plc技术论文

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plc技术论文范文第1篇

plc是西门子公司的产品，现在在提升机操作保护系统中，应用得到最广泛的就是西门子公司的产品PLC，由于它的很多方面的性能都明显的优于传统的操作保护系统。下面是各个硬件模块的功能介绍：

（1）电源模块：将220V的交流输入电压转换成24V的直流输出电压，以供其它模块使用。

（2）CPU模块：控制总线上模块与模块之间的数据传递，并执行用户输入的程序。

（3）32路输入模块：该输入模块一共有3块，它的作用是将PLC外部的信号转换成PLC内部的可进行处理的信号。

（4）16路输出模块：该输出模块一共有2块，它的作用是将PLC内部可处理的信号转换成能够控制提升机系统的外部信号，来控制提升机系统进行工作。

（5）转换模块：此模块分为两类模块：一类是是A/D模数，它的作用是将连续信号转换成数字信号，便于PLC系统进行识别和处理；另一类是D/A模块，它的作用与A/D模块的作用恰恰相反，它是将PLC内部可处理的数字信号转换成连续信号。

（6）通信模块：它的作用是：确保各模块与各模块之间的通道流畅，再就是确保模块与上位机之间的通道流畅，保证信号从各模块传送给上位机时，可以使上位机做出相应的响应。

（7）计数模块：该模块主要有2块，这两块计数模块的作用都是计数，两块模块分别是对主滚动筒上的和导向轮上的编码器进行计数。

2PLC操作保护系统的软件设计

PLC是西门子公司的产品，它不需要用户自主进行编程，能够好好地满足用户的需要，下面是它的软件模块，软件模块的主要作用就是存放程序，它的软件模块有下列几种：

（1）组织模块（OB）：它的作用是保证接口通道流畅，保证CPU操作系统和用户程序之间的通道流畅。对用户程序的循环处理工作主要是由OB1模块来完成的，剩余的OB模块用来对特定事件做出响应和中断。

（2）功能模块（FB）：它是可多次调用的逻辑功能模块，它在执行时必须带有即时数据模块，并且每次用户程序对FB进行调用时可提供新的参数。

（3）功能模块（FC）：它也是可多次调用的逻辑功能模块，但是它在执行时不需要带有即时数据模块，这也是它与FB模块的最大区别，并且每次用户程序对FC进行调用时可提供新的参数。

（4）数据模块（DB）：数据模块用来存放各种不同类型的数据，它在PLC存储器开辟另一个存储区。

根据用户的要求和本身系统的结构要求，用户程序可以自行选择软件模块的构成形式,其中软件模块有以下几种，各个软件模块的功能和作用如下。FC0、FC1两个软件模块的作用是用来进行计数，主要是用来计算计数模块中的脉冲个数；DB1和DB2两个软件模块的作用是存放FC0、FC1两个软件模块计算出的计数模块的脉冲个数，以此来实现计数模块将数据和信号流畅而准确的传送到CPU模块之中；FC91软件模块的作用是用来处理输入到PLC中的模拟量，模拟量有：电机电压和电流、电机转速、轴承压力、提升速度和载荷等；FC93软件模块的作用是制动，主要是对电气施闸类故障进行制动处理；FC114软件模块的作用是用来处理PLC内部信号，并产生控制信号，像回路的安全和保障、故障的报警和液压器件的制动等等；FC5软件模块的作用是进行逻辑运算和闭锁，主要是对输入到PLC内部的信号进行运算并产生控制指令来控制提升系统的各个部分；FC92软件模块的作用是处理施闸类故障，这类故障主要是立即施闸类故障；FC94软件模块的作用也是对施闸类故障进行处理，这类施闸类故障主要是提升终了施闸类故障；FC95软件模块的作用是处理报警类故障，当报警系统出现故障时，主要是由该模块进行处理；PLC的启动组织模块是OB100软件模块，在系统启动后该组织模块只可运行一次，以后的循环程序就不会再运行了，在该组织模块中有关参数和程序可随着用户的需要进行更改；OB1软件模块是用户程序主要组成部分，用来存放用户主程序，它也是组织模块中唯一可以循环运行的软件模块，在FC功能模块中编制成的可以实现特定功能和作用的程序可以在OB1软件模块中进行循环调用，采用这样的程序设计可以使我们的程序设计更加简单，调试更加方便；OB35软件模块是组织模块中唯一可以实现定时中断的组织模块，采用M/T法可以计算出提升机的提升速度。n=（60M1f）（/ZM2）式中：n为电机的转速；Z是旋转编码器每转一圈时所输出的脉冲的个数；M1为计数器M1所记的脉冲个数；M2为计数器M2所记的脉冲个数；f为脉冲频率（高频时钟脉冲）。

3结束语

plc技术论文范文第2篇

课题名称： PLC先进控制策略研究与应用

1、选题意义和背景。

可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC)具有可靠性高、抗干扰能力强、功能丰富等强大技术优势，已经成为目前自动化领域的主流控制系统。然而，从目前的应用情况来看，PLC还大都只是承担最基本的控制功能，如顺序控制、数据采集和PID反馈控制。各个PLC厂家也在其产品中设计了PID模块。虽然PID算法控制有很高的稳定性，但对于一些复杂控制系统，PID控制很难满足控制要求，这也使PLC的发展面临着一种挑战。随着越来越多的PLC产品与IEC1131-3标准兼容，PLC控制系统越来越开放，将先进控制算法嵌入PLC常规控制系统成为可能。本课题从工业控制实际应用角度出发，对PLC的控制功能进行深入的研究和探讨，以提高和扩展PLC控制器的应用水平和应用范围。本课题：PLC先进控制策略的研究与应用，其目的是通过研究使一些先进控制算法在PLC及组态系统上得以实现，并开发相应的应用程序，经过验证后最终应用到工业过程控制中去。

在PLC组态系统中实现先进控制算法，包括预测控制算法和模糊逻辑控制算法，形成具有人工智能的控制模块及网络系统，能大大提高系统的控制水平，改善控制质量。从经济角度来看，目前PLC生产商的一些产品具备先进控制模块，如模糊模块。但它们的价格十分昂贵，且封闭性较强，不适合我国中小型企业的工业改造。因此开发较为通用的先进算法实现技术，对于我国中小型企业的工业改造具有很大的意义，既可降低生产成本，又可提高经济效益。

模糊控制与预测控制是智能控制中技术较为成熟的分支，因此，研制和开发出适合工业环境的实时先进控制开发工具，实现模糊控制、预测控制嵌入PLC,与常规控制集成运行，让先进控制从教授、专家手中走出来，实现先进控制的工程化、实用化、转化为社会生产力，对缩短控制系统开发周期，加快先进控制技术的广泛应用，提高我国的工业自动化水平有着重大的意义。

2、论文综述/研究基础。

在过程工业界，从40年代开始，采用PID控制规律的单输入单输出简单反馈控制回路己成为过程控制的核心系统。目前，PID控制仍广泛应用，即便是在大量采用DCS控制的最现代的工业生产过程中，这类回路仍占总回路80%-90%.这是因为PID控制算法是对人的简单而有效操作的总结和模仿，足以维护一般过程的平稳操作与运行，而且这类算法简单且应用历史悠久，工业界比较熟悉且容易接受。

然而，单回路PID控制并不能适用于所有的过程和不同的要求[4}0 50年代开始，逐渐发展了串级、比值、前馈、均匀和Smith预估控制等复杂控制系统，即当时的先进控制系统，在很大程度上满足了单变量控制系统的一些特殊的控制要求。在工业生产过程中，仍有10%-20%的控制问题采用上述控制策略无法奏效，所涉及的被控过程往往具有强藕合性、不确定性、非线性、信息不完全性和大纯滞后等特性，并存在着苛刻的约束条件，更重要的是它们大多数是生产过程的核心部分，直接关系到产品的质量、生产率和成本等有关指标。随着过程工业日益走向大型化、连续化，对工业生产过程控制的品质提出了更高的要求，控制与经济效益的矛盾日趋尖锐，迫切需要一类合适的先进控制策略。自50年代末发展起来的以状态空间方法为主体的现代控制理论，为过程控制带来了状态反馈、输出反馈、解疆控制、自适应控制等一系列多变量控制系统设计方法}s}.上述多变量控制策略有其自身的不足之处，工业过程的复杂性使得建立其正确的数学模型比较困难。同时，计算机技术的持续发展使得计算机控制在工业生产过程中得到了广泛的应用，强大的计算能力可以用来求解过去认为是无法求解的问题，这一切都孕育着过程控制领域的新突破。

整个80年代，出现了许多约束模型预测控制的工程化软件包。通过在模型识别、优化算法、控制结构分析、参数整定和有关稳定性和鲁棒性研究等一系列工作，基于模型控制的理论体系己基本形成，并成为目前过程控制应用最成功，也最有前途的先进控制策略。近年来，人工智能技术有了长足的长进并在许多科学与工程领域中取得了较广泛的应用。就过程控制而言，专家系统、神经网络、模糊系统是最有潜力的三种工具。专家系统可望在过程故障诊断、监督控制、检测仪表和控制回路有效性检验中获得成功应用。神经网络则可以为复杂的非线性过程的建模提供有效的方法，进而可用于过程软测量和控制系统的设计上。模糊系统不仅是行之有效的模糊控制理论基础，而且有望成为表达确定性和不确定性两类混合并提炼这些经验使之成为知识进而改进以后的控制，也将是先进控制的重要内容。

由于先进控制受控制算法的复杂性和计算机硬件两方面因素的影响，早期的先进控制算法通常是在PC机和UNIX机上实施的。随着DCS功能的不断增强，更多的先进控制策略可以与基本控制回路一起在DCS控制站上实现。国外发达国家几乎所有企业都采用了DCS系统或其它智能化设备来实现对生产过程的控制，并在此基础上通过实施先进控制与优化较大的提升了系统的性能。可以说，高性能控制系统，尤其是DCS系统的普及为先进控制的应用提供了强有力的硬件和软件平台。国外从70年代末就开始了先进控制技术商品化软件的开发及应用，并在DCS的基础上实现先进控制和优化。如爱默生公司的DeltaV和Honeywell公司的TDC3000,其先进控制软件RMPGT和RPID等在现场的实际应用都集中在自己的DCS系统上。传统的PLC由于不支持浮点运算以及先进控制所必须的精确的时间，因此，除了模糊逻辑控制外，其他的先进控制并没有在PLG平台上实现。然而，在过程工业中大多系统使用先进灵活的PLC控制系统，因此1996年Barnes提出了一种基于PC-PLC通讯的混合方式，通过控制网络实现计算机与PLG的通讯，从而实现先进控制。

3、参考文献。

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4、论文提纲。

第一章前言

1. I论文研究的目的和意义

1. 2论文研究的主要内容及工作简述

1. 3国内外文献综述

I. 3. 1先进控制的发展及现状

1 .3 . 2 PLC在工业控制领域的应用

1.3 . 3 PLC基本控制方法

1. 3. 4 PLC模糊控制器

I. 3. 5 PLC预测控制算法

第二章SIMATIC S7-300 PLC及STEP7系统

2.1 SIMATIC 57-300 PLC系统

2.1.1 S7-300 PLC

2.1.2 S7-300 PLC控制系统

2.2 STEP7系统

2.2.1 STEP7功能及结构

2.2.2组态环境及编程语言

2.2.3基本控制算法的实现二

第三章PLC模糊控制器的研究与实现

3.1模糊控制算法与系统

3.1.1模糊控制理论

3.1.2模糊控制系统

3.1.2.1模糊控制器的组成

3.1.2.2模糊控制算法

3.1.2.3模糊控制器的结构

3.2 PLC模糊控制器设计

3.2.1 PLC模糊控制器结构

3.2.2模糊控制器离线部分设计

3.2.2.1模糊控制器离线部分算法设计内容

3.2.2.2基于MATLAB模糊逻辑工具箱的设计

3.2.3 STEP7实现模糊控制器设计

3.2.3.1模糊算法流程图

3.2.3.2模糊算法的功能块

3.2.4 PLC模糊控制器的仿真验证

3.2.4.1仿真系统的建立

3.2.4.2仿真结果验证

第四章PLC预测控制器的研究与实现

4.1广义预测控制算法

4.1.1单值广义预测控制

4.1.2单值广义预测控制律计算

4.2 PLC单值广义预测控制器的设计与实现

4.2.1单值广义预测算法的实现步骤

4.2.2单值广义预测控制器的设计

4.3单值广义预测控制器的仿真验证

4.3.1仿真模型的建立

4.3.2仿真结果分析比较

第五章基于PLC的空调性能检测实验室计算机控制系统

5.1工艺流程与控制方案

5.1.1工艺过程简述

5.1.2控制要求

5.1.3控制方案设计

5.2控制系统结构及配置

5.3监控系统组态设计

5.4 57-300 PLC控制系统设计

5.4.1硬件系统组态

5.4.2 PLC控制程序设计

5、论文的理论依据、研究方法、研究内容。

目前，PLC的应用十分广泛，涉及到过程控制的方方面面。但在控制策略上，它依然沿用传统的PID控制。许多PLC开发商把PID算法做成模块，固化在PLC中。

但从长远角度看，对于一些复杂的控制系统，PID很难满足控制要求，这就需要把先进的控制算法嵌入到PLC的设计中。本课题以此为主要研究内容。

工业过程的复杂性以及对于控制日益提高的要求，各种先进控制算法越来越多地深入到控制领域，但由于PLC的编程目前还限于低级语言(如梯形图)，所以，给在PLC上实现先进控制算法带来了困难。SIEMENS在PLC的编程系统STEP7中提供了比较丰富的功能模块，因此，本课题首先是通过对控制算法的研究与改进和对STEP?功能的开发，使先进控制策略在S7-300 PLC上得以较好的实现。本论文重点研究基于PLC的模糊控制器的实现，这一领域目前研究的比较多，因此在总结前人研究方法的基础上，设计出一个基于PLC的通用的模糊控制器，并使其固化在STEP7软件中。此外，对于PLC预测控制虽已有一些研究，但都仅限于理论方面，尚未给出PLC上实现的实例。本课题也想在此方面有所创新，开发出基于PLC的预测控制实现技术。

本论文第一章简要介绍了课题的来源背景、主要内容、目的意义以及国外相关工作的研究状况等。

第二章介绍了SIMATIC S7-300 PLC的主要特点，系统组成及控制系统的配置与实现，同时介绍了STEP?软件的功能及结构，组态环境，以及一些基本算法的实现方法。

第三章重点阐述了模糊控制的基本理论、模糊控制算法、模糊控制器的结构及设计方法。提出了基于PLC的模糊控制器的实现方法，即采用MATLAB离线设计，PLC在线查询的方式。给出了STEP?实现模糊算法的流程图及部分程序。

最后建立一个过程仿真系统，对PLC模糊控制器进行仿真验证。

第四章介绍了预测控制的基本理论，重点阐述了广义预测控制算法，并结合PLC的特点，提出了基于PLC的单值广义预测控制器的设计方法，给出了STEP7实现单值广义预测算法的步骤与流程图。最后建立一个二阶大滞后的对象模型，构成仿真控制系统，与PID控制进行比较分析，验证PLC预测控制器的有效性。

第五章是作者在研究生期间参加的某空调性能检测实验室基于PLC实现的计算机控制系统，从系统控制方案的设计、系统配置和硬件构成、监控系统的设计等几个方面分别进行了详细的论述。

第六章结论与体会，总结自己在课题研究和项目研究的过程中的一些体会和心得，分析了工作中的不足，提出了以后工作的注意事项，改进方法。

6、研究条件和可能存在的问题。

I.尽快建立样板工程，把己经取得的研究成果应用到工程实际过程中，通过实践检验，发现问题以便不断改进和提高。

2. PLC预测控制器目前只应用了简单的单值广义预测算法，有其自身的局限性，如控制精度不高。目前，应用较为成熟的是MPC算法，因此可以把PLC-MPC控制器作为今后研究的一个重点。

3.对于PLC模糊控制器的改进，主要是在算法上，为了提高控制效果，单纯的模糊算法是不足的，改进型模糊算法如模糊PID可以改善控制器性能，因此可以开发PLC模糊PID控制器。

4.进一步挖掘STEP?软件的功能，开发过程对象仿真模块，给出基于PLC建立仿真系统的方法和步骤，为工业实阮应用缩短调试时间，保证系统的可靠性。

7、预期的结果。

1.通过对先进控制各种算法的分析比较，对先进控制理论有了进一步认识，从中学到了不少解决问题的方法，理解了传统控制方法与先进控制方法的区别。

2.基于PLC实现先进控制与基于PC实现先进控制相比较，最重要的一个优势在于PLC实现先进控制不需要通讯协议，而基于PC实现先进控制，在系统设计和运行之前必须正确的配置PC与PLC之间的通讯协议，因此可以降低系统得开发时间。其次，在系统运行时，在下位机上完成先进控制算法比在上位机完成更具有实时性。在可靠性方面，由于基于PC实现先进控制，现场的数据和信号要经过通讯传给上位机，这难免会出现数据的丢失和信号的误差，从而使系统的控制精度下降，而基于PLC实现先进控制避免了这类现象的发生。

3.西门子57-300 PLC功能强、处理速度快、模块化结构易于扩展，被广泛的应用于自动化控制系统中;其相应开发软件STEP7采用模块化编程方法，提供多种编程语言，丰富的功能模块，能实现较为复杂的功能和算法。因此二者结合 起来，为先进控制的设计与开发提供了很好的软硬件平台。

4. PLC模糊控制器采用MTALAB离线设计和PLC在线查表的方法，把复杂的模糊推理过程交给计算机离线完成，得到模糊控制量查询表供PLC在线调用。此方法将复杂琐碎的模糊控制系统的开发工作变得简单明了，大大缩短了开发周期，同时也提高的PLC控制的实时性，是目前被广泛采用且效果良好的PLC模糊控制器的设计方法。

5. PLC单值广义预测控制器采用简单实用的单值广义预测控制算法，它需要调整参数少、在线计算时间短，可适用于PLC类控制采样周期较短的快速动态过程系统。仿真结果表明：PLC单值广义预测控制器保持了预测控制的性能，控制效果较PID控制有很大改善，同时具有计算量小，响应迅速的优点。

8、论文写作进度安排。

20XX.05-20XX.06 开论文会议

20XX.06-20XX.07 确定论文题目

20XX.07-20XX.02 提交开题报告初稿

20XX.02-20XX.06 提交论文初稿

plc技术论文范文第3篇

关键词：不落轮镟床,NCU,闭环控制

1 概述

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，近年来，国家大力发展数控技术，数控技术在机床上得到广泛应用，铁路轮对的日常维修加工目前广泛采用数控不落轮镟床来完成，在不拆卸机车车辆轮对的情况下进行镟轮踏面加工,加工误差小，因此车轮的镟修效率得到大大提高，节约了维修成本和镟修时间。

2 不落轮镟床数控系统结构

2.1 硬件结构：

不落轮镟床数控系统硬件结构由数控单元NCU561.4及SIMODRIVE611D驱动模块； OP010C(MMC103和PCU50服务器)和MCP操作控制单元；S7-300PLC 模块；4个1FK7三相数字伺服电动机，micromaster440变频器，三相异步驱动轮电机等部件组成，系统的各个部件通过现场总线PROFIBUS联接。连接结构如图1：

图1：镟床硬件结构联系图

2.2 软件结构

SINUMERIK 840D软件包括Windows xp 操作系统，NC 软件和HMI软件，PLC软件。

2.2.1WindowsXP操作系统:

系统安装在PCU上，实际相当于单独的计算机，NC 软件和HMI 软件安装在Windows NT操作系统上使用。

2.2.2 NC 软件:

SINUMERIK 840D通过特殊处理， NC软件与PCU计算机WindowsXP 操作系统可以实时运行。从而使得操作PCU即可实时控制NCU程序，实现同步控制的功能。论文格式。主要用于切削轮对程序控制，其主要功能有：

控制机床各部件灵活协调工作

监测群组模式下各通道的状态

x,z坐标方向动态控制

可编写快速响应程序

可编写各部件同步动作程序

选择优化地址和时间

各种曲线插补方法

电子齿能

刀具，螺纹间隙，象限补偿功能

测量功能

高级编程语言的编译功能

2.2.3 HMI advanced软件

镟床采用HMI advanced软件进行操作，他是运行在Windows NT系统下的应用程序，为用户提供了友好的操作界面，用于编程控制。如图示：

图2：HMI advanced启动后界面

通过操作HMI advanced软件，可以实现镟床以下功能

编写轮对廓型加工程序

执行部件程序

手动控制操作镟床

读写程序数据

编辑程序数据

显示处理故障

设定镟床参数

建立与PLC,NC等控制系统通信

2.3.4 PLC软件

PLC用户程序通过安装在PCU上的STEP 7软件进行监控和操作，也可以使用专门的程序编程器来进行编程，PLC程序主要用于控制镟床驱动轮，轴箱支撑，液压系统等部件动作的自动控制。

3 不落轮镟床数字控制程序

3.1 不落轮镟床加工程序：

加工要求按照铁路轮对踏面廓型进行切削加工，车辆轮对通过轴箱定位，利用4个驱动轮对驱动轮对主轴旋转，伺服电机驱动轴线方向刀具走向，加工出符合国家TB的标准廓型。镟床主驱动轮采用PLC控制变频器，实现4个主驱动轮的调节。控制过程如图1：NCU是机床控制中心，包括PLC和NC两部分，通过PROFIBUS 与PLC ET200扩展模块和变频器进行实时通讯，通过MPI与NCU联接通讯，手操盘和测量探头直接联接在NC上。

镟床加工过程中，NC按照编写的数控加工程序执行指令，所有装载，测量，切削，卸载均采用NC程序自动执行操作，加工流程如图3示。

图3 ：镟轮加工流程

车轮加工工艺：

3.2 闭环控制原理

不落轮镟床刀具进给控制和驱动轮电机速度控制采用闭环控制系统，使用用增量式光电编码器检测装置，该装置安装在伺复电动机上，用来检测伺服电机的转角，推算出工作台的实际位移量，编码器发出正弦/余弦模拟电平1Vpp (2048脉冲)的反馈信号，信号反馈到NCU装置的比较器中，与程序指令值进行比较，用差值进行控制，如图所示：此系统控制精度可以达到0.1mm.可以满足镟床切削加工的需要，此外该系统稳定性能良好，测试维修比较容易。论文格式。

图5：闭环控制原理

影响闭环控制加工系统精度的因素：

a 电机丝杆每转编码器采集到的信号数量，数量越多，精度越高。

b.安装调试编码器检测装置的工艺，

c.The multiplication of the encoder signals 编码器信号

d.电流和速度控制器取样时间，取样时间越短，精度越高。论文格式。

4 结束语

机床数字控制技术是国际先进机床生产技术，也是现代工业发展的基石。近年来，国内数控机床工业与世界数控机床工厂不断深入合作，研制出各种高精度，高技术含量的数控机床设备，数控机床制造业得到蓬勃发展。

参考文献：

1. SIEMENSE . SINUMERIK 840D/840Di/810D RemoteDiagnosis Description of Function .

2. Hegenscheidt. Operation Manual for the U2000Underfloor Wheel Lathe.

3. SCULFORT. Operation Manual for the TF 2000Underfloor Wheel Lathe.

plc技术论文范文第4篇

关键词：自动控制系统功能，改进

 

1 前言

莱钢三座120吨转炉烟气净化及煤气回收采用干法除尘技术，干法除尘系统的设备在布置上基本分两部分：蒸发冷却器在转炉跨内，静电除尘器、风机、液压站、放散烟囱和煤气冷却器分布在厂房外。其中的每个设备都非常重要，哪个设备出现了问题都将影响整个系统的进行，而这些设备的维修需要一个漫长的过程，因此原有的控制系统已不能适应转炉炼钢生产的快速节奏和环保要求，为此我们通过研究，对其自动控制系统进行改进，对于三座转炉公用的斗式提升机和刮板输送机，增加一套备用细灰运输系统，蒸发冷却器部分增加一旁通管路，当主管上的水调节阀和切断阀出现故障时切换到主管，从而不影响烟气的冷却，新上一套4#静电除尘器系统，哪个炉子的静电除尘器出现问题时可以切换到4#静电除尘器，新上一套备用风机系统和4#风机切换站系统，哪个炉子的风机出现问题时可以切换到备用风机系统或4#风机切换站系统，从而不会影响生产的正常进行。

2 工艺流程简述

转炉炼钢过程中，氧气与碳反应生成具有高含量一氧化碳的尾气。由于与工艺相关的原因，加热期间的烟道气流量、烟道气成分和温度是不同的。在高热的转炉烟道气可被有效使用之前，必须对它进行冷却和除尘。离开转炉的主烟道气在余热锅炉中得到降温，出口可得到约为850℃的烟道气平均出口温度。水被直接喷入要被冷却的烟道气流中。应将喷水速率选择为能确保被转炉热烟道气完全汽化，同时借助于双介质喷嘴实现水的雾化。除了冷却转炉烟道气之外，由于烟道气速度减速和用水滴湿润粉尘的缘故，出现集尘。被收集的粉尘量取决于转炉工艺及在吹氧阶段添加石灰的速率和时间。从蒸发冷却器出来的200℃左右的烟道气进入静电除尘器。静电除尘器包括并排布置的集电电极和呈缺口的条状电极状的放电电极。在静电场的作用下，气体离子向地迁移，导致电流流动。这些负气体离子的一些依附在粉尘上，从而使它们依附在集电电极上。然后通过规定的间隔时间通过振打使粉尘沉积下来。为了防止粉尘沉积或湿度引起电飞弧，对静电场的绝缘子要进行加热。利用可调速的轴流风机实现烟道气的吸入控制，并根据气体分析仪检测的CO浓度来控制切换站将煤气送至烟囱或煤气柜，实现放散或回收的快速切换。论文参考，改进。图1简单的表示了干法除尘的工艺流程图

图1 干法除尘工艺流程图

3自动控制系统功能

3.1系统的控制功能和特点

整个干法除尘自动控制系统的一级自动化（基础自动化）采用SIMATIC S7－400PLC系统作为系统的中心，系统软件选择SIMATIC WINCC6.2和STEP7 5.4作为监控软件和编程软件，与转炉本体、余热锅炉等自动化系统进行联网通讯，组成以太网光纤环网，实现PLC与上位机之间的信号的传输、报警和数据采集等。根据干法除尘设备分散的特点，PLC按设备分布区域划分为主站和从站，从站为主PLC的远程扩展单元，主站放置在干法除尘电磁站内，控制蒸发冷却器及相应的排灰等的蒸发冷却器从站放置在主控楼的PLC室内，采用SIMATIC S7－300PLC系统，通过光缆与主站进行通讯，其它分站通过IM460-0和IM461-0接口模块与主站进行通讯。论文参考，改进。其中蒸发冷却器的旁通在PLC室的从站上，备用细灰运输系统、备用风机、4#静电除尘器、4#风机切换站系统在干法除尘公用PLC上，公用PLC亦分为主站和从站，均放置在干法除尘电磁站内，其中煤气冷却器部分的从站采用SIMATIC S7－300PLC系统，通过PROFIBUS电缆与主站通讯，其余两个从站通过IM460-0和IM461-0接口模块与主站进行通讯。另外三座转炉公用的斗式提升机和刮板输送机的控制在1#炉干法除尘PLC上，因此在进行1#炉干法除尘PLC维护时注意，只有在确认另外两个炉子都没有使用的情况下，才能对其PLC进行断电等操作。

3.2蒸发冷却器的喷水控制

首先应进入吹炼的准备阶段（加铁水或二次吹炼信号），在画面上反映为第三阶段（PHASE3）在第三阶段的基础上氧阀打开，开始吹炼，进入第四阶段（PHASE4）。氧阀打开后，蒸汽阀立即打开。论文参考，改进。同时因为炉内的碳氧反应，烟道气温度开始上升，当EC入口高于300度时，水阀打开，开始对烟道气喷水进行降温，此时调节阀的开度保持在默认值（开度50％，可调）。15秒后，水量调节控制器打开，再过5秒后，温度控制器（PID调节块）被激活为自动模式。吹氧结束后，一旦EC的入口温度低于预设值（默认为250度，可调），水阀关闭，温度控制器回到手动模式，水量调节控制器关闭。水阀关闭20秒并且停止吹氧120秒后，蒸汽阀关闭（为了保证系统中剩余的水被完全雾化）。进入第四阶段后（PHASE4），过90秒，自动进入第五阶段（PHASE5）：吹氧。在氧气阀关闭以后，系统认为一个冶炼周期结束，自动进入第六阶段（PHASE6）：吹氧结束。该阶段自我保持100秒后回到第一阶段（PHASE1）：停止冶炼。等待加铁水信号或二次吹炼信号来到时，再次进入第三阶段，重新开始一个循环。

3.3转炉的烟气流量控制

为了适应炼钢工艺，将炼钢过程分为不吹氧、预热、开始吹氧、吹氧、吹氧结束、炉口清理等六个阶段，分别设定各阶段由轴流风机的变频器控制的烟气流量，根据该设定值和炉口压力来实现转炉烟气流量的控制。

将吹氧量与炉口压力控制器的输出信号相乘所得到的值，加到各阶段烟气流量设定的串级比例控制器上。论文参考，改进。如果吹氧速度发生变化，这种比例控制能够通过炉口压力控制器的输出信号，确保烟气的流速在相同的比例上立即得到适应。

炉况的变化以及炉气温度等所导致的余热锅炉中的压力变化通过压力控制器对吹氧速度和烟气流量之间的比例关系加以修正来进行补偿。测量的烟气流量根据标准的条件进行压力和温度校正。此外，将喷入蒸发冷却器的水蒸汽含量从校正后的烟气流量中扣除，使得受控变量能够代表标准条件下干态的烟气流量。

烟气流量控制器的输出信号经过变频器控制轴流风机的转速。

3.4 切换站的压差控制和钟形阀的位置控制

在炼钢过程中，烟气放散或回收是由CO的浓度条件来触发切换的，通过切换站的两个分别通往煤气柜和烟囱的钟形阀的开启来实现控制。论文参考，改进。

在放散转回收之前，首先通过烟囱钟形阀对风机下游的压力进行憋压，直到高于煤气柜一定的压力才能进行回收操作;当回收切换至放散时，也必须保持一个小的正压，以防止煤气从煤气柜倒流，因此针对这两种不同的切换方式，在程序中也必须由具有两个不同设定值的差压控制回路来控制切换过程，该控制器的输出信号控制烟囱钟形阀的开度调节，使煤气柜钟形阀前后的压差达到相应的设定值，从而保证煤气在正常切换或紧急快速切换过程中均能实现无压力扰动切换。LT系统的烟气切换所需时间仅为8秒，如在作业过程中发生事故，烟气流可在3秒内被迅速地从通往煤气柜切换到通往火炬的通道里。论文参考，改进。

3.5 原控制系统与备用系统的切换

蒸发冷却器系统当水切断阀或切断阀出现故障时，可以切换到旁通，通过点击蒸发冷却器画面上的主管/旁通按钮来实现，旁通管路上有水流量计，切换以后则旁通的水流量参与喷水流量调节。

当三座转炉公用的斗式提升机和刮板输送机出现故障时，可以切换到备用细灰运输，通过切换到备用细灰运输画面启动设备来实现。

静电除尘器系统出现故障时，可以切换到4#静电除尘器，通过在每个炉子的4#静电除尘器画面上点击选择/放弃4#静电除尘器按钮来实现。只能有一个炉子选择，某一个炉子选择时，其它两个炉子必须放弃选择才能正常使用。

风机系统出现故障时，可以切换到备用风机系统，通过在每个炉子的备用风机画面上点击使用/不使用备用风机来实现。也可以切换到4#风机切换站系统，通过在每个炉子的4#风机画面上点击选择/放弃4#风机来实现，同样只能有一个炉子选择，某一个炉子选择时，其它两个炉子必须放弃选择才能正常使用。切换到4#风机切换站系统后，则煤气回收通过4#切换站来实现。

4 抗干扰功能的设计与实现

由于供电系统中有大量高次谐波存在，严重威胁控制系统的正常运行和通讯网络的实现、安全、稳定、畅通.为此设计中根据各种干扰源的情况，采取了以下抗干扰功能.

4．1 接地措施

计算机系统单独接地，接地电阻小于1.0欧姆，与电气接地分开，以防形成接地环在接地线上产生接地电流引起PLC误动作。

4．2 模拟量输入信号滤波

对系统模拟量输入信号在进入PLC模拟量通道以前，先经过信号隔离器消除通道中的串模干扰，提高了通道的信躁比。

4．3 模拟量通道屏蔽

模拟量信号的输入导线采用有内外屏蔽线的多芯双绞线电缆，在桥架中分开敷设，单端接地,有效地衰减了高频干扰,降低了辐射干扰和电磁偶合干扰，保证了有用信号正常传输.

4．4 通讯电缆设置

采用光缆通讯，防止对设备进行干扰，保证了系统的稳定性。

4．5设备安装部置

PLC柜与动力柜分别安装在不同的地点,PLC柜安装在操作室,动力柜安装在电气室,这样有效地减少了强电磁干扰.

5结束语

系统投运至今运行可靠，抗干扰技术的合理应用，保证了PLC设备和通讯网络在恶劣环境下的安全运行，特别是控制系统改进后，提高了系统的自动化水平，为炼钢赢得了宝贵的时间，同时也为设计和维护人员积累了宝贵的经验。

参考文献：

（1）潘新民、王燕芳微型计算机控制技术人民邮电出版社1999年

（2）皮壮行等可编程控制器系统设计与应用实例机械工业出版社2003年

plc技术论文范文第5篇

【关键词】全自动洗衣机；PLC；编程设计；步进指令；运行功能

Completely automatic washer control circuit PLC automatic control

Luo Jihong

（Hunan commerce professional technology institute，Hunan Changsha 410205）

Abstract：In view of the typical completely automatic washer actual control request，step-by-steps the STL instruction programming method using the Mitsubishi PLC sequential control，in the I/O assignment foundation，carries on the PLC trapezoidal chart programming，and analyzes the explanation to the procedure movement function.After the PLC hands-on simulation debugging，is completely consistent with the actual control request.

Key word：Completely automatic washer；PLC；Programming design；Step-by-steps the instruction；Movement function

1.引言

可编程控制器（PLC）是以计算机技术为核心的通用工业自动化装置，它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起，具有高可靠性、灵活通用、易于编程和使用方便等特点，近年来在工业自动控制、机电一体化以及改造传统产业等方面得到了广泛的应用，被誉为现代工业生产自动化的三大支柱之首[1]。本论文针对全自动洗衣机的实际控制要求，运用三菱PLC技术中的经验设计法，在I/O分配的基础上，将整个全自动洗衣机实际控制系统分解为进水、搅拌、排水和清洗四个部分[2]，进行PLC梯形图程序设计和程序功能分析。

2.控制要求

全自动洗衣机分为洗涤和清洗两大工作过程，其工作周期和控制要求相同，故整个控制要求如下：

2.1 接通电源，开进水按钮，等待到达额定水位，关进水阀门；

2.2 正转洗3s停机1s反转洗3s停机1s，反复100次；

2.3 开排水阀门，排水1min；

2.4 继续开着排水阀门，高速正转2min；

2.5 关排水阀门，开进水阀门，等待到达额定水位，关进水阀门；

2.6 正转洗3s停机1s反转洗3s停机1s，反复100次；

2.7 开排水阀门，排水1min；

2.8 继续开着排水阀门，高速正转2min停机。

3.I/O分配

全自动洗衣机的I/O分配，见表1。

4.I/O接线图

5.状态转换图

6.程序梯形图

7.程序功能分析

7.1 洗衣机进水

当PLC处于等待状态S0时，按下进水按钮X0，计数器C1复位，同时状态继电器S20置位，输出继电器Y0得电，打开进水电磁阀；当到达额定水位X1时，状态继电器S21置位。

7.2 搅拌机正反转

STL S21闭合后，输出继电器Y0失电，关进水电磁阀；同时输出继电器Y1得电，搅拌机开始正转，3s之后，状态继电器S22置位，Y1失电搅拌机停止，1s之后，状态继电器S23置位，Y2得电搅拌机开始反转，3s之后，状态继电器S24置位，Y2失电搅拌机停止，计数器C0计正反转1次；当计数器C0未达到100次时，状态继电器S21置位，进入下一个搅拌正反转周期。

7.3 洗衣机排水

当计数器C0达到100次时，状态继电器S25置位，输出继电器Y3得电，打开排水阀门，1min之后状态继电器S26置位，输出继电器Y3、Y4得电，打开排水阀门，并启动高速正转电动机，2min之后，计数器C1计数1次，排水完毕，洗济周期结束。

7.4 洗衣机清洗周期

此时计数器C1未达到2次时，状态继电器S20置位，输出继电器Y0得电，打开进水电磁阀；当到达额定水位X1时，计数器C0复位，同时状态继电器S21置位，进入洗衣机清洗周期，完成搅拌机正反转100次之后，再进行排水，排水完毕，计数器C1达到2次，PLC返回等待状态S0。

8.结束语

以上全自动洗衣机的PLC程序经过上机模拟调试，与实际控制要求完全一致，方便实用。在程序设计上，本系统还可采用PLC基本指令编程法或经验设计法。另外，由于论文篇幅原因，没有绘制本系统的外部接线图，读者可对照I/O分配表进行设计（输入接PLC内部工作电源，输出接外部负载工作电源）。

参考文献

[1]孙振强,王晖,孙玉峰.可编程控制器原理及应用教程[Z].清华大学出版社,2008(1).

[2]吴存宏.浅谈PLC在全自动洗衣机中运用[J].家用电器科技,2000(8).

[3]蒋金周.全自动洗衣机的PC智能控制[J].机电一体化,2004(8).

[4]胡学林.可编程控制器教程(实训篇)[Z].电子工业出版社,2004,168.

[5]石玉明,张屏.基于PLC的自动洗衣机控制系统[J].机械工程与自动化,2007(3).

[6]王盛.用PLC实现洗衣机的“一键式”全自动控制[J].硅谷,2008(11).