毕业设计论文基于PLC对变压器的检测.doc
《毕业设计论文基于PLC对变压器的检测.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业设计论文基于PLC对变压器的检测.doc(21页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、江北师范大学本科生毕业论文第1章 绪论1.1 PLC的定义可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,简称PLC)。IEC对PLC的定义:PLC是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。 在工业生产过程中,大量的开关量顺序控制,并按照逻辑关系进行连锁保护的动作的控制,及大量离散量的数据采集。一些功能是通过电气控制系统来实现的。1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电气控制装置的要求
2、。第二年,美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,首次采用程序化的手段应用于电气控制,这就是第一代可编程序控制器,称Programmable Controller (PC)。个人计算机(简称PC)发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控制器的功能特点,可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller (PLC)。上世纪80年代至90年代中期,是PLC发展最快的时期,年增长率一直保持为30%40%。在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,PLC逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地
3、位的DCS系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应而广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。1.2 PLC控制系统的发展 现在,虽然出现了性能更加优越的DCS和FCS控制系统, PLC控制也终将会被先进的FCS控制所取代,但是目前以及今后相当长的一段时间,PLC还会与DCS和FCS共存,这主要基于以下原因: (1)现在企业的确正在朝着自动化、信息化、开放化的方向发展。(2)基于市场需求,许多软件厂商正在考虑如何利用企业已经成型的控制系统及新建的厂级网络,开发控制系统软,帮助企业实现工厂自功化、信息化,为企业提供控制系统与管理网络的集成。 (3)PLC的功能增强、结构优化,IO模块趋向分散化
4、、智能化,编程工具和编程语言更具标准化和高级化。 (4) PLC的联网通信能力增强,向高速度、多层次、大信息量、高可靠性及开放式的通信发展。 (5)PLC系统现场总线IO技术相结合,结构开放、扩展方便、技术先进、价格低廉。 由以上分析可以预见,未来PLC将朝着多功能化、集成化、智能化、标准化、开放化的方向发展,不断创新,在今后一段时间内将与其它先进控制方式并存,共同发展。1.3 PLC应用于故障诊断系统的发展PLC作为一种成熟稳定可靠的控制器,目前已经在工业控制中得到了越来越广泛的应用。PLC系统的设计直接影响着工业控制系统的安全可靠运行。一个完善的PLC系统除了能够正常运行,满足工业控制的要
5、求,还必须能在系统出现故障时及时进行故障诊断和故障处理。故障自诊断功能是工业控制系统的智能化的一个重要标志,对于工业控制具有较高的意义和实用价值。PLC是现在应用较多的一种控制装置,利用PLC丰富的内部资源及强大的功能指令,编制故障检测报警程序,不仅可以替代继电器实现相应功能,还可以提高工作可靠性及其系统的灵活性。PLC已被应用到机械制造、冶金、矿业、轻工等各个领域,大大推进了机电一体化进程,被人们称为现代工业控制三大支柱之一。21 江北师范大学本科生毕业论文第2章 S7-200 PLC简介可编程控制器(Programmable Logical Controller)是20世纪70年代以来以微
6、处理器为核心,综合计算机技术,自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型下业自动控制装置,由于它具有功能强,可靠性高,配置灵活,使用方便以及体积小,重量轻等优点,使其在自动化控制的各个领域得到了广泛的应用。近年来由于微电子技术的发展和进步,使具有完全功能的超人规模集成电路的价格日趋便宜,同样也促进可编程控制器成本大大降低。 2.1 PLC的选取本设计采用的机型是西门子生产的S7-200系PLC,下面对它进行简单介绍。德国西门子(SIEMENS)公司生产的可编程序控制器在我国的应用相当广泛,在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子(SIEMENS)公司的PLC产品包括LOGO,S7-200,
7、S7-300,S7-400,工业网络,HMI人机界面,工业软件等。 西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化,具有网络通信能力,功能更强,可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC (如S7-200),小规模性能要求的PLC (如S7-300)和中、高性能要求的PLC(如S7-400)等。2.2 SIMTIC S7-200 PLC简介 S7-200是超小型化的PLC,它适用于各行各业,各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200的强大功能使其无论单机运行,或连成网络都能实现复杂的控制功能。SIMATIC S7-200系统由硬件和工业软件两大部分构成,如图3-1所示。计算机工业软件CP
8、U主机EM1扩展模块EM2扩展模块EMn扩展模块文本显示器触摸屏通信及网络其他 图3-1 S7-200PLC系统组成2.3 S7-200系列PLC的配置 S7-200系列PLC可提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元。其系统构成包括基本单元、扩展单元、CPU、连接设备等。2.3.1 基本单元S7-200系PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用,其输入输出点数的分配见表1-1。表1-1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元型号输入点输出点可带扩展模块数S7-200CPU22164S7-200CPU222862个扩展模块78路数字量I/O点或10路模拟量I/O点S7-
9、200CPU22414107个扩展模块168路数字量I/O点或35路模拟量 I/O点S7-200CPU22624162个扩展模块248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点S7-200CPU226XM24162个扩展模块248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点2.3.2 扩展单元S7-200系列PLC主要有6种扩展单元,与基本单元相连接使用,用于扩展I/O点数,S7-200系列PLC扩展单元型号及输入输出点数的分配如表1-2所示。表1-2 S7-200系列PLC扩展单元型号及输入输出点数类型型号输入点输出点数字量扩展模块EM2218无EM222无8EM2234/8/164/8/16模拟量扩
10、展模块EM2313无EM232无2EM23531江北师范大学本科生毕业论文2.3.3 CPU的构成CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用。每套PLC至少有一个 CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路。CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。C
11、PU的控制器控制CPU工作,由它读取指令、解释指令及执行指令。运算器用于进行数字或逻辑运算,在控制器指挥下工作。寄存器参与运算,并存储运算的中间结果,它也是在控制器指挥下工作。SIMATIC S7-200系统CPU 22X系列PLC主机(CPU模块)的外形,如图3-2所示。图3-2 S7-200主机结构2.3.4 连接设备2.4 可编程序控制器PLC的分类 PLC产品种类繁多,其规格和性能也各不相同。对PLC的分类,通常根据其结构形式的不同、功能的差异和I/O点数的多少等进行大致分类。(1) 按结构形式分类根据PLC的结构形式,可将PLC分为整体式和模块式两类。(2)按功能分类根据PLC所具有
12、的功能不同,可将PLC分为低、中、高三档。(3)按I/O点数分类根据PLC的多少,可将PLC分为小型、中型和大型三种。2.5 机型的选择 1PLC的类型 PLC按结构分为整体型和模块型两类,按应用环境分为现场安装和控制室安装两类;按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发,通常可按控制功能或输入输出点数选型。2输入输出模块的选择 输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块 ,应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块,应考虑选用的输出模块类型,通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点;
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 毕业设计 论文 基于 PLC 变压器 检测
链接地址:https://www.31ppt.com/p-4857526.html