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plc技術論文范文第1篇

plc是西門子公司的產品，現在在提升機操作保護系統中，應用得到最廣泛的就是西門子公司的產品PLC，由于它的很多方面的性能都明顯的優于傳統的操作保護系統。下面是各個硬件模塊的功能介紹：

（1）電源模塊：將220V的交流輸入電壓轉換成24V的直流輸出電壓，以供其它模塊使用。

（2）CPU模塊：控制總線上模塊與模塊之間的數據傳遞，并執行用戶輸入的程序。

（3）32路輸入模塊：該輸入模塊一共有3塊，它的作用是將PLC外部的信號轉換成PLC內部的可進行處理的信號。

（4）16路輸出模塊：該輸出模塊一共有2塊，它的作用是將PLC內部可處理的信號轉換成能夠控制提升機系統的外部信號，來控制提升機系統進行工作。

（5）轉換模塊：此模塊分為兩類模塊：一類是是A/D模數，它的作用是將連續信號轉換成數字信號，便于PLC系統進行識別和處理；另一類是D/A模塊，它的作用與A/D模塊的作用恰恰相反，它是將PLC內部可處理的數字信號轉換成連續信號。

（6）通信模塊：它的作用是：確保各模塊與各模塊之間的通道流暢，再就是確保模塊與上位機之間的通道流暢，保證信號從各模塊傳送給上位機時，可以使上位機做出相應的響應。

（7）計數模塊：該模塊主要有2塊，這兩塊計數模塊的作用都是計數，兩塊模塊分別是對主滾動筒上的和導向輪上的編碼器進行計數。

2PLC操作保護系統的軟件設計

PLC是西門子公司的產品，它不需要用戶自主進行編程，能夠好好地滿足用戶的需要，下面是它的軟件模塊，軟件模塊的主要作用就是存放程序，它的軟件模塊有下列幾種：

（1）組織模塊（OB）：它的作用是保證接口通道流暢，保證CPU操作系統和用戶程序之間的通道流暢。對用戶程序的循環處理工作主要是由OB1模塊來完成的，剩余的OB模塊用來對特定事件做出響應和中斷。

（2）功能模塊（FB）：它是可多次調用的邏輯功能模塊，它在執行時必須帶有即時數據模塊，并且每次用戶程序對FB進行調用時可提供新的參數。

（3）功能模塊（FC）：它也是可多次調用的邏輯功能模塊，但是它在執行時不需要帶有即時數據模塊，這也是它與FB模塊的最大區別，并且每次用戶程序對FC進行調用時可提供新的參數。

（4）數據模塊（DB）：數據模塊用來存放各種不同類型的數據，它在PLC存儲器開辟另一個存儲區。

根據用戶的要求和本身系統的結構要求，用戶程序可以自行選擇軟件模塊的構成形式,其中軟件模塊有以下幾種，各個軟件模塊的功能和作用如下。FC0、FC1兩個軟件模塊的作用是用來進行計數，主要是用來計算計數模塊中的脈沖個數；DB1和DB2兩個軟件模塊的作用是存放FC0、FC1兩個軟件模塊計算出的計數模塊的脈沖個數，以此來實現計數模塊將數據和信號流暢而準確的傳送到CPU模塊之中；FC91軟件模塊的作用是用來處理輸入到PLC中的模擬量，模擬量有：電機電壓和電流、電機轉速、軸承壓力、提升速度和載荷等；FC93軟件模塊的作用是制動，主要是對電氣施閘類故障進行制動處理；FC114軟件模塊的作用是用來處理PLC內部信號，并產生控制信號，像回路的安全和保障、故障的報警和液壓器件的制動等等；FC5軟件模塊的作用是進行邏輯運算和閉鎖，主要是對輸入到PLC內部的信號進行運算并產生控制指令來控制提升系統的各個部分；FC92軟件模塊的作用是處理施閘類故障，這類故障主要是立即施閘類故障；FC94軟件模塊的作用也是對施閘類故障進行處理，這類施閘類故障主要是提升終了施閘類故障；FC95軟件模塊的作用是處理報警類故障，當報警系統出現故障時，主要是由該模塊進行處理；PLC的啟動組織模塊是OB100軟件模塊，在系統啟動后該組織模塊只可運行一次，以后的循環程序就不會再運行了，在該組織模塊中有關參數和程序可隨著用戶的需要進行更改；OB1軟件模塊是用戶程序主要組成部分，用來存放用戶主程序，它也是組織模塊中唯一可以循環運行的軟件模塊，在FC功能模塊中編制成的可以實現特定功能和作用的程序可以在OB1軟件模塊中進行循環調用，采用這樣的程序設計可以使我們的程序設計更加簡單，調試更加方便；OB35軟件模塊是組織模塊中唯一可以實現定時中斷的組織模塊，采用M/T法可以計算出提升機的提升速度。n=（60M1f）（/ZM2）式中：n為電機的轉速；Z是旋轉編碼器每轉一圈時所輸出的脈沖的個數；M1為計數器M1所記的脈沖個數；M2為計數器M2所記的脈沖個數；f為脈沖頻率（高頻時鐘脈沖）。

3結束語

plc技術論文范文第2篇

課題名稱： PLC先進控制策略研究與應用

1、選題意義和背景。

可編程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC)具有可靠性高、抗干擾能力強、功能豐富等強大技術優勢，已經成為目前自動化領域的主流控制系統。然而，從目前的應用情況來看，PLC還大都只是承擔最基本的控制功能，如順序控制、數據采集和PID反饋控制。各個PLC廠家也在其產品中設計了PID模塊。雖然PID算法控制有很高的穩定性，但對于一些復雜控制系統，PID控制很難滿足控制要求，這也使PLC的發展面臨著一種挑戰。隨著越來越多的PLC產品與IEC1131-3標準兼容，PLC控制系統越來越開放，將先進控制算法嵌入PLC常規控制系統成為可能。本課題從工業控制實際應用角度出發，對PLC的控制功能進行深入的研究和探討，以提高和擴展PLC控制器的應用水平和應用范圍。本課題：PLC先進控制策略的研究與應用，其目的是通過研究使一些先進控制算法在PLC及組態系統上得以實現，并開發相應的應用程序，經過驗證后最終應用到工業過程控制中去。

在PLC組態系統中實現先進控制算法，包括預測控制算法和模糊邏輯控制算法，形成具有人工智能的控制模塊及網絡系統，能大大提高系統的控制水平，改善控制質量。從經濟角度來看，目前PLC生產商的一些產品具備先進控制模塊，如模糊模塊。但它們的價格十分昂貴，且封閉性較強，不適合我國中小型企業的工業改造。因此開發較為通用的先進算法實現技術，對于我國中小型企業的工業改造具有很大的意義，既可降低生產成本，又可提高經濟效益。

模糊控制與預測控制是智能控制中技術較為成熟的分支，因此，研制和開發出適合工業環境的實時先進控制開發工具，實現模糊控制、預測控制嵌入PLC,與常規控制集成運行，讓先進控制從教授、專家手中走出來，實現先進控制的工程化、實用化、轉化為社會生產力，對縮短控制系統開發周期，加快先進控制技術的廣泛應用，提高我國的工業自動化水平有著重大的意義。

2、論文綜述/研究基礎。

在過程工業界，從40年代開始，采用PID控制規律的單輸入單輸出簡單反饋控制回路己成為過程控制的核心系統。目前，PID控制仍廣泛應用，即便是在大量采用DCS控制的最現代的工業生產過程中，這類回路仍占總回路80%-90%.這是因為PID控制算法是對人的簡單而有效操作的總結和模仿，足以維護一般過程的平穩操作與運行，而且這類算法簡單且應用歷史悠久，工業界比較熟悉且容易接受。

然而，單回路PID控制并不能適用于所有的過程和不同的要求[4}0 50年代開始，逐漸發展了串級、比值、前饋、均勻和Smith預估控制等復雜控制系統，即當時的先進控制系統，在很大程度上滿足了單變量控制系統的一些特殊的控制要求。在工業生產過程中，仍有10%-20%的控制問題采用上述控制策略無法奏效，所涉及的被控過程往往具有強藕合性、不確定性、非線性、信息不完全性和大純滯后等特性，并存在著苛刻的約束條件，更重要的是它們大多數是生產過程的核心部分，直接關系到產品的質量、生產率和成本等有關指標。隨著過程工業日益走向大型化、連續化，對工業生產過程控制的品質提出了更高的要求，控制與經濟效益的矛盾日趨尖銳，迫切需要一類合適的先進控制策略。自50年代末發展起來的以狀態空間方法為主體的現代控制理論，為過程控制帶來了狀態反饋、輸出反饋、解疆控制、自適應控制等一系列多變量控制系統設計方法}s}.上述多變量控制策略有其自身的不足之處，工業過程的復雜性使得建立其正確的數學模型比較困難。同時，計算機技術的持續發展使得計算機控制在工業生產過程中得到了廣泛的應用，強大的計算能力可以用來求解過去認為是無法求解的問題，這一切都孕育著過程控制領域的新突破。

整個80年代，出現了許多約束模型預測控制的工程化軟件包。通過在模型識別、優化算法、控制結構分析、參數整定和有關穩定性和魯棒性研究等一系列工作，基于模型控制的理論體系己基本形成，并成為目前過程控制應用最成功，也最有前途的先進控制策略。近年來，人工智能技術有了長足的長進并在許多科學與工程領域中取得了較廣泛的應用。就過程控制而言，專家系統、神經網絡、模糊系統是最有潛力的三種工具。專家系統可望在過程故障診斷、監督控制、檢測儀表和控制回路有效性檢驗中獲得成功應用。神經網絡則可以為復雜的非線性過程的建模提供有效的方法，進而可用于過程軟測量和控制系統的設計上。模糊系統不僅是行之有效的模糊控制理論基礎，而且有望成為表達確定性和不確定性兩類混合并提煉這些經驗使之成為知識進而改進以后的控制，也將是先進控制的重要內容。

由于先進控制受控制算法的復雜性和計算機硬件兩方面因素的影響，早期的先進控制算法通常是在PC機和UNIX機上實施的。隨著DCS功能的不斷增強，更多的先進控制策略可以與基本控制回路一起在DCS控制站上實現。國外發達國家幾乎所有企業都采用了DCS系統或其它智能化設備來實現對生產過程的控制，并在此基礎上通過實施先進控制與優化較大的提升了系統的性能。可以說，高性能控制系統，尤其是DCS系統的普及為先進控制的應用提供了強有力的硬件和軟件平臺。國外從70年代末就開始了先進控制技術商品化軟件的開發及應用，并在DCS的基礎上實現先進控制和優化。如愛默生公司的DeltaV和Honeywell公司的TDC3000,其先進控制軟件RMPGT和RPID等在現場的實際應用都集中在自己的DCS系統上。傳統的PLC由于不支持浮點運算以及先進控制所必須的精確的時間，因此，除了模糊邏輯控制外，其他的先進控制并沒有在PLG平臺上實現。然而，在過程工業中大多系統使用先進靈活的PLC控制系統，因此1996年Barnes提出了一種基于PC-PLC通訊的混合方式，通過控制網絡實現計算機與PLG的通訊，從而實現先進控制。

3、參考文獻。

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4、論文提綱。

第一章前言

1. I論文研究的目的和意義

1. 2論文研究的主要內容及工作簡述

1. 3國內外文獻綜述

I. 3. 1先進控制的發展及現狀

1 .3 . 2 PLC在工業控制領域的應用

1.3 . 3 PLC基本控制方法

1. 3. 4 PLC模糊控制器

I. 3. 5 PLC預測控制算法

第二章SIMATIC S7-300 PLC及STEP7系統

2.1 SIMATIC 57-300 PLC系統

2.1.1 S7-300 PLC

2.1.2 S7-300 PLC控制系統

2.2 STEP7系統

2.2.1 STEP7功能及結構

2.2.2組態環境及編程語言

2.2.3基本控制算法的實現二

第三章PLC模糊控制器的研究與實現

3.1模糊控制算法與系統

3.1.1模糊控制理論

3.1.2模糊控制系統

3.1.2.1模糊控制器的組成

3.1.2.2模糊控制算法

3.1.2.3模糊控制器的結構

3.2 PLC模糊控制器設計

3.2.1 PLC模糊控制器結構

3.2.2模糊控制器離線部分設計

3.2.2.1模糊控制器離線部分算法設計內容

3.2.2.2基于MATLAB模糊邏輯工具箱的設計

3.2.3 STEP7實現模糊控制器設計

3.2.3.1模糊算法流程圖

3.2.3.2模糊算法的功能塊

3.2.4 PLC模糊控制器的仿真驗證

3.2.4.1仿真系統的建立

3.2.4.2仿真結果驗證

第四章PLC預測控制器的研究與實現

4.1廣義預測控制算法

4.1.1單值廣義預測控制

4.1.2單值廣義預測控制律計算

4.2 PLC單值廣義預測控制器的設計與實現

4.2.1單值廣義預測算法的實現步驟

4.2.2單值廣義預測控制器的設計

4.3單值廣義預測控制器的仿真驗證

4.3.1仿真模型的建立

4.3.2仿真結果分析比較

第五章基于PLC的空調性能檢測實驗室計算機控制系統

5.1工藝流程與控制方案

5.1.1工藝過程簡述

5.1.2控制要求

5.1.3控制方案設計

5.2控制系統結構及配置

5.3監控系統組態設計

5.4 57-300 PLC控制系統設計

5.4.1硬件系統組態

5.4.2 PLC控制程序設計

5、論文的理論依據、研究方法、研究內容。

目前，PLC的應用十分廣泛，涉及到過程控制的方方面面。但在控制策略上，它依然沿用傳統的PID控制。許多PLC開發商把PID算法做成模塊，固化在PLC中。

但從長遠角度看，對于一些復雜的控制系統，PID很難滿足控制要求，這就需要把先進的控制算法嵌入到PLC的設計中。本課題以此為主要研究內容。

工業過程的復雜性以及對于控制日益提高的要求，各種先進控制算法越來越多地深入到控制領域，但由于PLC的編程目前還限于低級語言(如梯形圖)，所以，給在PLC上實現先進控制算法帶來了困難。SIEMENS在PLC的編程系統STEP7中提供了比較豐富的功能模塊，因此，本課題首先是通過對控制算法的研究與改進和對STEP?功能的開發，使先進控制策略在S7-300 PLC上得以較好的實現。本論文重點研究基于PLC的模糊控制器的實現，這一領域目前研究的比較多，因此在總結前人研究方法的基礎上，設計出一個基于PLC的通用的模糊控制器，并使其固化在STEP7軟件中。此外，對于PLC預測控制雖已有一些研究，但都僅限于理論方面，尚未給出PLC上實現的實例。本課題也想在此方面有所創新，開發出基于PLC的預測控制實現技術。

本論文第一章簡要介紹了課題的來源背景、主要內容、目的意義以及國外相關工作的研究狀況等。

第二章介紹了SIMATIC S7-300 PLC的主要特點，系統組成及控制系統的配置與實現，同時介紹了STEP?軟件的功能及結構，組態環境，以及一些基本算法的實現方法。

第三章重點闡述了模糊控制的基本理論、模糊控制算法、模糊控制器的結構及設計方法。提出了基于PLC的模糊控制器的實現方法，即采用MATLAB離線設計，PLC在線查詢的方式。給出了STEP?實現模糊算法的流程圖及部分程序。

最后建立一個過程仿真系統，對PLC模糊控制器進行仿真驗證。

第四章介紹了預測控制的基本理論，重點闡述了廣義預測控制算法，并結合PLC的特點，提出了基于PLC的單值廣義預測控制器的設計方法，給出了STEP7實現單值廣義預測算法的步驟與流程圖。最后建立一個二階大滯后的對象模型，構成仿真控制系統，與PID控制進行比較分析，驗證PLC預測控制器的有效性。

第五章是作者在研究生期間參加的某空調性能檢測實驗室基于PLC實現的計算機控制系統，從系統控制方案的設計、系統配置和硬件構成、監控系統的設計等幾個方面分別進行了詳細的論述。

第六章結論與體會，總結自己在課題研究和項目研究的過程中的一些體會和心得，分析了工作中的不足，提出了以后工作的注意事項，改進方法。

6、研究條件和可能存在的問題。

I.盡快建立樣板工程，把己經取得的研究成果應用到工程實際過程中，通過實踐檢驗，發現問題以便不斷改進和提高。

2. PLC預測控制器目前只應用了簡單的單值廣義預測算法，有其自身的局限性，如控制精度不高。目前，應用較為成熟的是MPC算法，因此可以把PLC-MPC控制器作為今后研究的一個重點。

3.對于PLC模糊控制器的改進，主要是在算法上，為了提高控制效果，單純的模糊算法是不足的，改進型模糊算法如模糊PID可以改善控制器性能，因此可以開發PLC模糊PID控制器。

4.進一步挖掘STEP?軟件的功能，開發過程對象仿真模塊，給出基于PLC建立仿真系統的方法和步驟，為工業實阮應用縮短調試時間，保證系統的可靠性。

7、預期的結果。

1.通過對先進控制各種算法的分析比較，對先進控制理論有了進一步認識，從中學到了不少解決問題的方法，理解了傳統控制方法與先進控制方法的區別。

2.基于PLC實現先進控制與基于PC實現先進控制相比較，最重要的一個優勢在于PLC實現先進控制不需要通訊協議，而基于PC實現先進控制，在系統設計和運行之前必須正確的配置PC與PLC之間的通訊協議，因此可以降低系統得開發時間。其次，在系統運行時，在下位機上完成先進控制算法比在上位機完成更具有實時性。在可靠性方面，由于基于PC實現先進控制，現場的數據和信號要經過通訊傳給上位機，這難免會出現數據的丟失和信號的誤差，從而使系統的控制精度下降，而基于PLC實現先進控制避免了這類現象的發生。

3.西門子57-300 PLC功能強、處理速度快、模塊化結構易于擴展，被廣泛的應用于自動化控制系統中;其相應開發軟件STEP7采用模塊化編程方法，提供多種編程語言，豐富的功能模塊，能實現較為復雜的功能和算法。因此二者結合 起來，為先進控制的設計與開發提供了很好的軟硬件平臺。

4. PLC模糊控制器采用MTALAB離線設計和PLC在線查表的方法，把復雜的模糊推理過程交給計算機離線完成，得到模糊控制量查詢表供PLC在線調用。此方法將復雜瑣碎的模糊控制系統的開發工作變得簡單明了，大大縮短了開發周期，同時也提高的PLC控制的實時性，是目前被廣泛采用且效果良好的PLC模糊控制器的設計方法。

5. PLC單值廣義預測控制器采用簡單實用的單值廣義預測控制算法，它需要調整參數少、在線計算時間短，可適用于PLC類控制采樣周期較短的快速動態過程系統。仿真結果表明：PLC單值廣義預測控制器保持了預測控制的性能，控制效果較PID控制有很大改善，同時具有計算量小，響應迅速的優點。

8、論文寫作進度安排。

20XX.05-20XX.06 開論文會議

20XX.06-20XX.07 確定論文題目

20XX.07-20XX.02 提交開題報告初稿

20XX.02-20XX.06 提交論文初稿

plc技術論文范文第3篇

關鍵詞：不落輪鏇床,NCU,閉環控制

1 概述

數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數控裝備是以數控技術為代表的新技術對傳統制造產業和新興制造業的滲透形成的機電一體化產品，近年來，國家大力發展數控技術，數控技術在機床上得到廣泛應用，鐵路輪對的日常維修加工目前廣泛采用數控不落輪鏇床來完成，在不拆卸機車車輛輪對的情況下進行鏇輪踏面加工,加工誤差小，因此車輪的鏇修效率得到大大提高，節約了維修成本和鏇修時間。

2 不落輪鏇床數控系統結構

2.1 硬件結構：

不落輪鏇床數控系統硬件結構由數控單元NCU561.4及SIMODRIVE611D驅動模塊； OP010C(MMC103和PCU50服務器)和MCP操作控制單元；S7-300PLC 模塊；4個1FK7三相數字伺服電動機，micromaster440變頻器，三相異步驅動輪電機等部件組成，系統的各個部件通過現場總線PROFIBUS聯接。連接結構如圖1：

圖1：鏇床硬件結構聯系圖

2.2 軟件結構

SINUMERIK 840D軟件包括Windows xp 操作系統，NC 軟件和HMI軟件，PLC軟件。

2.2.1WindowsXP操作系統:

系統安裝在PCU上，實際相當于單獨的計算機，NC 軟件和HMI 軟件安裝在Windows NT操作系統上使用。

2.2.2 NC 軟件:

SINUMERIK 840D通過特殊處理， NC軟件與PCU計算機WindowsXP 操作系統可以實時運行。從而使得操作PCU即可實時控制NCU程序，實現同步控制的功能。論文格式。主要用于切削輪對程序控制，其主要功能有：

控制機床各部件靈活協調工作

監測群組模式下各通道的狀態

x,z坐標方向動態控制

可編寫快速響應程序

可編寫各部件同步動作程序

選擇優化地址和時間

各種曲線插補方法

電子齒能

刀具，螺紋間隙，象限補償功能

測量功能

高級編程語言的編譯功能

2.2.3 HMI advanced軟件

鏇床采用HMI advanced軟件進行操作，他是運行在Windows NT系統下的應用程序，為用戶提供了友好的操作界面，用于編程控制。如圖示：

圖2：HMI advanced啟動后界面

通過操作HMI advanced軟件，可以實現鏇床以下功能

編寫輪對廓型加工程序

執行部件程序

手動控制操作鏇床

讀寫程序數據

編輯程序數據

顯示處理故障

設定鏇床參數

建立與PLC,NC等控制系統通信

2.3.4 PLC軟件

PLC用戶程序通過安裝在PCU上的STEP 7軟件進行監控和操作，也可以使用專門的程序編程器來進行編程，PLC程序主要用于控制鏇床驅動輪，軸箱支撐，液壓系統等部件動作的自動控制。

3 不落輪鏇床數字控制程序

3.1 不落輪鏇床加工程序：

加工要求按照鐵路輪對踏面廓型進行切削加工，車輛輪對通過軸箱定位，利用4個驅動輪對驅動輪對主軸旋轉，伺服電機驅動軸線方向刀具走向，加工出符合國家TB的標準廓型。鏇床主驅動輪采用PLC控制變頻器，實現4個主驅動輪的調節。控制過程如圖1：NCU是機床控制中心，包括PLC和NC兩部分，通過PROFIBUS 與PLC ET200擴展模塊和變頻器進行實時通訊，通過MPI與NCU聯接通訊，手操盤和測量探頭直接聯接在NC上。

鏇床加工過程中，NC按照編寫的數控加工程序執行指令，所有裝載，測量，切削，卸載均采用NC程序自動執行操作，加工流程如圖3示。

圖3 ：鏇輪加工流程

車輪加工工藝：

3.2 閉環控制原理

不落輪鏇床刀具進給控制和驅動輪電機速度控制采用閉環控制系統，使用用增量式光電編碼器檢測裝置，該裝置安裝在伺復電動機上，用來檢測伺服電機的轉角，推算出工作臺的實際位移量，編碼器發出正弦/余弦模擬電平1Vpp (2048脈沖)的反饋信號，信號反饋到NCU裝置的比較器中，與程序指令值進行比較，用差值進行控制，如圖所示：此系統控制精度可以達到0.1mm.可以滿足鏇床切削加工的需要，此外該系統穩定性能良好，測試維修比較容易。論文格式。

圖5：閉環控制原理

影響閉環控制加工系統精度的因素：

a 電機絲桿每轉編碼器采集到的信號數量，數量越多，精度越高。

b.安裝調試編碼器檢測裝置的工藝，

c.The multiplication of the encoder signals 編碼器信號

d.電流和速度控制器取樣時間，取樣時間越短，精度越高。論文格式。

4 結束語

機床數字控制技術是國際先進機床生產技術，也是現代工業發展的基石。近年來，國內數控機床工業與世界數控機床工廠不斷深入合作，研制出各種高精度，高技術含量的數控機床設備，數控機床制造業得到蓬勃發展。

參考文獻：

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技術論文范文第4篇

關鍵詞：自動控制系統功能，改進

 

1 前言

萊鋼三座120噸轉爐煙氣凈化及煤氣回收采用干法除塵技術，干法除塵系統的設備在布置上基本分兩部分：蒸發冷卻器在轉爐跨內，靜電除塵器、風機、液壓站、放散煙囪和煤氣冷卻器分布在廠房外。其中的每個設備都非常重要，哪個設備出現了問題都將影響整個系統的進行，而這些設備的維修需要一個漫長的過程，因此原有的控制系統已不能適應轉爐煉鋼生產的快速節奏和環保要求，為此我們通過研究，對其自動控制系統進行改進，對于三座轉爐公用的斗式提升機和刮板輸送機，增加一套備用細灰運輸系統，蒸發冷卻器部分增加一旁通管路，當主管上的水調節閥和切斷閥出現故障時切換到主管，從而不影響煙氣的冷卻，新上一套4#靜電除塵器系統，哪個爐子的靜電除塵器出現問題時可以切換到4#靜電除塵器，新上一套備用風機系統和4#風機切換站系統，哪個爐子的風機出現問題時可以切換到備用風機系統或4#風機切換站系統，從而不會影響生產的正常進行。

2 工藝流程簡述

轉爐煉鋼過程中，氧氣與碳反應生成具有高含量一氧化碳的尾氣。由于與工藝相關的原因，加熱期間的煙道氣流量、煙道氣成分和溫度是不同的。在高熱的轉爐煙道氣可被有效使用之前，必須對它進行冷卻和除塵。離開轉爐的主煙道氣在余熱鍋爐中得到降溫，出口可得到約為850℃的煙道氣平均出口溫度。水被直接噴入要被冷卻的煙道氣流中。應將噴水速率選擇為能確保被轉爐熱煙道氣完全汽化，同時借助于雙介質噴嘴實現水的霧化。除了冷卻轉爐煙道氣之外，由于煙道氣速度減速和用水滴濕潤粉塵的緣故，出現集塵。被收集的粉塵量取決于轉爐工藝及在吹氧階段添加石灰的速率和時間。從蒸發冷卻器出來的200℃左右的煙道氣進入靜電除塵器。靜電除塵器包括并排布置的集電電極和呈缺口的條狀電極狀的放電電極。在靜電場的作用下，氣體離子向地遷移，導致電流流動。這些負氣體離子的一些依附在粉塵上，從而使它們依附在集電電極上。然后通過規定的間隔時間通過振打使粉塵沉積下來。為了防止粉塵沉積或濕度引起電飛弧，對靜電場的絕緣子要進行加熱。利用可調速的軸流風機實現煙道氣的吸入控制，并根據氣體分析儀檢測的CO濃度來控制切換站將煤氣送至煙囪或煤氣柜，實現放散或回收的快速切換。論文參考，改進。圖1簡單的表示了干法除塵的工藝流程圖

圖1 干法除塵工藝流程圖

3自動控制系統功能

3.1系統的控制功能和特點

整個干法除塵自動控制系統的一級自動化（基礎自動化）采用SIMATIC S7－400PLC系統作為系統的中心，系統軟件選擇SIMATIC WINCC6.2和STEP7 5.4作為監控軟件和編程軟件，與轉爐本體、余熱鍋爐等自動化系統進行聯網通訊，組成以太網光纖環網，實現PLC與上位機之間的信號的傳輸、報警和數據采集等。根據干法除塵設備分散的特點，PLC按設備分布區域劃分為主站和從站，從站為主PLC的遠程擴展單元，主站放置在干法除塵電磁站內，控制蒸發冷卻器及相應的排灰等的蒸發冷卻器從站放置在主控樓的PLC室內，采用SIMATIC S7－300PLC系統，通過光纜與主站進行通訊，其它分站通過IM460-0和IM461-0接口模塊與主站進行通訊。論文參考，改進。其中蒸發冷卻器的旁通在PLC室的從站上，備用細灰運輸系統、備用風機、4#靜電除塵器、4#風機切換站系統在干法除塵公用PLC上，公用PLC亦分為主站和從站，均放置在干法除塵電磁站內，其中煤氣冷卻器部分的從站采用SIMATIC S7－300PLC系統，通過PROFIBUS電纜與主站通訊，其余兩個從站通過IM460-0和IM461-0接口模塊與主站進行通訊。另外三座轉爐公用的斗式提升機和刮板輸送機的控制在1#爐干法除塵PLC上，因此在進行1#爐干法除塵PLC維護時注意，只有在確認另外兩個爐子都沒有使用的情況下，才能對其PLC進行斷電等操作。

3.2蒸發冷卻器的噴水控制

首先應進入吹煉的準備階段（加鐵水或二次吹煉信號），在畫面上反映為第三階段（PHASE3）在第三階段的基礎上氧閥打開，開始吹煉，進入第四階段（PHASE4）。氧閥打開后，蒸汽閥立即打開。論文參考，改進。同時因為爐內的碳氧反應，煙道氣溫度開始上升，當EC入口高于300度時，水閥打開，開始對煙道氣噴水進行降溫，此時調節閥的開度保持在默認值（開度50％，可調）。15秒后，水量調節控制器打開，再過5秒后，溫度控制器（PID調節塊）被激活為自動模式。吹氧結束后，一旦EC的入口溫度低于預設值（默認為250度，可調），水閥關閉，溫度控制器回到手動模式，水量調節控制器關閉。水閥關閉20秒并且停止吹氧120秒后，蒸汽閥關閉（為了保證系統中剩余的水被完全霧化）。進入第四階段后（PHASE4），過90秒，自動進入第五階段（PHASE5）：吹氧。在氧氣閥關閉以后，系統認為一個冶煉周期結束，自動進入第六階段（PHASE6）：吹氧結束。該階段自我保持100秒后回到第一階段（PHASE1）：停止冶煉。等待加鐵水信號或二次吹煉信號來到時，再次進入第三階段，重新開始一個循環。

3.3轉爐的煙氣流量控制

為了適應煉鋼工藝，將煉鋼過程分為不吹氧、預熱、開始吹氧、吹氧、吹氧結束、爐口清理等六個階段，分別設定各階段由軸流風機的變頻器控制的煙氣流量，根據該設定值和爐口壓力來實現轉爐煙氣流量的控制。

將吹氧量與爐口壓力控制器的輸出信號相乘所得到的值，加到各階段煙氣流量設定的串級比例控制器上。論文參考，改進。如果吹氧速度發生變化，這種比例控制能夠通過爐口壓力控制器的輸出信號，確保煙氣的流速在相同的比例上立即得到適應。

爐況的變化以及爐氣溫度等所導致的余熱鍋爐中的壓力變化通過壓力控制器對吹氧速度和煙氣流量之間的比例關系加以修正來進行補償。測量的煙氣流量根據標準的條件進行壓力和溫度校正。此外，將噴入蒸發冷卻器的水蒸汽含量從校正后的煙氣流量中扣除，使得受控變量能夠代表標準條件下干態的煙氣流量。

煙氣流量控制器的輸出信號經過變頻器控制軸流風機的轉速。

3.4 切換站的壓差控制和鐘形閥的位置控制

在煉鋼過程中，煙氣放散或回收是由CO的濃度條件來觸發切換的，通過切換站的兩個分別通往煤氣柜和煙囪的鐘形閥的開啟來實現控制。論文參考，改進。

在放散轉回收之前，首先通過煙囪鐘形閥對風機下游的壓力進行憋壓，直到高于煤氣柜一定的壓力才能進行回收操作;當回收切換至放散時，也必須保持一個小的正壓，以防止煤氣從煤氣柜倒流，因此針對這兩種不同的切換方式，在程序中也必須由具有兩個不同設定值的差壓控制回路來控制切換過程，該控制器的輸出信號控制煙囪鐘形閥的開度調節，使煤氣柜鐘形閥前后的壓差達到相應的設定值，從而保證煤氣在正常切換或緊急快速切換過程中均能實現無壓力擾動切換。LT系統的煙氣切換所需時間僅為8秒，如在作業過程中發生事故，煙氣流可在3秒內被迅速地從通往煤氣柜切換到通往火炬的通道里。論文參考，改進。

3.5 原控制系統與備用系統的切換

蒸發冷卻器系統當水切斷閥或切斷閥出現故障時，可以切換到旁通，通過點擊蒸發冷卻器畫面上的主管/旁通按鈕來實現，旁通管路上有水流量計，切換以后則旁通的水流量參與噴水流量調節。

當三座轉爐公用的斗式提升機和刮板輸送機出現故障時，可以切換到備用細灰運輸，通過切換到備用細灰運輸畫面啟動設備來實現。

靜電除塵器系統出現故障時，可以切換到4#靜電除塵器，通過在每個爐子的4#靜電除塵器畫面上點擊選擇/放棄4#靜電除塵器按鈕來實現。只能有一個爐子選擇，某一個爐子選擇時，其它兩個爐子必須放棄選擇才能正常使用。

風機系統出現故障時，可以切換到備用風機系統，通過在每個爐子的備用風機畫面上點擊使用/不使用備用風機來實現。也可以切換到4#風機切換站系統，通過在每個爐子的4#風機畫面上點擊選擇/放棄4#風機來實現，同樣只能有一個爐子選擇，某一個爐子選擇時，其它兩個爐子必須放棄選擇才能正常使用。切換到4#風機切換站系統后，則煤氣回收通過4#切換站來實現。

4 抗干擾功能的設計與實現

由于供電系統中有大量高次諧波存在，嚴重威脅控制系統的正常運行和通訊網絡的實現、安全、穩定、暢通.為此設計中根據各種干擾源的情況，采取了以下抗干擾功能.

4．1 接地措施

計算機系統單獨接地，接地電阻小于1.0歐姆，與電氣接地分開，以防形成接地環在接地線上產生接地電流引起PLC誤動作。

4．2 模擬量輸入信號濾波

對系統模擬量輸入信號在進入PLC模擬量通道以前，先經過信號隔離器消除通道中的串模干擾，提高了通道的信躁比。

4．3 模擬量通道屏蔽

模擬量信號的輸入導線采用有內外屏蔽線的多芯雙絞線電纜，在橋架中分開敷設，單端接地,有效地衰減了高頻干擾,降低了輻射干擾和電磁偶合干擾，保證了有用信號正常傳輸.

4．4 通訊電纜設置

采用光纜通訊，防止對設備進行干擾，保證了系統的穩定性。

4．5設備安裝部置

PLC柜與動力柜分別安裝在不同的地點,PLC柜安裝在操作室,動力柜安裝在電氣室,這樣有效地減少了強電磁干擾.

5結束語

系統投運至今運行可靠，抗干擾技術的合理應用，保證了PLC設備和通訊網絡在惡劣環境下的安全運行，特別是控制系統改進后，提高了系統的自動化水平，為煉鋼贏得了寶貴的時間，同時也為設計和維護人員積累了寶貴的經驗。

參考文獻：

（1）潘新民、王燕芳微型計算機控制技術人民郵電出版社1999年

（2）皮壯行等可編程控制器系統設計與應用實例機械工業出版社2003年

plc技術論文范文第5篇

【關鍵詞】全自動洗衣機；PLC；編程設計；步進指令；運行功能

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

可編程控制器（PLC）是以計算機技術為核心的通用工業自動化裝置，它將傳統的繼電器控制系統與計算機技術結合在一起，具有高可靠性、靈活通用、易于編程和使用方便等特點，近年來在工業自動控制、機電一體化以及改造傳統產業等方面得到了廣泛的應用，被譽為現代工業生產自動化的三大支柱之首[1]。本論文針對全自動洗衣機的實際控制要求，運用三菱PLC技術中的經驗設計法，在I/O分配的基礎上，將整個全自動洗衣機實際控制系統分解為進水、攪拌、排水和清洗四個部分[2]，進行PLC梯形圖程序設計和程序功能分析。

2.控制要求

全自動洗衣機分為洗滌和清洗兩大工作過程，其工作周期和控制要求相同，故整個控制要求如下：

2.1 接通電源，開進水按鈕，等待到達額定水位，關進水閥門；

2.2 正轉洗3s停機1s反轉洗3s停機1s，反復100次；

2.3 開排水閥門，排水1min；

2.4 繼續開著排水閥門，高速正轉2min；

2.5 關排水閥門，開進水閥門，等待到達額定水位，關進水閥門；

2.6 正轉洗3s停機1s反轉洗3s停機1s，反復100次；

2.7 開排水閥門，排水1min；

2.8 繼續開著排水閥門，高速正轉2min停機。

3.I/O分配

全自動洗衣機的I/O分配，見表1。

4.I/O接線圖

5.狀態轉換圖

6.程序梯形圖

7.程序功能分析

7.1 洗衣機進水

當PLC處于等待狀態S0時，按下進水按鈕X0，計數器C1復位，同時狀態繼電器S20置位，輸出繼電器Y0得電，打開進水電磁閥；當到達額定水位X1時，狀態繼電器S21置位。

7.2 攪拌機正反轉

STL S21閉合后，輸出繼電器Y0失電，關進水電磁閥；同時輸出繼電器Y1得電，攪拌機開始正轉，3s之后，狀態繼電器S22置位，Y1失電攪拌機停止，1s之后，狀態繼電器S23置位，Y2得電攪拌機開始反轉，3s之后，狀態繼電器S24置位，Y2失電攪拌機停止，計數器C0計正反轉1次；當計數器C0未達到100次時，狀態繼電器S21置位，進入下一個攪拌正反轉周期。

7.3 洗衣機排水

當計數器C0達到100次時，狀態繼電器S25置位，輸出繼電器Y3得電，打開排水閥門，1min之后狀態繼電器S26置位，輸出繼電器Y3、Y4得電，打開排水閥門，并啟動高速正轉電動機，2min之后，計數器C1計數1次，排水完畢，洗濟周期結束。

7.4 洗衣機清洗周期

此時計數器C1未達到2次時，狀態繼電器S20置位，輸出繼電器Y0得電，打開進水電磁閥；當到達額定水位X1時，計數器C0復位，同時狀態繼電器S21置位，進入洗衣機清洗周期，完成攪拌機正反轉100次之后，再進行排水，排水完畢，計數器C1達到2次，PLC返回等待狀態S0。

8.結束語

以上全自動洗衣機的PLC程序經過上機模擬調試，與實際控制要求完全一致，方便實用。在程序設計上，本系統還可采用PLC基本指令編程法或經驗設計法。另外，由于論文篇幅原因，沒有繪制本系統的外部接線圖，讀者可對照I/O分配表進行設計（輸入接PLC內部工作電源，輸出接外部負載工作電源）。

參考文獻

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