傳感器→1#傳感器后，計數器B減1；（計數器B的初始值由計數器A送來）只經過一個傳感器則計數器不動作。

（2）出庫車輛前進時，經過2#傳感器→1#傳感器后，計數器B減1，后退時經過1#傳感器→2#傳感器后，計數器A加1；只經過一個傳感器則計數器不動作

（3）車輛入庫或出庫時，均應有警鈴報警，定時3s鐘（4）倉庫啟用時，先對所有用到的存儲單元清零，并應有倉庫空顯示

（5）若設倉庫容量為50輛車，則倉庫滿時應報警并顯示。

（6）若同時有車輛相對入庫和出庫（即入庫車輛經過1#傳感器，出庫車輛經過2#傳感器），應避免誤計數。2.I/O編址 編程并調試

I/O端子接線圖

三、自動門控制裝置PLC梯形圖控制程序的設計與調試 1.自動門控制裝置的硬件組成：

自動門控制裝置由門內光電探測開關K1、門外光電探測開關K2、開門到位限位開關K3、關門到限位開關K4、開門執行機構KM1（使直流電動機正轉）、關門執行機構KM2（使直流電動機反轉）等部件組成。光電探測開關為有光導通，無光斷開。2．控制要求：

（1）當有人由內到外或由外到內通過光電檢測開關K1或K2時，開門執行機構KM1動作，電動機正轉，到達開門限位開關K3位置時，電機停止運行。

（2）自動門在開門位置停留8s后，自動進入關門過程，關門執行機構KM2被起動，電動機反轉，當門移動到關門限位開關K4位置時，電機停止運行。

（3）在關門過程中，當有人員由外到內或由內到外通過光電檢測開關K2或K1時，應立即停止關門，并自動進入開門程序。

（4）在門打開后的8s等待時間內，若有人員由外至內或由內至外通過光電檢測開關K2或K1時，必須重新開始等待8s后，再自動進入關門過程，以保證人員安全通過。

（5）開門與關門不可同時進行 3.I/O編址 4.編程并調試 5.I/O端子接線圖

四、自行設計課題

要求：設計汽車自動清洗裝置的PLC梯形圖控制課題及程序 觀察汽車自動清洗過程（可網上查找資料）

2.設計課題：課題名稱、控制要求、工作框圖或時序圖、I/O編址 3.編程并調試 4.I/O端子接線圖

五、完成課程設計說明書 1.課題名稱及要求

程序（包括注釋）、框圖或時序圖、I/O接線圖

西門子PLC與MODICON PLC相關指令的應用比較、運行情況及調試小結等 課程設計的心得

《PLC原理及應用》課程設計任務書

西門子S7-200 PLC B組 一、五相十拍步進電動機控制程序的設計與調試 1.控制要求：

（1）五相步進電動機有五個繞組: A、B、C、D、E , 正轉通電順序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB

反轉通電順序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB

（2）用五個開關控制其工作：

#1開關控制其運行(啟 / 停)。

#2 開關控制其低速運行(轉過一個步距角需 0.5 s)。#3 開關控制其中速運行(轉過一個步距角需 0.1 s)。#4 開關控制其低速運行(轉過一個步距角需 0.03 s)。#5 開關控制其轉向(ON 為正轉，OFF 為反轉)。2.I/O編址 3．編程并調試 4.I/O端子接線圖

二、飲料灌裝生產流水線PLC梯形圖控制程序設計與調試 1.控制要求：

（1）系統通過開關設定為自動操作模式，一旦啟動，則傳送帶的驅動電機啟動并一直保持到停止開關動作或灌裝設備下的傳感器檢測到一個瓶子時停止；瓶子裝滿飲料后，傳送帶驅動電機必須自動啟動，并保持到又檢測到一個瓶子或停止開關動作

（2）當瓶子定位在灌裝設備下時，停頓1s，灌裝設備開始工作，灌裝過程為5s鐘，灌裝過程應有報警顯示，5s后停止并不再顯示報警；報警方式為紅燈以0.5s間隔閃爍

（3）用兩個傳感器分別檢測空瓶數和滿瓶數，用計數器記錄空瓶數和滿瓶數，一旦系統啟動，即開始記錄空瓶數和滿瓶數

（4）若每24瓶為一箱，記錄產品箱數

（5）每隔8小時將空瓶及滿瓶計數器的當前值轉存至其他寄存器，然后對計數器自動清零，重新開始計數。

（6）可以手動對計數器清零（復位）2.編程并調試 3.畫出I/O端子接線圖

三、自行設計“全自動洗衣機PLC控制”課題

要求： 1.課題名稱 2.控制要求 3.工作框圖.4.I/O設置 5.編程并調試

四、完成課程設計說明書 1.課題名稱及要求 程序（包括注釋）、框圖、I/O接線圖

西門子PLC與MODICON PLC相關指令的應用比較、運行情況及調試小結等 課程設計的心得

《PLC原理及應用》課程設計任務書

西門子S7-200 PLC C組 一、八層電梯樓層定位及顯示的梯形圖控制程序設計與調試 1.控制要求：（1）根據各樓層行程開關的狀態，確定轎廂所在樓層

（2）用九段LED數碼管作十進制層樓位置顯示，如下圖所示：

2.九段碼編碼示意圖、真值表、I/O編址 3.編程并調試 4.I/O端子接線圖 二、三相六拍步進電機PLC梯形圖控制程序設計與調試 1.控制要求：

（1）三相步進電動機有三個繞組：A、B、C，正轉通電順序為：A→AB→B→BC→C→CA→A

反轉通電順序為：A→CA→C→BC→B→AB→A

（2）要求能實現正、反轉控制，而且正、反轉切換無須經過停車步驟。

（3）具有兩種轉速：

#1開關合上，則轉過一個步距角需0.5s。#2開關合上，則轉過一個步距角需0.05s。

（4）要求步進電動機轉動100個步距角后自動停止運行

（5）在完成上述功能的基礎上，增加功能：

設置按鈕K1，每按一次K1，轉速增加一檔（即轉動一個步距角所需時間減少0.01s）設置按鈕K2，每按一次K2，轉速減少一檔（即轉動一個步距角所需時間增加0.01s）I/O編址 編程與調試

三、自行設計課題

要求：設計十字路口交通燈控制課題及程序

1.觀察桂林路漕寶路口交通燈（包括左轉彎燈和行人燈）的工作時序 2.設計課題：課題名稱、控制要求、時序圖、I/O編址 3.編程并調試 4.I/O端子接線圖

四、完成課程設計說明書 1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、框圖、I/O接線圖

3.西門子PLC與MODICON PLC相關指令的應用比較、運行情況及調試小結等 4.課程設計的心得

《PLC原理及應用》課程設計任務書

西門子S7-200 PLC D組

一、自動門控制裝置PLC梯形圖控制程序的設計與調試 1.自動門控制裝置的硬件組成：

自動門控制裝置由門內光電探測開關K1、門外光電探測開關K2、開門到位限位開關K3、關門到限位開關K4、開門執行機構KM1（使直流電動機正轉）、關門執行機構KM2（使直流電動機反轉）等部件組成。光電探測開關為無光導通，有光斷開。2．控制要求：

（1）當有人由內到外或由外到內通過光電檢測開關K1或K2時，開門執行機構KM1動作，電動機正轉，到達開門限位開關K3位置時，電機停止運行。（2）自動門在開門位置停留8s后，自動進入關門過程，關門執行機構KM2被起動，電動機反轉，當門移動到關門限位開關K4位置時，電機停止運行。

（3）在關門過程中，當有人員由外到內或由內到外通過光電檢測開關K2或K1時，應立即停止關門，并自動進入開門程序。

（4）在門打開后的10s等待時間內，若有人員由外至內或由內至外通過光電檢測開關K2或K1時，必須重新開始等待10s后，再自動進入關門過程，以保證人員安全通過。

（5）開門與關門不可同時進行 3.I/O編址 4.編程并調試 5.I/O端子接線圖

二、物業供水系統水泵梯形圖控制程序設計與調試

某物業供水系統有水泵4臺，供水管道安裝壓力檢測開關K1，K2和K3。K1接通，表

示水壓偏低；K2接通，表示水壓正常；K3接通，表示水壓偏高。1.控制要求：

（1）自動工作時，當用水量少，壓力增高，K3接通，此時可延時30s后撤除1臺水泵

工作，要求先工作的水泵先切斷；當用水量多時，壓力降低，K1接通，此時可延時30s后增設1臺水泵工作，要求未曾工作過的水泵增加投入運行；當K2接通，表示供水正常，可維持水泵運行數量。工作時，要求水泵數量最少為1臺，最多不得超出4臺。（2）各水泵工作時，均應有工作狀態顯示。

（3）手動工作時，要求4臺水泵可分別獨立操作（分設起動和停止開關），并分別具有

過載保護，可隨時對單臺水泵進行斷電控制（若輸入點不夠，可用I/O擴展模塊）

（4）設置“自動/手動”切換開關（ON——手動，OFF——自動），另設自動運行控制開關（ON——自動運行，OFF——自動運行停止）。2.畫出運行框圖，I/O編址，編程并調試 3.畫出I/O端子接線圖。

三、全自動洗衣機梯形圖控制程序的設計與調試 1.控制要求：

（1）按下啟動按扭及水位選擇開關

（2）注水直到高（中、低）水位，關水

（3）2s后開始洗滌

（4）洗滌時，正轉30s，停2s，然后反轉30s，停2s（5）如此循環5次，總共320s后開始排水，排空后脫水30s（6）開始清洗，重復（2）～（5），清洗兩遍

（7）清洗完成，報警3s并自動停機

（8）若按下停車按扭，可手動排水（不脫水）和手動脫水（不計數）

輸入點： 輸出點：

啟動 10001 低水位檢測 10009 啟動洗衣機 00001 停止 10002 手動排水 10010 進水閥 00002 高水位 10003 手動脫水 10011 正轉 00003 中水位 10004 反轉 00004 低水位 10005 排水 00005 排空檢測 10006 脫水 00006 高水位檢測 10007 報警 00007 中水位檢測 10008 2.若要求啟動開關分為標準洗和輕柔洗，試改變有關輸入點，并在程序中加入輕柔洗功能（輕柔洗過程自定）3.I/O編址 4.編程并調試

四、MODICON PLC梯形圖控制程序的移植

要求：

1.將教材中五層電梯模型的梯形圖控制程序改成S7-200 PLC的梯形圖控制程序

2.I/O編址：設有開關量I/O擴展模塊2個，均為8×24VDC輸入/8×繼電器輸出 3.試畫出I/O端子接線圖

五、完成課程設計說明書 1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、框圖、I/O接線圖

3.西門子PLC與MODICON PLC相關指令的應用比較、運行情況及調試小結等 4.課程設計的心得

《PLC原理及應用》課程設計任務書

西門子S7-200 PLC E組 一、四分頻電路梯形圖控制程序設計與調試

要求：

1.解讀MODICON PLC的二分頻電路梯形圖程序，用STEP7設計四分頻電路梯形圖程序并調試，畫出四分頻時序圖。2.控制要求：

輸入點引入信號脈沖，輸出點輸出的脈沖是輸入脈沖的四分頻信號。

二分頻時序圖如下： 輸入10001 輸出00002 MODICON PLC二分頻梯形圖：

（）10001 00101 00100（）10001 00101（）00100 00002 00102（）00100 00102 00002 00002

二、自行設計課題

要求：設計汽車自動清洗裝置的PLC梯形圖控制課題及程序 1.觀察汽車自動清洗過程（可網上查找資料）

2.設計課題：課題名稱、控制要求、工作框圖或時序圖、I/O編址 3.編程并調試 4.I/O端子接線圖

三、MODICON PLC梯形圖控制程序的移植

1.將教材中五層電梯模型的梯形圖控制程序改成S7-200 PLC的梯形圖控制程序

2.I/O編址：設有開關量I/O擴展模塊2個，均為8×24VDC輸入/8×繼電器輸出

3.畫出I/O端子接線圖

4．完成PLC與電梯模型的接線并運行調試

四、完成課程設計說明書 1.課題名稱及要求 2.程序（包括注釋）、框圖、I/O接線圖

3.西門子PLC與MODICON PLC相關指令的應用比較、運行情況及調試小結等 4.課程設計的心得

《PLC原理及應用》課程設計任務書

西門子S7-200 PLC F組

一、花式噴水池裝置PLC控制梯形圖的設計與調試 1.花式噴水池示意圖

圖a）中4為中間噴水管，3為內環狀噴水管，2為中環形狀噴水管，1為外環形狀噴水管。圖b）中的選擇開關可有4種選擇，可分別用4個開關模擬實現；單步/連續開關為“1”= 單步，“0”= 連續，其他為單一功能開關。2.控制要求：

（1）水池控制電源開關接通后，按下啟動按鈕，噴水裝置即開始工作。按下停止按鈕，則停止噴水。工作方式由“選擇開關”和“單步/連續”開關來決定。

（2）“單步/連續”開關在單步位置時，噴水池只運行一個循環；在連續位置時，噴水池反復循環運行。（3）方式選擇開關用以選擇噴水池的噴水花樣，1～4號噴水管的工作方式選擇如下：

a）選擇開關在位置“1”——按下啟動按鈕后，4號噴水，延時2s，3號噴水，再延時1.5s，2號噴水，再延時2s，1號噴水，然后全部停止1s，接著一起噴水15s為一個循環。

b）選擇開關在位置“2”——按下啟動按鈕后，1號噴水，延時2s，2號噴水，再延時2s，3號噴水，再延時2s，4號噴水，然后全部停止0.5s，接著一起噴水30s為一個循環。

c）選擇開關在位置“3”——按下啟動按鈕后，1、3號同時噴水，延時3s后，2、4號同時噴水，1、3號停止噴水；交替運行5次后，1～4號同時噴水20s為一個循環。

d）選擇開關在位置“4”——按下啟動按鈕后，噴水池1～4號水管的工作順序為： 1→2→3→4按順序延時2s噴水，然后一起噴水10s后，按1→1+2→2→2+3→3→3+4→4→4+1號水管以1s間隔順序噴水，小循環3次后，一起噴水2s，再停止1s，由4→3→2→1反序分別延時2s噴水，然后再一起噴水10s為一個大循環。

（4）不論在什么工作方式，按下停止按鈕，噴水池立即停止工作，所有存儲器復位。

3.I/O編址 4.編程并調試 5.I/O端子接線圖

二、帶有顯示的十字路口交通信號燈控制程序的設計與調試 1.系統框圖：

2.控制要求：

（1）南北方向為主干道，綠燈亮的時間比東西方向次干道綠燈亮的時間多一倍，黃燈間隔0.5s閃爍3 s后切換到紅燈，信號燈工作時序圖如下，一次循環共需96s。（2）時序圖：

（3）主干道的數碼顯示應該與紅、黃及綠燈同步，且兩條主、次干道應該一樣顯示。比如：南北方向綠燈亮時，東西方向和南北方向均應顯示數字63（綠燈亮60s，黃燈亮3s），然后隔秒減1，當減到0時，換成東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，此時，數碼管應顯示33，然后隔秒減1，當減到0時，再進行切換，完成一次工作循環。

（4）*有白天/夜間操作轉換開關、運行/停止開關、緊急操作開關1#、2#，其功能如下：

白天/夜間操作轉換開關在“白天”位置時，按上述時序正常工作，在“夜間”位置時，兩邊均只有黃燈閃爍

運行開關在接通電源時，方可切換白天/夜間開關

開關在“運行”位置時，系統啟動，在“停止”位置時，系統關閉

當有特殊情況（如事故）需某一方向的綠燈一直亮，則應用緊急操作開關實現次功能。比如：1#開關=“1”，則南北方向綠燈一直亮，東西方向紅燈一直亮，2#開關=“1”，則東西方向綠燈一直亮，南北方向紅燈一直亮，關閉緊急開關，則系統恢復正常。

3.編程并模擬調試

4.畫出I/O端子接線圖（用一個I/O擴展模塊）

.三、完成課程設計說明書 1.課題名稱及要求 2.程序（包括注釋）、框圖、I/O接線圖

3.西門子PLC與MODICON PLC相關指令的應用比較、運行情況及調試小結等 4.課程設計的心得

《PLC原理及應用》課程設計任務書

西門子S7-200 PLC G組

一、霓虹燈廣告屏裝置PLC控制梯形圖的設計與調試 1.霓虹燈廣告屏示意圖

該廣告屏共有8根燈管，24只流水燈，每4只燈為一組，如下圖所示：

2.控制要求：：

（1）該廣告屏中間8根燈管亮滅的時序為：第1根亮→2亮→3亮→??→第8根亮，時間間隔為1s，全亮后，顯示10s，再反過來從8→7→??→1按1s間隔順序熄滅，全滅后停亮2s；再從第8根開始亮，順序點亮7→6→??→1，時間間隔1s，顯示5s，再從1→2→??→8按1s間隔順序熄滅，全滅后停亮2s，然后重復運行，周而復始。

（2）24只流水燈，4個一組分成6組，從Ⅰ→Ⅱ→??→Ⅵ按1s時間間隔依次向前移動，且點亮時每相隔1燈為亮，即從Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮，同時Ⅰ“①、③”滅→Ⅲ“、”亮，同時Ⅱ“⑤、⑦”滅??，如此移動一段時間（如30s）后，再反過來移動一段時間：Ⅵ“、”亮 →Ⅴ“、”亮，同時Ⅵ“、”滅，??如此循環往復。

（3）系統有單步/連續控制，有起動和停止按鈕。

（4）起動時，燈管和流水燈同時起動，關閉時，可同時也可分別關閉。

（5）要求有移位指令的應用

（6）*在控制要求1中，若要求將全亮后顯示10s改為以0.5s間隔同時閃爍5s，試修改程序。3.編程并模擬調試

4.畫出I/O端子接線圖（用2個I/O擴展模塊）

二、自行設計課題

要求：設計汽車自動清洗裝置的PLC梯形圖控制課題及程序 1.觀察汽車自動清洗過程（可網上查找資料）

2.設計課題：課題名稱、控制要求、工作框圖或時序圖、I/O編址 3.編程并調試 4.I/O端子接線圖

三、完成課程設計說明書 1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、時序圖或框圖、I/O接線圖

3.西門子PLC與MODICON PLC相關指令的應用比較、運行情況及調試小結等 4.課程設計的心得

第三篇：PLC在恒壓供水系統中應用

PLC在恒壓供水系統中應用

引言

在供水系統中，恒壓供水是指在供水網系中用水量發生變化時，出口壓力保持不變的供水方式。本文采用計算機(PC)、可編程控制器(PLC)、變頻器組成變頻恒壓供水監控系統，通過變頻調速實現恒壓供水、滿足節能降耗的要求，而且有利于實現生產的自動化及遠程監測。用水量變化具有隨機性，用水高峰時水壓不足，低谷時又造成能量浪費。變頻恒壓供水系統根據公共管網的壓力變化，通過PLC和變頻器自動調節水泵的增減、水泵電機的運行方式及電機的轉速，實現恒壓供水，既防止了能量空耗，又避免出現電機啟動時沖擊電流對設備的影響。

二工作原理

變頻恒壓供水系統采用一臺變頻器拖動兩臺大功率電動機，可在變頻和工頻兩種方式下運行;一臺低功率的電機，作為輔助泵電機。

啟動方式:為避免啟動時的沖擊電流，電機采用變頻啟動方式，從變頻器的輸出端得到逐漸上升的頻率和電壓。啟動前變頻器要復位。

變頻調速:根據供水管網流量、壓力變化自動控制變頻器輸出頻率，從而調節電動機和水泵的轉速，實現恒壓供水。如設備的輸出電壓和頻率上升到工頻仍不能滿足供水要求時，PLC發出指令1號泵自動切換到工頻電源運行，待1號泵完全退出變頻運行，對變頻器復位后，2號泵投入變頻運行。

多泵切換:根據恒壓的需要，采取無主次切換，即“先開先?！钡脑瓌t接入和退出。在PLC的程序中，通過設置變頻泵的工作號和工頻泵的臺數，由給定頻率是否達到上限頻率或下限頻率來判斷增泵或減泵。在用水量較小的情況下，采用輔助泵工作。

為了避免一臺泵長期工作，任一泵不能連續變頻運行超過3小時。當工頻泵臺數為零，有一臺運行于變頻狀態時，啟動計時器，當達到3小時時，變頻泵的泵號改變，即切換到另一臺泵上。當有泵運行于工頻狀態，或輔助泵啟動時，計時器停止計時并清零。

故障處理:能對水位下限，變頻器、PLC故障等報警。PLC故障，系統從自動轉入手動方式。

三PLC控制電路

系統采用S7-200PLC作下位機。S7-200PLC硬件系統包含一定數量的輸入/輸出(I/O)點，同時還可以擴展I/O模塊和各種功能模塊，在保證系統穩定性的基礎上，再減低系統成本，我們選用了UniMAT擴展模塊接在CPU后面。輸入點為6個，其中水位上、下限信號分別為I0.0、I0.1。輸出點為10個，O0.0-O1.0對應PLC的輸出端子。對變頻器的復位是由輸出點O1.0通過一個中間繼電器KA的觸點來實現的。根據控制系統I/O點及地址分配可知，系統共有5個開關量輸入點，9個開關量輸出點;1個模擬量輸入點和1個模擬量輸出點。可以選用CPU224PLC(14DI/10DO)，再擴展一個UniMAT模擬量模塊EM235(4AI/1AO)。

四電控程序設計

4.1泵站軟件的設計分析

(1)由“恒壓”要求出發的工作組數量的管理

為了恒定水壓，那么在水壓降低時，需要升高變頻器的輸出頻率，并且在一臺水泵工作是不能滿足恒壓要求時，這時需要啟動第二臺。這樣有一個判斷標準來決定是否需要啟動新泵即為變頻器的輸出頻率是否達到所設定的頻率上限值。這一功能可以通過比較指令來實現。為了判斷變頻器的工作頻率達到上限的確定性，應濾去偶然因素所引起的頻率波動所達到的頻率上限值的情況，在程序中應考慮采取時間濾波情況。

(2)臺組泵站泵組的管理規范

由于變頻器泵站希望每一次啟動電動機均為軟啟動，有規定各臺水泵必須交替使用，那么多臺組泵站泵組的投入運行需要有一個管理規范。在本次設計中控制要求中規定任意的一臺水泵連續運行不得超過3h，因此每次需要啟動新泵或切換變頻泵的時候，以新運行泵為變頻是合理的。具體的操作時，將現運行的變頻器從變頻器上切除，并且接上工頻電源加以運行，同時將變頻器復位并且用于新運行泵的啟動。除此之外，泵組管理還有一個問題就是泵的工作循環控制，在本設計中所使用的是用泵號加1的方法來實現變頻器的循環控制即3加上1等于0的邏輯，用工頻泵的總數結合泵號來實現工頻泵的輪換工作。

4.2程序的結構及程序功能的實現

根據前面可知，PLC在恒壓供水系統中的功能比較多，由于模擬量單元及PID調節都需要編制初始化及中斷程序，本程序可以分為三個部分:主程序、子程序和中斷程序。

(1)系統的初始化的一些工作放在初始化子程序中完成，這樣可以節省掃描時間。利用定時器中斷功能來實現PID控制的定時采樣及輸出控制。初始化子程序流程框圖如圖1。在初始化的子程序中僅僅在上電和故障結束時用，其主要的用途為節省大量的掃描時間加快整個程序的運行效率，提高了PID中斷的精確度。上電處理的作用是CPU進行清除內部繼電器，復位所有的定時器，檢查I/O單元的連接。

圖1初始化程序

(2)主程序流程圖如圖2。其功能最多，如泵的切換信號的生成、泵組接觸器邏輯控制信號的綜合及報警處理等等都在主程序中。生活及消防雙恒壓的兩個恒壓值是采用數字式方式直接在程序中設定的。生活供水時系統設定為滿量程的70%，消防供水時系統設定為滿量程的90%。本系統中的增益和時間常數為:增益Kc=0.25，采樣時間Ts=0.2s，積分時間Ti=30min。

圖2主控制程序

(3)中斷程序如圖3，其作用主要用于PID的相應計算，在PLC的常閉繼電器SM0.0的作用下工作，它包括:設定回路輸入及輸出選項、設定回路參數、設定循環報警選項、為計算指定內存區域、指定初始化子程序及中斷程序。

圖3中斷程序

五結束語

恒壓供水技術因采用變頻器改變電動機電源頻率，而達到調節水泵轉速改變水泵出口壓力，比靠調節閥門的控制水泵出口壓力的方式，具有降低管道阻力大大減少截流損失的效能。由于變量泵工作在變頻工況，在其出口流量小于額定流量時，泵轉速降低，減少了軸承的磨損和發熱，延長泵和電動機的機械使用壽命。實現恒壓自動控制，不需要操作人員頻繁操作，降低了人員的勞動強度，節省了人力。

水泵電動機采用軟啟動方式，按設定的加速時間加速，避免電動機啟動時的電流沖擊，對電網電壓造成波動的影響，同時也避免了電動機突然加速造成泵系統的喘振。

由于變量泵工作在變頻工作狀態，在其運行過程中其轉速是由外供水量決定的，故系統在運行過程中可節約可觀的電能，其經濟效益是十分明顯的。正因為此，系統具有收回投資快，而長期受益，其產生的社會效益也是非常巨大。

在實際應用中，采用PLC控制恒壓供水，還能容易地隨時修改控制程序，以改變各元件的工作時間和工作狀況，滿足不同情況要求。與繼電器或硬件邏輯電路控制系統相比，PLC控制系統具有更大的靈活性和通用性。

第四篇：PLC在恒壓供水系統中的應用

本文由cpzt貢獻

pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。

運行與應用 GM

自控與監測 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒壓供水系統中的應用

華北電力大學機械工程學院(河北 071003)韓慶瑤

李巧紅

劉崇倫

【摘 要】 PLC 控制恒壓供水的方法 , PLC 控制的恒壓供水系統 , 通過設計 PID 控制程序 , 實現系統 用

的 PID 控制 , 從而提高供水質量和供水的可靠性。這種方法在任何需要流量控制的系統中 , 具有推廣意義。

【關鍵詞】 PL C 恒壓供水系統 PID 控制

一、前言

隨著社會的發展和進步 , 城市高層建筑的供水問題 日益突出。一方面要求提高供水質量 , 不要因為壓力的 波動造成供水障礙;另一方面要求保證供水的可靠性和 安全性。針對這兩方面的要求 , 這就要求一種新的供水 方式 , 這里采用可編程序控制器(PLC)控制的恒壓供 水系統。PLC 是一種數字運算操作的電子系統 , 專為工 業環境而設計。它采用了可編程序的存儲器 , 用來在其 內部存儲執行邏輯元素、順序控制、定時、計數和算術 運算等操作的指令 , 并通過數字式和模擬式的輸入和輸 出 , 控制各種類型機械的生產過程。而有關的外圍設 備 , 都應按易于與工業系統聯成一個整體 , 易于擴充其 功能的原則設計。PLC 是按集中輸入、集中輸出、周期 性循環掃描的方式進行工作的。

能 , 它負擔了系統的全部的控制 , 是系統的核心部件。如果一個 PID 回路的輸出 M 是時間 t 的函數 , 則 可以看作是比例項、積分項和微分項三項部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是連續量 , 第一項為比例項 , 最后一項 為微分項 , 中間兩項為積分項。其中 e 是給定值與被控 制變量之差 , 即回路偏差。Kc 為回路的增益。用計算 機處理這樣的控制算式 , 即連續的算式必須周期性地采 樣并進行離散化 , 同時各信號也要離散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 個用來控制和監視 PID 運算的參數 , 在 PID 指令使用時要構成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量數據格式 I/ O 類型 雙字 0 I 二、系統方案設計

恒壓供水保證了供水的質量 , PLC 能控制大量的過 程參數 , 例如 : 溫度、壓力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有閉環控制的功能 , 即一個具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制過程。當過程控制中某個變量出現偏 差時 , PID 控制算法會計算出正確的輸出 , 把變量保持 在設定值上。以 PLC 為主機的控制系統豐富了系統的控 制功能 , 提高了系統的可靠性。在有模擬量的控制系統 中 , 經常用到 PID 運算來執行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使這一任務的編程和實現變得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可編程序控制器 , 其是目前松下電工推出的具有 多種控制功能的新款小型可編程序控制器 , 配備各種功 能模塊 , 具有 PID 調節、各種邏輯控制以及多種通信功 2005 年第 10 期

GM 通用機械 38 過程變量當前值 PV n 給定值 S Pn 輸出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

參數 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 過程變量 010～110 實數 雙字

給定值 4 實數 雙字 I 8 實數 雙字 I/ O 12 實數 I http://www.tmdps.cnki.net 1本文由cpzt貢獻

pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。

運行與應用 GM

自控與監測 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒壓供水系統中的應用

華北電力大學機械工程學院(河北 071003)韓慶瑤

李巧紅

劉崇倫

【摘 要】 PLC 控制恒壓供水的方法 , PLC 控制的恒壓供水系統 , 通過設計 PID 控制程序 , 實現系統 用

的 PID 控制 , 從而提高供水質量和供水的可靠性。這種方法在任何需要流量控制的系統中 , 具有推廣意義。

【關鍵詞】 PL C 恒壓供水系統 PID 控制

一、前言

隨著社會的發展和進步 , 城市高層建筑的供水問題 日益突出。一方面要求提高供水質量 , 不要因為壓力的 波動造成供水障礙;另一方面要求保證供水的可靠性和 安全性。針對這兩方面的要求 , 這就要求一種新的供水 方式 , 這里采用可編程序控制器(PLC)控制的恒壓供 水系統。PLC 是一種數字運算操作的電子系統 , 專為工 業環境而設計。它采用了可編程序的存儲器 , 用來在其 內部存儲執行邏輯元素、順序控制、定時、計數和算術 運算等操作的指令 , 并通過數字式和模擬式的輸入和輸 出 , 控制各種類型機械的生產過程。而有關的外圍設 備 , 都應按易于與工業系統聯成一個整體 , 易于擴充其 功能的原則設計。PLC 是按集中輸入、集中輸出、周期 性循環掃描的方式進行工作的。

能 , 它負擔了系統的全部的控制 , 是系統的核心部件。如果一個 PID 回路的輸出 M 是時間 t 的函數 , 則 可以看作是比例項、積分項和微分項三項部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是連續量 , 第一項為比例項 , 最后一項 為微分項 , 中間兩項為積分項。其中 e 是給定值與被控 制變量之差 , 即回路偏差。Kc 為回路的增益。用計算 機處理這樣的控制算式 , 即連續的算式必須周期性地采 樣并進行離散化 , 同時各信號也要離散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 個用來控制和監視 PID 運算的參數 , 在 PID 指令使用時要構成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量數據格式 I/ O 類型 雙字 0 I 二、系統方案設計

恒壓供水保證了供水的質量 , PLC 能控制大量的過 程參數 , 例如 : 溫度、壓力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有閉環控制的功能 , 即一個具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制過程。當過程控制中某個變量出現偏 差時 , PID 控制算法會計算出正確的輸出 , 把變量保持 在設定值上。以 PLC 為主機的控制系統豐富了系統的控 制功能 , 提高了系統的可靠性。在有模擬量的控制系統 中 , 經常用到 PID 運算來執行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使這一任務的編程和實現變得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可編程序控制器 , 其是目前松下電工推出的具有 多種控制功能的新款小型可編程序控制器 , 配備各種功 能模塊 , 具有 PID 調節、各種邏輯控制以及多種通信功 2005 年第 10 期

GM 通用機械 38 過程變量當前值 PV n 給定值 S Pn 輸出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

參數 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 過程變量 010～110 實數 雙字

給定值 4 實數 雙字 I 8 實數 雙字 I/ O 12 實數 I http://www.tmdps.cnki.net 1本文由cpzt貢獻

pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。

運行與應用 GM

自控與監測 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒壓供水系統中的應用

華北電力大學機械工程學院(河北 071003)韓慶瑤

李巧紅

劉崇倫

【摘 要】 PLC 控制恒壓供水的方法 , PLC 控制的恒壓供水系統 , 通過設計 PID 控制程序 , 實現系統 用

的 PID 控制 , 從而提高供水質量和供水的可靠性。這種方法在任何需要流量控制的系統中 , 具有推廣意義。

【關鍵詞】 PL C 恒壓供水系統 PID 控制

一、前言

隨著社會的發展和進步 , 城市高層建筑的供水問題 日益突出。一方面要求提高供水質量 , 不要因為壓力的 波動造成供水障礙;另一方面要求保證供水的可靠性和 安全性。針對這兩方面的要求 , 這就要求一種新的供水 方式 , 這里采用可編程序控制器(PLC)控制的恒壓供 水系統。PLC 是一種數字運算操作的電子系統 , 專為工 業環境而設計。它采用了可編程序的存儲器 , 用來在其 內部存儲執行邏輯元素、順序控制、定時、計數和算術 運算等操作的指令 , 并通過數字式和模擬式的輸入和輸 出 , 控制各種類型機械的生產過程。而有關的外圍設 備 , 都應按易于與工業系統聯成一個整體 , 易于擴充其 功能的原則設計。PLC 是按集中輸入、集中輸出、周期 性循環掃描的方式進行工作的。

能 , 它負擔了系統的全部的控制 , 是系統的核心部件。如果一個 PID 回路的輸出 M 是時間 t 的函數 , 則 可以看作是比例項、積分項和微分項三項部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是連續量 , 第一項為比例項 , 最后一項 為微分項 , 中間兩項為積分項。其中 e 是給定值與被控 制變量之差 , 即回路偏差。Kc 為回路的增益。用計算 機處理這樣的控制算式 , 即連續的算式必須周期性地采 樣并進行離散化 , 同時各信號也要離散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 個用來控制和監視 PID 運算的參數 , 在 PID 指令使用時要構成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量數據格式 I/ O 類型 雙字 0 I 二、系統方案設計 恒壓供水保證了供水的質量 , PLC 能控制大量的過 程參數 , 例如 : 溫度、壓力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有閉環控制的功能 , 即一個具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制過程。當過程控制中某個變量出現偏 差時 , PID 控制算法會計算出正確的輸出 , 把變量保持 在設定值上。以 PLC 為主機的控制系統豐富了系統的控 制功能 , 提高了系統的可靠性。在有模擬量的控制系統 中 , 經常用到 PID 運算來執行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使這一任務的編程和實現變得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可編程序控制器 , 其是目前松下電工推出的具有 多種控制功能的新款小型可編程序控制器 , 配備各種功 能模塊 , 具有 PID 調節、各種邏輯控制以及多種通信功 2005 年第 10 期

GM 通用機械 38 過程變量當前值 PV n 給定值 S Pn 輸出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.reserved.11 PID 算法

參數 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 過程變量 010～110 實數 雙字

給定值 4 實數 雙字 I 8 實數 雙字 I/ O 12 實數 I http://www.tmdps.cnki.net 1本文由cpzt貢獻

pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。

運行與應用 GM

自控與監測 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒壓供水系統中的應用

華北電力大學機械工程學院(河北 071003)韓慶瑤

李巧紅

劉崇倫

【摘 要】 PLC 控制恒壓供水的方法 , PLC 控制的恒壓供水系統 , 通過設計 PID 控制程序 , 實現系統 用

的 PID 控制 , 從而提高供水質量和供水的可靠性。這種方法在任何需要流量控制的系統中 , 具有推廣意義。

【關鍵詞】 PL C 恒壓供水系統 PID 控制

一、前言

隨著社會的發展和進步 , 城市高層建筑的供水問題 日益突出。一方面要求提高供水質量 , 不要因為壓力的 波動造成供水障礙;另一方面要求保證供水的可靠性和 安全性。針對這兩方面的要求 , 這就要求一種新的供水 方式 , 這里采用可編程序控制器(PLC)控制的恒壓供 水系統。PLC 是一種數字運算操作的電子系統 , 專為工 業環境而設計。它采用了可編程序的存儲器 , 用來在其 內部存儲執行邏輯元素、順序控制、定時、計數和算術 運算等操作的指令 , 并通過數字式和模擬式的輸入和輸 出 , 控制各種類型機械的生產過程。而有關的外圍設 備 , 都應按易于與工業系統聯成一個整體 , 易于擴充其 功能的原則設計。PLC 是按集中輸入、集中輸出、周期 性循環掃描的方式進行工作的。

能 , 它負擔了系統的全部的控制 , 是系統的核心部件。如果一個 PID 回路的輸出 M 是時間 t 的函數 , 則 可以看作是比例項、積分項和微分項三項部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是連續量 , 第一項為比例項 , 最后一項 為微分項 , 中間兩項為積分項。其中 e 是給定值與被控 制變量之差 , 即回路偏差。Kc 為回路的增益。用計算 機處理這樣的控制算式 , 即連續的算式必須周期性地采 樣并進行離散化 , 同時各信號也要離散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 個用來控制和監視 PID 運算的參數 , 在 PID 指令使用時要構成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。表 1 PID 回路表格式

地址偏移量數據格式 I/ O 類型 雙字 0 I 二、系統方案設計

恒壓供水保證了供水的質量 , PLC 能控制大量的過 程參數 , 例如 : 溫度、壓力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有閉環控制的功能 , 即一個具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制過程。當過程控制中某個變量出現偏 差時 , PID 控制算法會計算出正確的輸出 , 把變量保持 在設定值上。以 PLC 為主機的控制系統豐富了系統的控 制功能 , 提高了系統的可靠性。在有模擬量的控制系統 中 , 經常用到 PID 運算來執行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使這一任務的編程和實現變得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可編程序控制器 , 其是目前松下電工推出的具有 多種控制功能的新款小型可編程序控制器 , 配備各種功 能模塊 , 具有 PID 調節、各種邏輯控制以及多種通信功 2005 年第 10 期

GM 通用機械 38 過程變量當前值 PV n 給定值 S Pn 輸出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

參數 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 過程變量 010～110 實數 雙字

給定值 4 實數 雙字 I 8 實數 雙字 I/ O 12 實數 I http://www.tmdps.cnki.net 1本文由cpzt貢獻

pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。

運行與應用 GM

自控與監測 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒壓供水系統中的應用

華北電力大學機械工程學院(河北 071003)韓慶瑤

李巧紅

劉崇倫

【摘 要】 PLC 控制恒壓供水的方法 , PLC 控制的恒壓供水系統 , 通過設計 PID 控制程序 , 實現系統 用

的 PID 控制 , 從而提高供水質量和供水的可靠性。這種方法在任何需要流量控制的系統中 , 具有推廣意義。

【關鍵詞】 PL C 恒壓供水系統 PID 控制

一、前言

隨著社會的發展和進步 , 城市高層建筑的供水問題 日益突出。一方面要求提高供水質量 , 不要因為壓力的 波動造成供水障礙;另一方面要求保證供水的可靠性和 安全性。針對這兩方面的要求 , 這就要求一種新的供水 方式 , 這里采用可編程序控制器(PLC)控制的恒壓供 水系統。PLC 是一種數字運算操作的電子系統 , 專為工 業環境而設計。它采用了可編程序的存儲器 , 用來在其 內部存儲執行邏輯元素、順序控制、定時、計數和算術 運算等操作的指令 , 并通過數字式和模擬式的輸入和輸 出 , 控制各種類型機械的生產過程。而有關的外圍設 備 , 都應按易于與工業系統聯成一個整體 , 易于擴充其 功能的原則設計。PLC 是按集中輸入、集中輸出、周期 性循環掃描的方式進行工作的。

能 , 它負擔了系統的全部的控制 , 是系統的核心部件。如果一個 PID 回路的輸出 M 是時間 t 的函數 , 則 可以看作是比例項、積分項和微分項三項部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是連續量 , 第一項為比例項 , 最后一項 為微分項 , 中間兩項為積分項。其中 e 是給定值與被控 制變量之差 , 即回路偏差。Kc 為回路的增益。用計算 機處理這樣的控制算式 , 即連續的算式必須周期性地采 樣并進行離散化 , 同時各信號也要離散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 個用來控制和監視 PID 運算的參數 , 在 PID 指令使用時要構成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量數據格式 I/ O 類型 雙字 0 I 二、系統方案設計

恒壓供水保證了供水的質量 , PLC 能控制大量的過 程參數 , 例如 : 溫度、壓力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有閉環控制的功能 , 即一個具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制過程。當過程控制中某個變量出現偏 差時 , PID 控制算法會計算出正確的輸出 , 把變量保持 在設定值上。以 PLC 為主機的控制系統豐富了系統的控 制功能 , 提高了系統的可靠性。在有模擬量的控制系統 中 , 經常用到 PID 運算來執行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使這一任務的編程和實現變得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可編程序控制器 , 其是目前松下電工推出的具有 多種控制功能的新款小型可編程序控制器 , 配備各種功 能模塊 , 具有 PID 調節、各種邏輯控制以及多種通信功 2005 年第 10 期

GM 通用機械 38 過程變量當前值 PV n 給定值 S Pn 輸出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

參數 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 過程變量 010～110 實數 雙字

給定值 4 實數 雙字 I 8 實數 雙字 I/ O 12 實數 I http://www.tmdps.cnki.net 1本文由cpzt貢獻

pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。

運行與應用 GM

自控與監測 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒壓供水系統中的應用

華北電力大學機械工程學院(河北 071003)韓慶瑤

李巧紅

劉崇倫

【摘 要】 PLC 控制恒壓供水的方法 , PLC 控制的恒壓供水系統 , 通過設計 PID 控制程序 , 實現系統 用

的 PID 控制 , 從而提高供水質量和供水的可靠性。這種方法在任何需要流量控制的系統中 , 具有推廣意義。

【關鍵詞】 PL C 恒壓供水系統 PID 控制

一、前言

隨著社會的發展和進步 , 城市高層建筑的供水問題 日益突出。一方面要求提高供水質量 , 不要因為壓力的 波動造成供水障礙;另一方面要求保證供水的可靠性和 安全性。針對這兩方面的要求 , 這就要求一種新的供水 方式 , 這里采用可編程序控制器(PLC)控制的恒壓供 水系統。PLC 是一種數字運算操作的電子系統 , 專為工 業環境而設計。它采用了可編程序的存儲器 , 用來在其 內部存儲執行邏輯元素、順序控制、定時、計數和算術 運算等操作的指令 , 并通過數字式和模擬式的輸入和輸 出 , 控制各種類型機械的生產過程。而有關的外圍設 備 , 都應按易于與工業系統聯成一個整體 , 易于擴充其 功能的原則設計。PLC 是按集中輸入、集中輸出、周期 性循環掃描的方式進行工作的。

能 , 它負擔了系統的全部的控制 , 是系統的核心部件。如果一個 PID 回路的輸出 M 是時間 t 的函數 , 則 可以看作是比例項、積分項和微分項三項部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是連續量 , 第一項為比例項 , 最后一項 為微分項 , 中間兩項為積分項。其中 e 是給定值與被控 制變量之差 , 即回路偏差。Kc 為回路的增益。用計算 機處理這樣的控制算式 , 即連續的算式必須周期性地采 樣并進行離散化 , 同時各信號也要離散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 個用來控制和監視 PID 運算的參數 , 在 PID 指令使用時要構成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量數據格式 I/ O 類型 雙字 0 I 二、系統方案設計

恒壓供水保證了供水的質量 , PLC 能控制大量的過 程參數 , 例如 : 溫度、壓力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有閉環控制的功能 , 即一個具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制過程。當過程控制中某個變量出現偏 差時 , PID 控制算法會計算出正確的輸出 , 把變量保持 在設定值上。以 PLC 為主機的控制系統豐富了系統的控 制功能 , 提高了系統的可靠性。在有模擬量的控制系統 中 , 經常用到 PID 運算來執行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使這一任務的編程和實現變得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可編程序控制器 , 其是目前松下電工推出的具有 多種控制功能的新款小型可編程序控制器 , 配備各種功 能模塊 , 具有 PID 調節、各種邏輯控制以及多種通信功 2005 年第 10 期

GM 通用機械 38 過程變量當前值 PV n 給定值 S Pn 輸出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

參數 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 過程變量 010～110 實數 雙字

給定值 4 實數 雙字 I 8 實數 雙字 I/ O 12 實數 I http://www.tmdps.cnki.net 1本文由cpzt貢獻

pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。

運行與應用 GM

自控與監測 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒壓供水系統中的應用

華北電力大學機械工程學院(河北 071003)韓慶瑤

李巧紅

劉崇倫

【摘 要】 PLC 控制恒壓供水的方法 , PLC 控制的恒壓供水系統 , 通過設計 PID 控制程序 , 實現系統 用

的 PID 控制 , 從而提高供水質量和供水的可靠性。這種方法在任何需要流量控制的系統中 , 具有推廣意義。

【關鍵詞】 PL C 恒壓供水系統 PID 控制

一、前言

隨著社會的發展和進步 , 城市高層建筑的供水問題 日益突出。一方面要求提高供水質量 , 不要因為壓力的 波動造成供水障礙;另一方面要求保證供水的可靠性和 安全性。針對這兩方面的要求 , 這就要求一種新的供水 方式 , 這里采用可編程序控制器(PLC)控制的恒壓供 水系統。PLC 是一種數字運算操作的電子系統 , 專為工 業環境而設計。它采用了可編程序的存儲器 , 用來在其 內部存儲執行邏輯元素、順序控制、定時、計數和算術 運算等操作的指令 , 并通過數字式和模擬式的輸入和輸 出 , 控制各種類型機械的生產過程。而有關的外圍設 備 , 都應按易于與工業系統聯成一個整體 , 易于擴充其 功能的原則設計。PLC 是按集中輸入、集中輸出、周期 性循環掃描的方式進行工作的。能 , 它負擔了系統的全部的控制 , 是系統的核心部件。如果一個 PID 回路的輸出 M 是時間 t 的函數 , 則 可以看作是比例項、積分項和微分項三項部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是連續量 , 第一項為比例項 , 最后一項 為微分項 , 中間兩項為積分項。其中 e 是給定值與被控 制變量之差 , 即回路偏差。Kc 為回路的增益。用計算 機處理這樣的控制算式 , 即連續的算式必須周期性地采 樣并進行離散化 , 同時各信號也要離散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 個用來控制和監視 PID 運算的參數 , 在 PID 指令使用時要構成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量數據格式 I/ O 類型 雙字 0 I 二、系統方案設計

恒壓供水保證了供水的質量 , PLC 能控制大量的過 程參數 , 例如 : 溫度、壓力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有閉環控制的功能 , 即一個具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制過程。當過程控制中某個變量出現偏 差時 , PID 控制算法會計算出正確的輸出 , 把變量保持 在設定值上。以 PLC 為主機的控制系統豐富了系統的控 制功能 , 提高了系統的可靠性。在有模擬量的控制系統 中 , 經常用到 PID 運算來執行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使這一任務的編程和實現變得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可編程序控制器 , 其是目前松下電工推出的具有 多種控制功能的新款小型可編程序控制器 , 配備各種功 能模塊 , 具有 PID 調節、各種邏輯控制以及多種通信功 2005 年第 10 期

GM 通用機械 38 過程變量當前值 PV n 給定值 S Pn 輸出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

參數 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 過程變量 010～110 實數 雙字

給定值 4 實數 雙字 I 8 實數 雙字 I/ O 12 實數 I http://www.tmdps.cnki.net 1本文由cpzt貢獻

pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。

運行與應用 GM

自控與監測 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒壓供水系統中的應用

華北電力大學機械工程學院(河北 071003)韓慶瑤

李巧紅

劉崇倫

【摘 要】 PLC 控制恒壓供水的方法 , PLC 控制的恒壓供水系統 , 通過設計 PID 控制程序 , 實現系統 用

的 PID 控制 , 從而提高供水質量和供水的可靠性。這種方法在任何需要流量控制的系統中 , 具有推廣意義。

【關鍵詞】 PL C 恒壓供水系統 PID 控制

一、前言

隨著社會的發展和進步 , 城市高層建筑的供水問題 日益突出。一方面要求提高供水質量 , 不要因為壓力的 波動造成供水障礙;另一方面要求保證供水的可靠性和 安全性。針對這兩方面的要求 , 這就要求一種新的供水 方式 , 這里采用可編程序控制器(PLC)控制的恒壓供 水系統。PLC 是一種數字運算操作的電子系統 , 專為工 業環境而設計。它采用了可編程序的存儲器 , 用來在其 內部存儲執行邏輯元素、順序控制、定時、計數和算術 運算等操作的指令 , 并通過數字式和模擬式的輸入和輸 出 , 控制各種類型機械的生產過程。而有關的外圍設 備 , 都應按易于與工業系統聯成一個整體 , 易于擴充其 功能的原則設計。PLC 是按集中輸入、集中輸出、周期 性循環掃描的方式進行工作的。

能 , 它負擔了系統的全部的控制 , 是系統的核心部件。如果一個 PID 回路的輸出 M 是時間 t 的函數 , 則 可以看作是比例項、積分項和微分項三項部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是連續量 , 第一項為比例項 , 最后一項 為微分項 , 中間兩項為積分項。其中 e 是給定值與被控 制變量之差 , 即回路偏差。Kc 為回路的增益。用計算 機處理這樣的控制算式 , 即連續的算式必須周期性地采 樣并進行離散化 , 同時各信號也要離散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 個用來控制和監視 PID 運算的參數 , 在 PID 指令使用時要構成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量數據格式 I/ O 類型 雙字 0 I 二、系統方案設計

恒壓供水保證了供水的質量 , PLC 能控制大量的過 程參數 , 例如 : 溫度、壓力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有閉環控制的功能 , 即一個具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制過程。當過程控制中某個變量出現偏 差時 , PID 控制算法會計算出正確的輸出 , 把變量保持 在設定值上。以 PLC 為主機的控制系統豐富了系統的控 制功能 , 提高了系統的可靠性。在有模擬量的控制系統 中 , 經常用到 PID 運算來執行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使這一任務的編程和實現變得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可編程序控制器 , 其是目前松下電工推出的具有 多種控制功能的新款小型可編程序控制器 , 配備各種功 能模塊 , 具有 PID 調節、各種邏輯控制以及多種通信功 2005 年第 10 期

GM 通用機械 38 過程變量當前值 PV n 給定值 S Pn 輸出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

參數 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 過程變量 010～110 實數 雙字

給定值 4 實數 雙字 I 8 實數 雙字 I/ O 12 實數 I http://www.tmdps.cnki.net 1本文由cpzt貢獻

pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。

運行與應用 GM

自控與監測 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒壓供水系統中的應用

華北電力大學機械工程學院(河北 071003)韓慶瑤

李巧紅

劉崇倫

【摘 要】 PLC 控制恒壓供水的方法 , PLC 控制的恒壓供水系統 , 通過設計 PID 控制程序 , 實現系統 用

的 PID 控制 , 從而提高供水質量和供水的可靠性。這種方法在任何需要流量控制的系統中 , 具有推廣意義。

【關鍵詞】 PL C 恒壓供水系統 PID 控制

一、前言 隨著社會的發展和進步 , 城市高層建筑的供水問題 日益突出。一方面要求提高供水質量 , 不要因為壓力的 波動造成供水障礙;另一方面要求保證供水的可靠性和 安全性。針對這兩方面的要求 , 這就要求一種新的供水 方式 , 這里采用可編程序控制器(PLC)控制的恒壓供 水系統。PLC 是一種數字運算操作的電子系統 , 專為工 業環境而設計。它采用了可編程序的存儲器 , 用來在其 內部存儲執行邏輯元素、順序控制、定時、計數和算術 運算等操作的指令 , 并通過數字式和模擬式的輸入和輸 出 , 控制各種類型機械的生產過程。而有關的外圍設 備 , 都應按易于與工業系統聯成一個整體 , 易于擴充其 功能的原則設計。PLC 是按集中輸入、集中輸出、周期 性循環掃描的方式進行工作的。

能 , 它負擔了系統的全部的控制 , 是系統的核心部件。如果一個 PID 回路的輸出 M 是時間 t 的函數 , 則 可以看作是比例項、積分項和微分項三項部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是連續量 , 第一項為比例項 , 最后一項 為微分項 , 中間兩項為積分項。其中 e 是給定值與被控 制變量之差 , 即回路偏差。Kc 為回路的增益。用計算 機處理這樣的控制算式 , 即連續的算式必須周期性地采 樣并進行離散化 , 同時各信號也要離散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 個用來控制和監視 PID 運算的參數 , 在 PID 指令使用時要構成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量數據格式 I/ O 類型 雙字 0 I 二、系統方案設計

恒壓供水保證了供水的質量 , PLC 能控制大量的過 程參數 , 例如 : 溫度、壓力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有閉環控制的功能 , 即一個具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制過程。當過程控制中某個變量出現偏 差時 , PID 控制算法會計算出正確的輸出 , 把變量保持 在設定值上。以 PLC 為主機的控制系統豐富了系統的控 制功能 , 提高了系統的可靠性。在有模擬量的控制系統 中 , 經常用到 PID 運算來執行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使這一任務的編程和實現變得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可編程序控制器 , 其是目前松下電工推出的具有 多種控制功能的新款小型可編程序控制器 , 配備各種功 能模塊 , 具有 PID 調節、各種邏輯控制以及多種通信功 2005 年第 10 期

GM 通用機械 38 過程變量當前值 PV n 給定值 S Pn 輸出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

參數 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 過程變量 010～110 實數 雙字

給定值 4 實數 雙字 I 8 實數 雙字 I/ O 12 實數 I http://www.tmdps.cnki.net 1本文由cpzt貢獻

pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。

運行與應用 GM

自控與監測 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒壓供水系統中的應用

華北電力大學機械工程學院(河北 071003)韓慶瑤

李巧紅

劉崇倫

【摘 要】 PLC 控制恒壓供水的方法 , PLC 控制的恒壓供水系統 , 通過設計 PID 控制程序 , 實現系統 用 的 PID 控制 , 從而提高供水質量和供水的可靠性。這種方法在任何需要流量控制的系統中 , 具有推廣意義。

【關鍵詞】 PL C 恒壓供水系統 PID 控制

一、前言

隨著社會的發展和進步 , 城市高層建筑的供水問題 日益突出。一方面要求提高供水質量 , 不要因為壓力的 波動造成供水障礙;另一方面要求保證供水的可靠性和 安全性。針對這兩方面的要求 , 這就要求一種新的供水 方式 , 這里采用可編程序控制器(PLC)控制的恒壓供 水系統。PLC 是一種數字運算操作的電子系統 , 專為工 業環境而設計。它采用了可編程序的存儲器 , 用來在其 內部存儲執行邏輯元素、順序控制、定時、計數和算術 運算等操作的指令 , 并通過數字式和模擬式的輸入和輸 出 , 控制各種類型機械的生產過程。而有關的外圍設 備 , 都應按易于與工業系統聯成一個整體 , 易于擴充其 功能的原則設計。PLC 是按集中輸入、集中輸出、周期 性循環掃描的方式進行工作的。

能 , 它負擔了系統的全部的控制 , 是系統的核心部件。如果一個 PID 回路的輸出 M 是時間 t 的函數 , 則 可以看作是比例項、積分項和微分項三項部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是連續量 , 第一項為比例項 , 最后一項 為微分項 , 中間兩項為積分項。其中 e 是給定值與被控 制變量之差 , 即回路偏差。Kc 為回路的增益。用計算 機處理這樣的控制算式 , 即連續的算式必須周期性地采 樣并進行離散化 , 同時各信號也要離散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 個用來控制和監視 PID 運算的參數 , 在 PID 指令使用時要構成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量數據格式 I/ O 類型 雙字 0 I 二、系統方案設計

恒壓供水保證了供水的質量 , PLC 能控制大量的過 程參數 , 例如 : 溫度、壓力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有閉環控制的功能 , 即一個具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制過程。當過程控制中某個變量出現偏 差時 , PID 控制算法會計算出正確的輸出 , 把變量保持 在設定值上。以 PLC 為主機的控制系統豐富了系統的控 制功能 , 提高了系統的可靠性。在有模擬量的控制系統 中 , 經常用到 PID 運算來執行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使這一任務的編程和實現變得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可編程序控制器 , 其是目前松下電工推出的具有 多種控制功能的新款小型可編程序控制器 , 配備各種功 能模塊 , 具有 PID 調節、各種邏輯控制以及多種通信功 2005 年第 10 期

GM 通用機械 38 過程變量當前值 PV n 給定值 S Pn 輸出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

參數 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 過程變量 010～110 實數 雙字

給定值 4 實數 雙字 I 8 實數 雙字 I/ O 12 實數 I http://www.tmdps.cnki.net 1本文由cpzt貢獻

pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。

運行與應用 GM

自控與監測 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒壓供水系統中的應用

華北電力大學機械工程學院(河北 071003)韓慶瑤

李巧紅

劉崇倫

【摘 要】 PLC 控制恒壓供水的方法 , PLC 控制的恒壓供水系統 , 通過設計 PID 控制程序 , 實現系統 用

的 PID 控制 , 從而提高供水質量和供水的可靠性。這種方法在任何需要流量控制的系統中 , 具有推廣意義。

【關鍵詞】 PL C 恒壓供水系統 PID 控制

一、前言

隨著社會的發展和進步 , 城市高層建筑的供水問題 日益突出。一方面要求提高供水質量 , 不要因為壓力的 波動造成供水障礙;另一方面要求保證供水的可靠性和 安全性。針對這兩方面的要求 , 這就要求一種新的供水 方式 , 這里采用可編程序控制器(PLC)控制的恒壓供 水系統。PLC 是一種數字運算操作的電子系統 , 專為工 業環境而設計。它采用了可編程序的存儲器 , 用來在其 內部存儲執行邏輯元素、順序控制、定時、計數和算術 運算等操作的指令 , 并通過數字式和模擬式的輸入和輸 出 , 控制各種類型機械的生產過程。而有關的外圍設 備 , 都應按易于與工業系統聯成一個整體 , 易于擴充其 功能的原則設計。PLC 是按集中輸入、集中輸出、周期 性循環掃描的方式進行工作的。

能 , 它負擔了系統的全部的控制 , 是系統的核心部件。如果一個 PID 回路的輸出 M 是時間 t 的函數 , 則 可以看作是比例項、積分項和微分項三項部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是連續量 , 第一項為比例項 , 最后一項 為微分項 , 中間兩項為積分項。其中 e 是給定值與被控 制變量之差 , 即回路偏差。Kc 為回路的增益。用計算 機處理這樣的控制算式 , 即連續的算式必須周期性地采 樣并進行離散化 , 同時各信號也要離散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 個用來控制和監視 PID 運算的參數 , 在 PID 指令使用時要構成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量數據格式 I/ O 類型 雙字 0 I 二、系統方案設計

恒壓供水保證了供水的質量 , PLC 能控制大量的過 程參數 , 例如 : 溫度、壓力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有閉環控制的功能 , 即一個具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制過程。當過程控制中某個變量出現偏 差時 , PID 控制算法會計算出正確的輸出 , 把變量保持 在設定值上。以 PLC 為主機的控制系統豐富了系統的控 制功能 , 提高了系統的可靠性。在有模擬量的控制系統 中 , 經常用到 PID 運算來執行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使這一任務的編程和實現變得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可編程序控制器 , 其是目前松下電工推出的具有 多種控制功能的新款小型可編程序控制器 , 配備各種功 能模塊 , 具有 PID 調節、各種邏輯控制以及多種通信功 2005 年第 10 期

GM 通用機械 38 過程變量當前值 PV n 給定值 S Pn 輸出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

參數 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 過程變量 010～110 實數 雙字

給定值 4 實數 雙字 I 8 實數 雙字 I/ O 12 實數 I http://www.tmdps.cnki.net 1本文由cpzt貢獻

pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。

運行與應用 GM

自控與監測 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒壓供水系統中的應用

華北電力大學機械工程學院(河北 071003)韓慶瑤

李巧紅

劉崇倫

【摘 要】 PLC 控制恒壓供水的方法 , PLC 控制的恒壓供水系統 , 通過設計 PID 控制程序 , 實現系統 用

的 PID 控制 , 從而提高供水質量和供水的可靠性。這種方法在任何需要流量控制的系統中 , 具有推廣意義。

【關鍵詞】 PL C 恒壓供水系統 PID 控制

一、前言

隨著社會的發展和進步 , 城市高層建筑的供水問題 日益突出。一方面要求提高供水質量 , 不要因為壓力的 波動造成供水障礙;另一方面要求保證供水的可靠性和 安全性。針對這兩方面的要求 , 這就要求一種新的供水 方式 , 這里采用可編程序控制器(PLC)控制的恒壓供 水系統。PLC 是一種數字運算操作的電子系統 , 專為工 業環境而設計。它采用了可編程序的存儲器 , 用來在其 內部存儲執行邏輯元素、順序控制、定時、計數和算術 運算等操作的指令 , 并通過數字式和模擬式的輸入和輸 出 , 控制各種類型機械的生產過程。而有關的外圍設 備 , 都應按易于與工業系統聯成一個整體 , 易于擴充其 功能的原則設計。PLC 是按集中輸入、集中輸出、周期 性循環掃描的方式進行工作的。

能 , 它負擔了系統的全部的控制 , 是系統的核心部件。如果一個 PID 回路的輸出 M 是時間 t 的函數 , 則 可以看作是比例項、積分項和微分項三項部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是連續量 , 第一項為比例項 , 最后一項 為微分項 , 中間兩項為積分項。其中 e 是給定值與被控 制變量之差 , 即回路偏差。Kc 為回路的增益。用計算 機處理這樣的控制算式 , 即連續的算式必須周期性地采 樣并進行離散化 , 同時各信號也要離散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 個用來控制和監視 PID 運算的參數 , 在 PID 指令使用時要構成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量數據格式 I/ O 類型 雙字 0 I 二、系統方案設計

恒壓供水保證了供水的質量 , PLC 能控制大量的過 程參數 , 例如 : 溫度、壓力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有閉環控制的功能 , 即一個具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制過程。當過程控制中某個變量出現偏 差時 , PID 控制算法會計算出正確的輸出 , 把變量保持 在設定值上。以 PLC 為主機的控制系統豐富了系統的控 制功能 , 提高了系統的可靠性。在有模擬量的控制系統 中 , 經常用到 PID 運算來執行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使這一任務的編程和實現變得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可編程序控制器 , 其是目前松下電工推出的具有 多種控制功能的新款小型可編程序控制器 , 配備各種功 能模塊 , 具有 PID 調節、各種邏輯控制以及多種通信功 2005 年第 10 期

GM 通用機械 38 過程變量當前值 PV n 給定值 S Pn 輸出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

參數 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 過程變量 010～110 實數 雙字

給定值 4 實數 雙字 I 8 實數 雙字 I/ O 12 實數 I http://www.tmdps.cnki.net 1本文由cpzt貢獻

pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。

運行與應用 GM

自控與監測 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒壓供水系統中的應用

華北電力大學機械工程學院(河北 071003)韓慶瑤

李巧紅

劉崇倫

【摘 要】 PLC 控制恒壓供水的方法 , PLC 控制的恒壓供水系統 , 通過設計 PID 控制程序 , 實現系統 用

的 PID 控制 , 從而提高供水質量和供水的可靠性。這種方法在任何需要流量控制的系統中 , 具有推廣意義。

【關鍵詞】 PL C 恒壓供水系統 PID 控制

一、前言

隨著社會的發展和進步 , 城市高層建筑的供水問題 日益突出。一方面要求提高供水質量 , 不要因為壓力的 波動造成供水障礙;另一方面要求保證供水的可靠性和 安全性。針對這兩方面的要求 , 這就要求一種新的供水 方式 , 這里采用可編程序控制器(PLC)控制的恒壓供 水系統。PLC 是一種數字運算操作的電子系統 , 專為工 業環境而設計。它采用了可編程序的存儲器 , 用來在其 內部存儲執行邏輯元素、順序控制、定時、計數和算術 運算等操作的指令 , 并通過數字式和模擬式的輸入和輸 出 , 控制各種類型機械的生產過程。而有關的外圍設 備 , 都應按易于與工業系統聯成一個整體 , 易于擴充其 功能的原則設計。PLC 是按集中輸入、集中輸出、周期 性循環掃描的方式進行工作的。

能 , 它負擔了系統的全部的控制 , 是系統的核心部件。如果一個 PID 回路的輸出 M 是時間 t 的函數 , 則 可以看作是比例項、積分項和微分項三項部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是連續量 , 第一項為比例項 , 最后一項 為微分項 , 中間兩項為積分項。其中 e 是給定值與被控 制變量之差 , 即回路偏差。Kc 為回路的增益。用計算 機處理這樣的控制算式 , 即連續的算式必須周期性地采 樣并進行離散化 , 同時各信號也要離散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 個用來控制和監視 PID 運算的參數 , 在 PID 指令使用時要構成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量數據格式 I/ O 類型 雙字 0 I 二、系統方案設計

恒壓供水保證了供水的質量 , PLC 能控制大量的過 程參數 , 例如 : 溫度、壓力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有閉環控制的功能 , 即一個具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制過程。當過程控制中某個變量出現偏 差時 , PID 控制算法會計算出正確的輸出 , 把變量保持 在設定值上。以 PLC 為主機的控制系統豐富了系統的控 制功能 , 提高了系統的可靠性。在有模擬量的控制系統 中 , 經常用到 PID 運算來執行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使這一任務的編程和實現變得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可編程序控制器 , 其是目前松下電工推出的具有 多種控制功能的新款小型可編程序控制器 , 配備各種功 能模塊 , 具有 PID 調節、各種邏輯控制以及多種通信功 2005 年第 10 期

GM 通用機械 38 過程變量當前值 PV n 給定值 S Pn 輸出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

參數 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 過程變量 010～110 實數 雙字

給定值 4 實數 雙字 I 8 實數 雙字 I/ O 12 實數 I http://www.tmdps.cnki.net 1

第五篇：PLC在工業機械手中的應用

PLC在工業機械手中的應用

摘要：機械手是模仿著忍受的部分動作，按照給定程序、軌跡和要求恩能夠實現自動抓取、搬運的自動機械裝置。在工業生產中應用的機械手叫做“工業機械手”。實際生產中，應用機械手可以提高生產的自動化水平和勞動生產率，可以減輕勞動強度、保證產品質量、實現安全生產。尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環境下，他代替人進行正常的工作，意義更為重大。隨著生產的發展，功能和性能的不斷改善和提高，在機械加工、沖壓、鍛、鑄、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業、交通運輸業等領域得到越來越廣泛的應用。關鍵詞：PLC 機械手

在現代工業中，生產過程的機械化、自動化已成為突出的主題。隨著工業現代化的進一步發展,自動化已經成為現代企業中的重要支柱,無人車間、無人生產流水線等等，已經隨處可見。同時，現代生產中，存在著各種各樣的生產環境，如高溫、放射性、有毒氣體、有害氣體場合以及水下作業等，這些惡劣的生產環境不利于人工進行操作。

工業機械手是近代自動控制領域中出現的一項新的技術，是現代控制理論與工業生產自動化實踐相結合的產物，并以成為現代機械制造生產系統中的一個重要組成部分。工業機械手是提高生產過程自動化、改善勞動條件、提高產品質量和生產效率的有效手段之一。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲以及帶有放射性和污染的場合，應用得更為廣泛。在我國，近幾年來也有較快的發展，并取得一定的效果，受到機械工業和鐵路工業部門的重視。機械手的簡介

1.1 概述

機械手首先是由美國開始研制的。1958年美國聯合控制公司研制出了第一臺機械手。機械手能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。它可代替人的繁重勞動以實現生產的機械化和自動化，能在有害環境下操作以保護人身安全，因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。

1.2 機械手的組成

機械手主要由手部、運動機構和控制系統三大部分組成。

手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業要求而有多種結構形式，如夾持型、托持型和吸附型等。

運動機構，使手部完成各種轉動（擺動）、移動或復合運動來實現規定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構的升降、伸縮、等獨立運動方式，稱為機械手的自由度。

為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個自由度。自由度是機械手設計的關鍵參數。自由度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結構也越復雜。一般專用機械手有2～3個自由度。1.3 機械手的分類

按驅動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手； 按適用范圍可分為專用機械手和通用機械手兩種；

按運動軌跡控制方式可分為點位控制和連續軌跡控制機械手等。

1.4 機械手的應用

機械手通常用作機床或其他機器的附加裝置，如在自動機床或自動生產線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門操持危險物品的主從式操作手也常稱為機械手。另外，機械手在鍛造工業中的應用不僅能進一步發展鍛造設備的生產能力，而且還能改善熱、累等勞動條件。可編程控制器

PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、技術和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC已經廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力等各個領域，它具有高可靠性、抗干擾能力強、功能強大、靈活，易學易用、體積小、重量輕、價格便宜的特點。該種技術是計算機技術與幾點接觸控制技術相結合的產物，其解決了傳統控制系統內接線復雜，可靠性低，耗能高以及靈活性較差等缺點，因此近年來被廣泛應用于電氣自動化。要正確、合理地應用PLC去完成機械手的控制任務，首先應了解它的結構特點和工作原理，這對控制系統應用程序的開發設計有著非常重要的作用。2.1 可編程控制器的系統組成

可編程控制器主要由中央處理單元CPU、存儲器、輸入輸出接口、電源、I/O擴展接口、外部設備接口、編程器等幾個主要部分。

（1）CPU作為整個PLC的核心騎著總指揮的作用，是PLC的運算和控制中心。它的主要任務：

①診斷PLC電源、內部電路的工作狀態及編制程序中的語法錯誤。②用掃描方式采集由現場輸入裝置送來的狀態或數據，并存入輸入映像寄存器或數據寄存器中。

③在運行狀態時，按用戶程序存儲器中存放的先后書序逐條讀取指令，經編譯解釋后，按指令規定的任務完成各種運算和操作，根據運算結果存儲相應數據，并更新有關標志位的狀態和輸出映像寄存器的內容。（2）存儲器

具有記憶功能的半導體電路。分為系統程序存儲器和用戶存儲器。系統程序存儲器用以存放系統程序，包括管理程序，監控程序以及對用戶程序做編譯處理的解釋編譯程序。由只讀存儲器、ROM組成。廠家使用的，內容不可更改，斷電不消失。用戶存儲器：分為用戶程序存儲區和工作數據存儲區。由隨機存取存儲器（RAM）組成。用戶使用的。斷電內容消失。常用高效的鋰電池作為后備電源，壽命一般為3~5年。

（3）輸入/輸出接口

①輸入接口： 光電耦合器由兩個發光二極度管和光電三極管組成。發光二級管：在光電耦合器的輸入端加上變化的電信號，發光二極管就產生與輸入信號變化規律相同的光信號。光電三級管：在光信號的照射下導通，導通程度與光信號的強弱有關。在光電耦合器的線性工作區內，輸出信號與輸入信號有線性關系。輸入接口電路工作過程：當開關合上，二極管發光，然后三極管在光的照射下導通，向內部電路輸入信號。當開關斷開，二極管不發光，三極管不導通。向內部電路輸入信號。也就是通過輸入接口電路把外部的開關信號轉化成PLC內部所能接受的數字信號。

②輸出接口 PLC的繼電器輸出接口電路 工作過程：當內部電路輸出數字信號1，有電流流過，繼電器線圈有電流，然后常開觸點閉合，提供負載導通的電流和電壓。當內部電路輸出數字信號0，則沒有電流流過，繼電器線圈沒有電流，然后常開觸點斷開，斷開負載的電流或電壓。也就是通過輸出接口電路把內部的數字電路化成一種信號使負載動作或不動作。

三種類型： 繼電器輸出：有觸點、壽命短、頻率低、交直流負載

晶體管輸出：無觸點、壽命長、直流負載

晶閘管輸出：無觸點、壽命長、交流負載（4）編程器

編程器是人與PLC聯系和對話的工具，是PLC最重要的外圍設備。用戶可以利用編程器來輸入、讀出、檢查、修改和調試用戶程序，也可用它監視PLC的工作狀態，顯示錯誤代碼或修改系統寄存器的設置參數等。除采用手持編程和監控外，還可通過PLC的RS232C外設通訊口與計算機，并列用PLC生產廠家提供的專用工具軟件，來對PLC進行編程和監控。相比起來，利用計算機進行編程和監控往往比手持編程工具更加直觀和方便。2.2 可編程控制器的工作原理

一．PLC采用“順序掃描，不斷循環”的工作方式

1．每次掃描過程。集中對輸入信號進行采樣。集中對輸出信號進行刷新。2．輸入刷新過程。當輸入端口關閉時，程序在進行執行階段時，輸入端有新狀態，新狀態不能被讀入。只有程序進行下一次掃描時，新狀態才被讀入。

3．一個掃描周期分為輸入采樣，程序執行，輸出刷新。4．元件映象寄存器的內容是隨著程序的執行變化而變化的。

5．掃描周期的長短由三條決定。（1）CPU執行指令的速度（2）指令本身占有的時間（3）指令條數

6．由于采用集中采樣。集中輸出的方式。存在輸入/輸出滯后的現象，即輸入/輸出響應延遲。

二．PLC與繼電器控制系統、微機區別

1．PLC與繼電器控制系統區別 前者工作方式是“串行”，后者工作方式是“并行”。前者用“軟件”，后者用“硬件”。

2．PLC與微機區別

前者工作方式是“循環掃描”。后者工作方式是“待命或中斷” 3.PLC 編程方式

PLC最突出的優點采用“軟繼電器”代替“硬繼電器”。用“軟件編程邏輯”代替“硬件布線邏輯”。

PLC編程語言有梯形圖、布爾助記符語言，等等。尤其前兩者為常用。梯形圖語言特點： 1．每個梯形圖由多個梯級組成。2．梯形圖中左右兩邊的豎線表示假想的邏輯電源。當某一梯級的邏輯運算結果為“1”時，有假想的電流通過。3．繼電器線圈只能出現一次，而它的常開、常閉觸點可以出現無數次。4．每一梯級的運算結果，立即被后面的梯級所利用。5．輸入繼電器受外部信號控制。只出現觸點，不出現線圈。PLC在工業領域應用的發展趨勢

工業自動化生產線的首要目標是保證產品質量，生產過程不可能進行過多的人工干預，產品質量的保證只能依賴在線質量檢查設備和儀器，監視產品質量參數，為控制器提供準確的測量值和檢測狀態。長期以來PLC始終處于工業自動化控制領域的主戰場，為各種各樣的自動化控制設備提供了非?？煽康目刂茟?。其主要原因在于他能夠為自動化控制應用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當前工業企業對自動化的需求。

在企業方面，國內企業經過多年的努力，工業過程控制經過繼電器控制，PLC控制、集中監控，到現在的工業現場的工業現場總線控制技術和管控一體化控制系統，為國內企業自動化、信息化打下了良好的基礎。如今，工業企業現代化改造的方向是全面實現企業自動化向信息化方向發展，現代工業企業自動化的特征是自動控制技術、物流技術、信息技術的綜合應用。為了滿足企業提出的提質降耗、精細加工、管理控制結合，發展企業自動化技術，是提高企業競爭力的現代化發張方向。