plc技术论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇plc技术论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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2plc技术的优点

作为微机技术和传统继电接触控制技术相互结合的产物，PLC技术克服了继电接触控制系统中机械触点接线复杂、可靠性低、功耗高、灵活性差等缺点，充分利用了微处理器的优势，具体包括以下优点。

2.1功能完善

当前，PLC产品的规模和型号非常丰富，可以满足各种工业控制的需要，而且具有非常完善的逻辑处理和数据运算功能，被广泛应用于各种数字控制领域。

2.2可靠性高

在PLC的生产过程中，采取了先进的内部抗干扰技术，极大地提高了系统的可靠性。同时，PLC具备相应的自我检测能力，一旦发现硬件故障，可以及时发出警报信号，提醒相关人员处理故障，因此，PLC控制系统具备很高的可靠性。

2.3编程语言简单

作为一种工控计算机，PLC的接口相对简单，编程容易，其使用的梯形图语言编程对工作人员的专业技能要求较低，不需要面对复杂的汇编语言，即使那些不熟悉计算机的人员也可以轻松上手。

2.4维护方便

在PLC技术中，以存储逻辑代替了接线逻辑，极大地降低了装置外部的接线数量，减少了系统的建设周期，同时，也在一定程度上降低了设计难度，以便于系统的维护和管理。不仅如此，PLC可以实现在线编程，转变生产过程，被广泛应用于多品种、小批量的工业生产控制中。

3PLC技术在电力工程中的应用

在电力工程中，PLC技术的应用主要表现在以下几个方面。

3.1开关量控制

开关量控制包括以下两方面的内容。

3.1.1断路器控制

在传统的电力自动化控制系统中，对断路器的控制多是采用继电器控制的方式，需要使用大量的电磁继电器，存在许多触点和联接点，进而降低了系统的可靠性。而PLC技术的应用和普及，使得软继电器逐渐代替了继电元件，极大地提高了控制系统的可靠性。在PLC控制系统中，操作人员只需要执行一些非常简单的工作，比如分闸、合闸等，系统就会自动根据实际运行状况，给出正确的操作信号。同时，在系统出现故障时，会自动跳闸，并发出相应的报警信号。而且，PLC控制系统不需要进行复杂的二次接线，可以有效地降低接线失误率，大大减少维护检修的工作量。

3.1.2备用电源自动投入装置

备用电源自动投入装置的主要功能是提高供电系统的可靠性，被广泛应用于大型企业的供电系统中。在原有的备用电源投入系统中，多采用手动或自动供回电线路的方式供电，在投切过程中，会出现几秒钟的断电时间，影响供电的连续性和可靠性。而应用PLC，可以实现对备用电源自动投入装置的控制，可以根据系统的实际情况进行抗干扰，具有可靠性高、操作简单、接线方便等优点。

3.2顺序控制

在原有的电力工程中，控制系统一般都是采用继电器控制，而随着PLC技术的发展，高性能的PLC控制系统逐渐取代了继电器控制。在实际应用中，PLC不仅能够全面调节整个电力工程，也可以控制部分电路。同时，PLC控制器属于远方终端单元，可以利用远程控制的方式控制变电站现场的RTU装置，实现对各种开关状态量的采集和处理，并通过相应的反馈环节获得故障信息，以便及时处理和解决其中存在的问题和故障，以保证电力系统的安全、稳定运行。

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2高职《PLC应用技术》课程教学过程中存在的主要问题

第一，教学理念落后，特色不够明显。目前，在实际教学中，教师一般只注重理论知识的讲授，过于注重在理论知识体系方面的完整性，而很少注意到实际操作的联系，以及项目系统设计方面的问题，这也就意味着教师忽视了高职教育的主要目标，忽视了对学生实际操作以及技术应用方面的能力的培养。在一定程度上脱离了高职院校的办学目标。第二，教材内容分配不合理。虽然图书市场上有关PLC应用技术的书籍有很多，但是并不是每一本都能够适合对高职院校学生的应用，而且真正能够符合高职院校教学目标的教材还很少，很多高职院校使用的是本科院校所应用的教材，这种教材在很大程度上是缺乏实践环节的，并不能很好的反应高职院校的特点，不能培养出掌握专业技能的应用型人才。因此，应对教材进行新的改版以及组织安排。第三，师资队伍对教学模式的适应力差。在新时期，教师一般都沿用传统的教学方式，没有根据社会的要求，没有根据企业的实际需求进行适当的教学改革，而传统的教学模式是难以适应新时期的学生的，难以吸引学生的注意力，激发学生的学习热情。

3实际教学的方法

3.1项目驱动教学法

在教学过程中加入项目教学，将教与学有机结合起来，可以通过项目驱动教学的方法，以任务来驱动学生进行学习，在完成任务的过程中掌握相关知识以及操作技能。教师可以项目来为学生安排一定的任务，让学生的学习更具目的性，使学生通过项目调研、实施、验收等相关环节来的训练来学习相关专业知识，在实践中对知识的学习会更加牢固，而且，还可以让学生在实践中提高发现问题、分析问题、解决问题的能力。通过项目实践培养学生的专业技能以及综合应用能力。

3.2现场教学法

有条件的学校可以为学生安排一些现场参观、实训的机会，让学生在实训场或者生产一线来进行学习，通过理论与实践的有机结合，来促进学生的感谢认识，有效提高学生的理解能力，而且现场教学法可以帮助教师将抽象的理论知识具体为现场实践，让学生更容易理解。

3.3案例教学法

教师可以根据自己多年的教学以及研究经验的积累，为学生讲解一些企业的实际案例，通过实际案例来将抽象的知识具体化，使一些专业的概念、理论更加简单、形象，更容易理解，还能够提高学生的学习热情，激发其学习的主动性与积极性。让学生通过对具体案例的理解来提高其识别问题、分析问题的能力。

4PLC应用技术教学改革的主要措施

4.1改变教学理念

要想进行教学实践的改革，教师首先要做的就是改变原有的传统观念的束缚，要充分了解高职院校的教学目标，结合社会的需要以及企业的需求来对学生进行培养教育。在教学中，抛弃传统的灌输式的教学，要加强对实践能力的培养，有效协调知识、能力、素质三者之间的关系。

4.2改革教学环境

加强对师资队伍的培养、提高。可以鼓励教师到生产一线工作一段时间，让教师不仅有效理解理论知识，还具有一定的实际动手能力，掌握基本的操作技能，通过自己的实践经验来全方位的对学生进行培养。同时高职院校还可以聘请一些在相关领域具有丰富经验的技术人员来对学生进行教学。教师在教学实践中应加强对多媒体资源的利用，向学生讲授一些前沿的专业知识，紧跟时代步伐。

4.3改革考核方式

在课程教学之后的考核对学生的学习有一定的导向作用，因此需要对考核方式进行改革，可以将课程知识的学习与实践结合起来，增加实践课程的比重，还可以与一些职业资格的认证进行接轨，建立综合的评价体系。

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二、远程通信控制与系统控制中PLC技术的应用

目前，在自动化控制系统中，PLC技术不仅在其他继续结构控制中应用，同时还在自动化系统本身的控制中得到应用，也可以说，PLC技术能在本身系统中采取逻辑错误纠正以及故障排查，这样才能保证自动化控制系统运行的稳定性。在工业自动化的实际生产中，设备所进行的每个动作都会有相应的自动化系统进行控制，并且应用系统检测装置会进一步调整执行期间所出现的累积误差，一旦设备的运行情况发生异常，PLC整个系统的逻辑关系就会发生混乱，通过发生混乱现象的逻辑关系，PLC控制系统就会自行诊断故障，并且报警。在不同系统间PLC进行远程信息控制的过程中，只要确保信息传输界面同互联网通信模块之间的正确性，PLC技术便能稳定的进行远程通信。

三、逻辑运算中PLC技术的应用

PLC在自动化控制系统中，数据处理与逻辑运算有着比较重要的作用，例如运算功能、数据筛查功能、数据传输功能、数据转换功能、数据位处理功能以及控制开关量等。利用PLC运算功能，进而对生产数据进行处理，比如数据的分析、采集以及工作总结等，目前大部分的造纸工业、冶金以及食品等都是通过PLC对数据信息进行监控。通过PLC控制开关量，可以使软接触点得到有效的增加，进而使工业自动化系统质量得以提升，企业能够节省大量的物力成本与人力成本，对比传统意义上继电器，其可靠性较好、操作简单、便于维修、迅速控制，目前基本上能替代大多数的继电器。

四、生产系统自动化控制中PLC技术的应用

在自动化生产的过程中，通常PLC是利用主机模块、位置控制模块、模拟参数控制模块、工//0界面模块、通信模块以及计数模块对工业自动化生产进行控制。在实际的工业生产过程中，PLC技术可以利用对于生产过程的了解，并且按照实际生产过程中需要控制的监控对象与动作对象，优化组合以及合理调整PLC系统中的相关控制模块，进而通过最合理方式与最少模块构建功能完善且全面的一个自动化控制系统，这样才能确保生产中灵活调整控制以及生产中的准确运行。在运行PLC控制系统的过程中，对参数模块功能的模拟是在监控整个生产的过程，并且将控制语句传输到监控仪表，进而对控制精度进行改善，比如，热处理日常运行的维护，锅炉温度升降控制或者是保温工作等等。目前世界上的大部分国家，都已经利用PLC技术完成机械工程自动化的相关标准设备，这一技术的应用范围比较广，覆盖到食品、娱乐、交通、化工以及冶金等全部轻重工业，在自动化领域中使用最为重要，也是用途最为广泛的控制设备。仅在2009年全国PLC的生产件数就己经达到了1500万件，到2010年时，其产量突破了1800万件，2011年时产品最终数量达到2300万件，到目前为止呈现为持续增长的趋势。

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[1]郭鹏，李悦，高文彬.三菱Q系列PLC与FX系列PLC基于CC-Link通讯在轮胎设备中的应用[J].橡胶科技市场，2007（02），13～16.

[2]范明锦.三菱Q系列PLC与FX系列PLC的通讯[J].科技致富向导，2011（23），190～191.

[3]王辉.三菱电机通讯网络应用指南[M].北京：北京工业出版社，2010.

[4]曹惠彬.电力线通信（PLC）技术综述[J].电力系统通信，2004，（1）.

[5]戚佳金，陈雪萍，刘晓胜.低压电力线载波通信技术研究进展[J].电网技术，2010，（5）.

[6]程晓荣.宽带电力线通信信道特性及网管技术研究[D].华北电力大学（保定），2006.

[7]康恩婷.宽带电力线信道特性及OFDM性能的分析与研究[D].华北电力大学（保定），2005.

[8]俞王杰.自组织窄带电力线通信网络MAC机制研究[D].北京邮电大学，2015.

[9]汪涛.宽带电力线通信MAC层协议优化及仿真平台搭

plc毕业论文参考文献：

[1]拾以超.仿真软件在PLC教学中的应用[J].机电技术，2011，05：149-151.

[2]姜坤.浅谈PLC仿真软件在PLC教学中的应用[J].电子世界，2012，07：167-169.

[3]叶坚.PLC仿真软件在PLC教学中的应用探讨[J].无线互联科技，2013，06：238.

[4]潘春玲.仿真软件在PLC教学中的应用[J].佳木斯教育学院学报，2014，02：265-269.

[5]刘佳.PLC技术在电气自动化控制中的运用[J].信息记录材料，2016，（04）：11.

plc毕业论文参考文献：

[1]孙晓峰.基于PLC的输煤程控系统改造[J].自动化应用，2010(2).

[2]王占彬.PLC控制网络在火力发电厂输煤控制系统的应用[J].中国电力教育，2009(S1).

[3]张金姣.基于组态技术的PLC电厂输煤控制系统的仿真[J].湖北工业大学学报，2009(4).

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1 引言

现代工业生产中越来越多的应用到PLC系统参与生产控制，使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。要使PLC能正常工作，通常编程器（ProGrammer-PG)是必需的，程序首先是在PG内完成编制，然后通过通讯联接下载到PLC以使PLC运行。同时，也可以通过PG来监视PLC的运行过程及运行状态。对于工厂的部分技术人员来说，就经常需要使用PG与PLC建立在线连接读取一些数据或者对现有程序进行局部修改，而且当PLC系统需要更换CPU模块时，也必须使用PG连接到CPU端口上将运行程序写入CPU存储器内，因此，PG与PLC系统CPU的正确在线连接就显得尤为重要了。西门子PG可以是专用编程电脑，也可以是普通电脑加上编程软件包及相应接口，编程软件包为STEP 7 编程系统，具有强大的人机操作界面，采用的是WINDOWS视窗操作系统，使用者很容易掌握。本文就笔者在实际工作中使用西门子产品时遇到的几类典型连接故障以及对故障的解决方法进行了阐述，希望对相关人员能有帮助。

2 故障类型和解决方法

（1）硬件组态中模板组态错误

这一类型的故障一般发生在设备安装阶段及模板更换期间，也是最容易查找的故障。此时需要检查机架上插入的模板与硬件组态中的模板型号是否一致，如果模板存在组态错误，可能导致系统数据下载失败，系统也会报如下错误信息：

Download(13:4589)

The system data could not be loaded on the module…atstation…SDB 200 could not be loaded.

解决方法：必须确保硬件组态中模板的订货号与实际一致，如CPU315-2DP的订货号为6ES7315-2AF03-0AB0。然后保存编译硬件组态后重新执行连接、装载即可。

（2）地址组态错误

如果硬件组态中配置的MPI或PROFIBUS的地址与CPU的节点地址不一致，用户可能会看到如下的错误信息：

Download(33:16656)

“Online:Connection could not beestablished.The connection partner is not responding.”

解决方法：此时就需要检查硬件组态中的地址信息，如组态信息中显示“MPI=2”，则说明在硬件组态中CPU的MPI地址也需设置为2，否则PG在与PLC在线连接时会出现错误而导致无法建立连接。（3）PG/PC接口设置配置错误

一般来说，PG在与PLC连接时首先需要对接口参数进行相应的配置，如果PG/PC接口参数设置与在线连接的模板通信接口不相匹配，或者该接口未安装，用户会看到如下的错误信息：

Load(288:47) “Unable to reach the module…via theonline interface”.

解决方法：使用PG上安装的STEP 7软件中菜单命令“Tools>Set PG/PC interface…”打开PG/PC接口(如图1)，在窗口中检查是否为在线连接设置的接口正确，一般这个接口设置是根据PG与PLC在线连接是采用的何种通信接口而决定，PG与PLC在线连接常用的通信接口和连接线一般有三种：MPI接口、PROFIBUS-DP接口和RJ45接口，前两种接口使用的连接线为专用双绞线，RJ45接口即为普通网线连接。因此根据西门子通信协议的规定在菜单中选择相对应的通信协议即可建立在线连接实现数据的上传和下载了。

当然如果在菜单中没有找到自己所需要的接口通信协议，则点击“Select”按钮进入弹出的对话框选择自己所需的接口协议安装，安装完成后，窗口便会显示此接口协议，点击选择即可。

（4）通信波特率设置与实际网络接口通信波特率设置不匹配

在电子通信领域，波特率即调制速率，指的是信号被调制以后在单位时间内的波特数，即单位时间内载波参数变化的次数。它是对信号传输速率的一种度量，通常以“波特每秒”（Bps）为单位。如果将调制解调器的波特率设置为高于其他的调制解调器的波特率，则较快的调制解调器通常要改变其波特率以匹配速度较慢的调制解调器。免费论文，PG。

如果系统硬件组态中通信波特率设置与实际网络接口通信波特率设置不匹配时，则会出现如下错误信息：

Load in module(33:17075)

“Online :The local MPI address for the programmingdevice/PC is higher than the maximum node address or the wrong transmissionrate or wrong interrupt is set”.

解决方法：使用PG上安装的STEP 7软件中菜单命令“Tools>Set PG/PC interface…”打开PG/PC接口设置并点击“Diagnostics…”按钮(如图2)，使用“Tset”按钮可以进行MPI/PROFIBUS网络诊断。

根据诊断结果就可以判断出波特率的设置是否合适，如需要修改波特率设置参数，则在“Set PG/PC interface”操作界面上点击“Properties”按钮，在弹出的对话框中选择正确或合适的网络传输波特率（如图3）。免费论文，PG。免费论文，PG。

3 结束语

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1． 前言

随着发电技术迅猛发展目前新建火电机组单机容量600MW属于主流，我公司三四期扩建工程装机容量为4×600MW。论文大全，自动。面对如此规模的发电机组对煤炭的需求量也就越来越大，对输煤等公用系统的自动化控制要求也就越来越高。论文大全，自动。考虑机组容量对用煤量的问题，为了避免一条卸煤和上煤通路成为瓶颈耽误正常生产，设计了两条上煤通路，在正常情况下的运行方式是双路如果在其中一条有缺陷需要停运处理时就得单路运行这主要是考虑设备运行的稳定性。

2． PACSystem 控制系统介绍

利港电厂为三四期扩建工程配套输煤系统所使用的控制系统为 GE FANUC公司在2003年推出的新的可编程自动化控制器PACSYSTEMRX7I .虽然PAC形式与PLC相似, 但PAC系统的性能却广泛全面得多.它是一种多功能控制器平台,包含了多种用户可以按照自己的意愿组合,搭配和实施的技术和产品.

2.1）控制系统

本系统使用了两套GE 公司的PACSystem RX7i系列PLC，(RX 代表机架式安装,7代表基于90-70架构, i代表智能化意思)，互为热备用即CPU冗余。为了避免同时失电，两个机架的电源都取UPS电源。其处理器的型号700 MHz Pentium，内存10MB和10MB FLASH。另外CPU冗余使用了一种新技术—映射内存,如果在一个内存中写入数据,它们会立即在其它内存中映射出来.它是一种光纤环和独立设备.这体现了冗余备份技术的可用性和可靠性.在实际生产运用中我们两个使CPU中的程序完全一样，采集信息、处理程序、发出命令由主CPU完成，备用CPU在实时跟踪主CPU工作。一旦主CPU失电或者通讯中断，备用CPU将代替主CPU继续完成工作。　主机通过以太网同PC机相连进行数据交换，由CPU通过判断采集的输入信号，经过预先编制好的程序进行运算处理后，再通过输出模块发出命令，来达到控制的目的。

3. 现场控制系统

3.1）系统控制对象

本套输煤系统的主要控制对象有：皮带机24条（其中4#A/B皮带可双向运行），卸船机2台，十个环式布料机和十个环式给料机，滚轴筛4台，碎煤机4台，取样装置两套，圆盘电磁除铁器10台，皮带称4套，，电动三通挡板2个，移动伸缩头4个，除尘器24个。

3.2）人机接口系统

本系统由两台操作员站(POS)，一台工程师站(EDS),一台服务器,及相应的通讯网络组成.两台工控机可互为备用,EDS 是对输煤系统运用软件,进行开发管理的工具,与编程软件一起完成所有的工程设计,组态修改,文档服务,现场调试和系统维护等任务。服务器用于对过程数据进行实时采集、记录、处理、存储并生成一定格式的报表等数据以便于运行监视、历史分析等管理工作.各工作站使用普通网线同以太网交换机相连，通过以太网通讯模块同PLC主机进行通讯。所有的数据显示和操作都可以在操作员上位机上完成，并且还有报警，历史趋势和报表功能，给操作人员提供最完备的使用环境。论文大全，自动。

3.3）远程系统

本系统设置了八个I/O远程站，通过光缆经光电转换器与主/从站的总线控制器相连。这种应用方式极大地减少了控制电缆的数量和长度，减少了因电缆过长而引起的接地或接线不良等故障，也减少了费用的投入。另外采用光缆连接远程站的通讯方式，使得通讯距离比应用同轴电缆通讯长了很多，并且消除了电压、电流的干扰，提高了数据传输的品质。每一套系统通过四块IC697BEM731总线控制器与现场Genius BIU(IC670BI002)总线接口单元连接，构成一个简洁Genius 网络。这个时候我们可以通过Genius 网络特性一览表决定终端电阻等。我们可以从网络组态图上可以看出基本上每个转运站都有两个BIU，每个BIU可以管理多种类型的I/0模块，热电阻和热电偶模块。我厂在现场主要采用的是IC670MDL640输入模件，IC670MDL740输出模件，IC670ALG240模拟量输入模块及 IC670ALG620 RTD模块。对于BIU 和I/O模块我们都可以通过HHM手持式监视器进行配置。

4） 构成局域网主要软硬件

4.1 软件系统

4.1.1）上位机监控软件

本系统的上位监控软件选用的是GE公司的CIMPLICITY HMI 6.1作为开发平台，利用该软件的变量存档编辑器和报表设计器，可以很方便地为运行用户过程数据生成用户档案并生成报表。利用ODBC功能，把所有设备的报警和人员的操作都记录下来，通过声音通知操作人员，以便使操作人员能够立即进行处理，并给日后事故原因的分析创造有利条件。报表的数据量目前保留一个月，通过ODBC功能存放在服务器中（服务器所用软件为SQL2000）

4.1.2）PLC编程软件

PLC编程软件采用GE公司的Proficy Machine Edition5.0（包含编程软件、组态软件）作为编程调试软件的开发平台。论文大全，自动。使用梯形图编程方式，这种软件的优点是有强大的功能块系统，并且由于集成了组态通讯等功能对于我们使用者是相当方便的。另外当时上位机软件也采用GE公司的HMI，作为画面开发平台它虽然不属于主流开发软件，但我们考虑到与PLC良好的兼容性通过和INTOUCH软件比较后觉得还是采用同一家公司的软件比较好。

4.2) 硬件系统

操作员站配置客户机2台.长期放置于值班员操作台,POS客户机采用DELL台式PC.工程师站配置服务器一台,服务器采用DELL服务器.安装软件为基于微软 Windows XP 操作系统上的SQL2000 数据库软件,一台DELL 台式PC机

5） 使用注意问题

a) 控制好温度

PLC正常工作要求的环境温度在0-55°C之间。在安装PLC时应使其尽量远离发热量在的元件，并给PLC四周留足足够的通风散热空间。PLC的基本单元和扩展单元之间要留有30mm以上间隔。PLC机架上要安装风扇，在夏天最好装设空气调节器，以降低PLC运行时的环境温度。

b) 保证供电电源质量

PLC设备使用的供电电源为50HZ、220（1±10）V的交流电。考虑到设备持续运行的问题一般考虑接入UPS电源。论文大全，自动。

c) 提供良好的接地

良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。论文大全，自动。PLC的接地线与机器的接地端相接，扩展单元其接地点与基本单元的接地点接在一起。并使用专用地线（独立的接地装置），接地点应尽可能靠近PLC。

6） 结束语

这套系统目前已经运行了两年时间了，根据实际的运行情况证明：整个系统安全可靠，稳定性高，控制灵活性强。随着计算机和PLC技术的提高，输煤系统的自动化水平也在不断提高，目前已经做到了把相对分散的各个设备统一集中到一起进行远程控制，表明了目前自动化水平的提高。相信随着我国电力工业的发展和计算机、PLC硬件及软件水平的不断提高，程序控制作为输煤系统的主要控制方式，在火力发电厂将得到更加广泛的应用。

参考文献

PACsystem中文手册

网站www．ctrlink．com．cn以太网须知介绍

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中图分类号：TN77文献标识码：A

1引言

提升机在矿井生产中素有咽喉设备之称，提升机对于矿井的安全生产有着至关重要的作用。提升机电力传动系统复杂，控制系统要实现的控制功能较多，因此对于提升机的控制系统的设计，需要能够满足提升机频繁制动和不同工作状态相互转换的功能需求。针对提升机如此复杂的控制要求，传统的电气控制难以实现，因此，必须借助于PLC自动控制实现。

本论文主要结合西门子S7-300在副井提升机自动控制系统上的应用，对提升机自动控制系统进行详细的分析设计研究，以期从中能够找到合理可靠的提升机控制系统设计应用方法，并以此和广大同行分享。

2矿井提升机控制系统应用现状分析

(1) 我国提升机控制技术应用现状

我国矿井提升机一直承担着井下与地面之间输送人员或者货物的重任，因此一直素有矿井咽喉设备之称。我国矿井提升机控制技术相较于国外处于落后阶段，国外已经发展到智能实时监控提升机并实现故障智能诊断技术，而目前我国提升机控制系统的技术，还普遍停留在原始的电气控制阶段，对于数字化控制技术、计算机智能控制技术目前还处于研究探索阶段。纵观我国的提升机电控系统控制技术的应用，发展缓慢，多数是借鉴或者仿制国外的电控系统，并且电控系统在实际应用中也存在一定的问题。

(2) 我国提升机控制系统应用中存在的问题

① 我国提升机电控系统没有专业的生产厂家。这是我国目前提升机控制系统和控制技术发展的最大瓶颈。我国的提升机电控系统，要么直接从国外公司进口，这样成本十分高昂，且后期设备维护维修十分不便；国内现有的提升机电控系统均是高校科研院所自发研制的电控系统，多数并不具备通用性。

② 我国提升机电控技术落后。目前仅仅在一些大型煤矿上的先进提升机才采用了计算机、PLC或者数字控制技术，传统的提升机电控系统都是采用电气化控制系统，继电器、接触器控制广泛使用，导致能耗过高，控制不可靠，严重制约了我国提升机电控系统的发展应用。

③ 我国提升机控制系统安全性和可靠性较差。目前我国矿井提升机仅仅在上下井口端采用切除电阻的方法实现提升机运行速度的制动，制动能耗过高，造成提升机电控系统负荷太大，由此导致我国提升机控制系统安全性和可靠性较差。对于提升机运行过程中的关键工作参数、状态参数及运行参数根本没有实现实时监控，经常发生过卷或者超速等安全事故。

鉴于以上问题，我国必须要大力发展提升机在运行过程中的电控系统的自动化、智能化控制，逐步形成具有自主知识产权的提升机电控系统。

3西门子S7-300在副井提升机上的应用分析

3.1 基于PLC的控制系统设计

利用西门子S7-300构建提升机电控系统，根据提升机的工作模块，将PLC电控以网络化模式进行布控，分为主控PLC、监控PLC和信号PLC三个主从式控制PLC，其具体结构原理图如图1所示。

如图1所示，信号PLC作为整个电控系统的信号管理站，负责对提升机工作过程中的状态参数、环境参数及其必要参数做信号管理，统一发送至控制主站；监控PLC主要对提升机的关键控制参数，如井深、进口提升速度等指标进行实时监控，并受主控PLC统一调度管理；主控PLC一方面实现对监控PLC和信号PLC的控制管理，并对由监控PLC和信号PLC发送过来的数据信号进行整合管理，并发送至上位机进行集中管理、显示、数据存储等功能，以提高提升机工作过程的管理效率；另一方面主控PLC通过交流变频调速装置实现对同步电机的控制，进而实现提升机速度的电气化控制，同时将提升机的工作参数再反馈回信号PLC和监控PLC，从而实现了PLC网络控制系统对提升机的闭环控制。

3.2 基于PLC实现的提升机速度控制应用

提升机控制系统最为关键、也是最难实现的技术要点，就是对提升机运行速度的控制。借助于西门子S7-300的PLC，能够很方便的实现对提升机速度的控制。

基于PLC实现的提升机运行速度的具体控制方案设计如下：

(1)（1）在井口与井底分别放置接近传感器，一旦提升机到达接近传感器，即可认定提升机即将到达井口或者井底，从而进入预定的制动阶段。

(2)（2）利用光电传感器和深度指示器配合使用，实时监控提升机当前所处巷道中的位置，并将位置转化为数字量传送至监控PLC，利用监控PLC与主控PLC的通信实现对提升机位置的实时监控。

(3)（3）一旦提升机触发接近传感器，由主控PLC发出调速指令给交流变频调速装置，由交流变频调速装置实现对电机转速的调节，进而实现对提升机运行速度的调节与控制。

(4)（4）主控PLC利用监控PLC监测到的提升机当前运行速度与深度指示器的位置信号进行交叉运算，得出调速幅度，并将调速幅度指令传输给交流变频调速装置，从而实现无极调速；另一方面，监控PLC通过实时监测提升机的运行速度并反馈回主控PLC，主控PLC根据反馈回来的运行速度和程序中的预设值进行对比，结合PID调节算法实现对提升机运行速度的闭环调节与控制。

结语

提升机作为矿井安全生产的枢纽设备，其安全性对于整个矿山生产的安全起着举足轻重的作用。我国目前提升机电控系统理论研究较为深入，但是实际技术应用还有待进一步提高和挖掘。本论文结合西门子PLC对提升机控制系统进行了设计分析，对于提升机电控系统及其控制技术的应用研究，不论是在理论研究方面，还是在实际技术应用方面，都具有一定的指导意义。当然，关于提升机电控系统方面的更多技术，还有赖于广大矿井科技工作人员的共同努力，才能够最终实现我国提升机电控系统及其控制技术的提高应用。

参考文献

[1]姚书波.浅议我国矿井提升机电气传动系统的发展[J].科技信息,2007,(19):227.

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设计要求：1、安装资料及要求。包括：平面图；用电负荷情况；供电电源情况；气象及水文资料等。

2、选子：位置、型号的选择

3、土建施工

4、设备安装

课题二、小电流接地系统的故障选线的研究

指导老师：戴胜坤 地故障时，故障特点不是非常明显，故障选线就显得很有必要，所以，要求学生

比较详细的了解国内外小电流接地系统故障选线的研究现状和研究方法，对现有

的选线方法进行总结并加以改进，找到适合的故障选线的方法；3、 利用ATP的仿真软件对小电流接地系统进行仿真；4、撰写毕业论文。

课题三、64点温度监测与控制系统的设计

指导老师：游佳

设计内容：64点温度监测与控制系统针对室温环境下的温度监控，如大型机组的轴温，大型变压器油温，化学反应过程，环境测试等。控制核心采用微处理器或单片机，监测64点温度，温度范围0～100℃，采用半导体温度传感器AD590，按矩阵方式切换输入信号。输出8路开关控制信号和2路PWM模拟信号（具备PID控制能力）。同时要求利用微处理器或单片机的已有通讯接口或其它工业控制网络实现数据上传和控制。

设计要求：1.总体方案设计，需要提出至少两种切实可行的方案，并加以比较，选择一种最优方案；

2.根据总体方案设计硬件电路，需要有理论依据，有分析计算过程，选择的主要元件要有原理和说明，所有元件必须有型号和参数；

3.软件设计，使用汇编语言或C语言编成。主要软件必须能在设计制作的硬件电路上正确运行 ，且能够显示被测试对象的温度；

4.制作硬件电路，调试硬件和软件，完成温度检测与测试点切换，实现温度上传并在屏幕上显示或存盘；

5.撰写毕业论文，严格按照毕业论文标准，论文引用其它文章和相关技术资料不得多于40%。

课题四、 用8051单片机设计一交通信号灯模拟控制系统的设计

指导老师：潘纹

一、设计任务与要求：

用单片机8051设计一个十字路口的红、绿、黄交通信号灯控制系统，要求如下：

1）用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。考虑到学生设计时的难度，只考虑一条道路相对的两个方向，每个方向有红、绿、黄三个灯。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，每隔30秒红绿灯交替变化。在每次由绿灯亮变成红灯亮或者由红灯亮变成绿灯亮的交替变化转换时要求黄灯闪烁5秒，给行驶中的车辆有时间停靠到禁行线之外。

2）能实现正常的计时显示功能。用倒计时方法显示红灯、绿灯、黄灯还需亮的时间。

3）能实现控制器总清零功能。 按下某个键后，系统实现总清零，计数器由初始状态开始计数，对应状态的指示灯亮。 二、根据设计任务与要求：画出设计总电路图，写出设计程序。

课题五、单片机步进电机控制器的设计

指导教师：游佳

设计要求:1.用MCS-51单片机,通过软件编程,设计一个步进电机控制器。要求能对步进电机实现正、反转及速度控制，同时能对步进电机进行位置控制，即能控制步进电机从一个位置精确地运行到另一个位置。

课题六、传感器在机电一体化系统中的应用及发展的研究

指导老师：周小薇

论文要求：1.了解传感器在机电一体化系统中的作用及地位

2.机电一体化系统中常用传感器的类型、特点、结构及用途等

3.如何为机电一体化系统选择传感器（举例说明）

4.机电一体化系统中常用传感器的发展

相关知识：本课题要求学生综合《传感器技术》《机电一体化技术》《控制电机》等相关知识进行编写。

课题七、水轮机制动系统的设计

指导老师：周小薇

设计要求：

掌握一定的电气控制技术的基础知识，可以利用PLC进行编程，并且对气压传动和液压传动有一定的了解。还要求能够运用基本的绘图软件进行绘图。

设计内容：

本设计共有三个部分：电气控制部分、流体控制部分、PLC编程部分。

（一）电气控制部分设计任务： 2.24点制动闸动作后向PLC发出制动成功或复位信号

3.压力站气路压力数显示向PLC发出4～20mA的模拟信号

4.根据PLC传送来的4～20mA的模拟信号，显示相应的转速。

（二）流体控制部分设计任务：

采用节流阀控制流量，水份分离器净化空气，两个三通换向阀分别控制汽缸的上、下腔；气液混用三通球阀进行气、油的转换控制，多块压力表可直接读数等。

（三）PLC编程部分设计任务：

根据给出的梯形图进行编程。

课题八、毕业设计题目：恒压供水系统设计

指导教师：黄卫庭

构成：PLC系统、变频器、检测保护电路、转速测量等环节

要求：1、采用PWM变频调速

2、有具体结构图及外形图

3、选用元器件合适

4、有控制电路图、主电路原理图、PLC程序框图和清单

[注意：选题要结合实际供水工作。要求写明本设计所涉及的分析方法或技术手段（如定性、定量分析的方法）；要求有学生独立的见解，设计内容要详细写明具体步骤]。

课题九、两种液体混合的设计

指导老师：叶俊 一、控制要求

1．初始状

此时各阀门关闭，容器是空的。 SL1=SL2=SL3=OFF

M＝OFF

二、起动操作

按下起动按钮，开始下列操作： (2)液体B流入，液面达到SL1时，YV2=OFF，M＝ON，开始搅拌；

(3)混合液体搅拌均匀后（设时间为l0s），M＝OFF，YV3＝ON，放出混合液体；

(4)当液体下降到名 SL2时，SL2从ON变为OFF，再过20s后容器放空，关闭YV3，YV3=OFF，完成一个操作周期；

(5)只要没按停止按钮，则自动进入下一操作周期。·

三、停止操作

按一下停止按钮，则在当前混合操作周期结束后，才停止操作，使系统停止于初始状态。

四、要求：用欧姆龙型PLC技术设计

课题十、机械手控制的设计

指导老师：叶俊

一、机械手工作过程，且每次循环动作均从原位开始。

二、控制要求

1．在传输带A端部，安装了光电开关PS，用以检测物品的到来。当光电开关检测到物品时为ON状态。

2.机械手在原位时，按下起动按钮，系统起动，传送带A运转。当光电开关检测到物品后，传送带A停。

3．传输带A停止后，机械手进行一次循环动作，把物品从传送带A上搬到传送带B(连续运转）上。

4.机械手返回原位后，自动再起动传送带A运转，进行下一个循环。

5．按下停止按钮后，应等到整个循环完成后，才能使机械手返回原位，停止工作。

6.机械手的上升／下降和左移／右移的执行结构均采用双线圈的二位电磁阀驱动液压装置实现，每个线圈完成一个动作。

7.抓紧／放松由单线圈二位电磁阀驱动液压装置完成，线圈通电时执行抓紧动作，线圈断电时执行放松动作。

8.机械手的上升、下降、左移、右移动作均由极限开关控制。

9.抓紧动作由压力继电器控制，当抓紧时，压力继电器动合触点闭合。放松动作为时间控制（设为2s）。

要求：用欧姆龙型PLC技术设计

课题十一、建立机械全自动洗衣机的工作电路模型

指导老师：方玮

结构：由电动程控器、水位开关、安全开关（盖开关）、排水选择开关、 不排水停机开关、贮水开关、漂洗选择开关、洗涤选择开关等组成。工作原理：通过各种开关组成控制电路，来控制电动机、进水阀、排水电磁铁及蜂鸣器的电压输出，使洗衣机实现程序运转。

主要内容：进水控制电路，电动机控制电路，排水系统电路等。

要求：结合洗衣机的工作过程，给出以上电路模型号并说明原理，论文不少于5000字

课题十二、工厂变配电所的设计

指导老师：居剑文

一、设计的要求

根据设计课题的技术指标和给定条件，能够独立而正确地进行方案认证和设计计算，要求概念清楚，方案合理，方法正确，步骤完整。

要求会查阅有关参考资料和手册等

要求学会选择有关元件和参数

要求学会编制有关电气系统图和编制元件明细表

要求学会编写设计说明书

二、设计说明书的内容

负荷计算及无功功率补偿计算。

变配电所所址和型式的选择。

变电所主变压器台数、容量及类型的选择（配电所设计不含此内容）。

变电所主结线方案的设计

短路电流的计算

变配电所一次设备的选择

变配电所二次回路方案的选择及继电保护装置的选择与整定

变电所防雷保护与接地装置的设计

编写设计说明书及主要设备材料清单

10、绘制变电所主结线图、平面图和必要的剖线图、二次回路图及其它的施工图样。

课题十三、电缆－架空混合线路的继电保护问题的研究

指导老师：方玮 研究现状，了解目前电缆－架空混合线路的保护的配置的方法，优缺点，并根据

电缆的特点，架空线路的特点，提出适合于混合线路的保护的方案；

3、 提出适合于电缆－架空混合线路的继电保护的方案； 4、撰写毕业论文。

课题十四、铰链四杆机构的运动特性分析

指导老师：潘纹

设计任务与要求

1）对铰链四杆机构中的曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构三种基

本类型的运动特性进行分析。

2）每种类型各举一个日常生活中常见的实例，画出其基本图表。对每种

类型要求用falsh或者authorware等做一个能动的形象逼真的例子。如吊起重物的起重机、运动的火车的机轮、椭圆仪、翻箱机、机械手爪等。

课题十五、数控铣床及加工中心产品加工工艺设计

指导老师：倪祥明 课题十六、机械手直线运动液压系统的制作

指导教师：黄国祥

目的：实现机械手水平、垂直两个方向的机械运动

任务：1、系统方案的设计与计算；液压泵、液压阀等技术参数的选择；液压辅助部件的选择与购买。

2、液压缸的加工制作。

3、液压系统的安装与调试。

4、电路系统的安装。

5、技术资料整理与电子文档的制作。

要求： 1、分组布置任务，每组可以是1人以上。

2、电子文档要求打印，字数不少于5000字。

3、现场展览制作产品，参加答辩。

课题十七、“中国结”造型设计

指导教师：张蓉

1.毕业设计的基本任务

着重提高在CAD/CAM软件应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。通过创建中国结造型设计、市场推广、资料整理等环节，初步掌握应用CAD/CAM进行工业造型设计的方法和基本技能。

2.毕业设计的基本要求

通过毕业设计各环节的实践，应达到如下要求：

灵活运用所学Pro/e软件创建“中国结”,打印出造型设计步骤和造型图；

对造型出来的“中国结”进行包装设计。如用Photoshop或3dmax等软件进行包装，打印出用于市场推广的效果图；

写出500字左右的论文小结

培养一定自学能力和独立分析问题、解决问题能力；

通过毕业设计实践，树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风，并培养自己具有一定的生产观点、经济观点、全面观点及团结协作的精神。

3.“中国结”造型参考图：

（造形和尺寸自定义）

课题十八、“福娃”造型设计

指导教师：罗进生

1.毕业设计的基本任务

着重提高在CAD/CAM软件应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。通过创建“福娃”造型设计、市场推广、资料整理等环节，初步掌握应用CAD/CAM进行工业造型设计的方法和基本技能。

2.毕业设计的基本要求

通过毕业设计各环节的实践，应达到如下要求：

灵活运用所学Pro/e软件创建“福娃”,打印出造型设计步骤和造型图；

对造型出来的“福娃”进行包装设计。如用Photoshop或3dmax等软件进行包装，打印出用于市场推广的效果图；

写出500字左右的论文小结；

培养一定自学能力和独立分析问题、解决问题能力；

通过毕业设计实践，树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风，并培养自己具有一定的生产观点、经济观点、全面观点及团结协作的精神。

3.“福娃”造型参考图：

课题十九、大功率高频直流开关电源的设计

指导老师： 倪涛

通过该题目的设计,加强电力电子的学习和理解，系统学习开关电源的设计方法，综合运所学过的知识,培养独立工作，解决实际问题的能力，为走向工作岗位打一定的基础

内容：

按技术参数设计一台直流开关电源

主要技术参数：

输入电压：三相交流380V 输入频率：50HZ

输 出：恒流50安 输出电流变动范围：0---50安连续可调

输出电压：0—60伏

要求：

1.按要求分阶段写文字材料；

2. 3.论文要按要求格式打印；

4.独立完成

设计步骤：

1.阅读国内外有关 2.选定开关电源集成控制器，学习其工作原理、应用方法；

3.主电路方案选择，要有技术经济比较；

4.主电路设计；

5.元器件的设计、计算、选择；

6.控制电路、保护电路的设计；

7.打印论文

课题二十、三层楼电梯PLC控制系统设计与调试

指导老师：倪涛

设计内容： 1、不允许同时有两层楼要求停电梯；

2、当二层不需要停时，能越过二层直接到达所需楼层。

要求：

分阶段写文字材料；

2、 3、论文要按要求格式打印；

4、独立完成

步骤：

1、设计I/O配线表。

2、设计出电梯控制的梯形图。

3、写出指令表。

4、用编程器输入指令。

调试运行。

课题二十一、车辆出入库管理PLC系统设计

指导老师：杨芳

内容：编制一个用PLC控制的车辆出入库管理梯形图控制程序,控制要求如下:

1、入库车辆前进时,计数器加1,后退则减1.

2、出库车辆前进时计数器减1,后退则加1.

3、要求有显示屏指示车库内车辆的实际数目.

要求：

1.根据题意设计显示电路，并按图连接。

2.画PLCI/O接口连线图，并按图连接。

3.编制梯形图及指令语句表。

4.完成系统调试，实现控制要求。

课题二十二、水塔水位控制PLC系统设计

指导老师：杨芳

内容：1、保持水池的水位在S3——S4之间，当水位低于S3，则打开阀门进水，水位到达S4时，则关闭阀门。 水塔水位控制面板

要求：1.根据题意设计显示电路，并按图连接。

2.画PLCI/O接口连线图，并按图连接。

3.编制梯形图及指令语句表。

4.完成系统调试，实现控制要求。

课题二十三、用PRO/E软件进行玩具造型设计

指导教师：罗进生

要求：利用软件进行实体造型，写出具体造型步骤。步骤清晰合理，造型思路明确。可以自己设计玩具形状，分析所设计玩具市场前景。

参考图样：

课题二十四、基于PROE软件的机械制图三维模型库开发及应用

篇（9）

 

0 前言

FA 506型环锭细纱机是目前国内纺织机械厂大量生产的一种细纱机，通常采用传统PLC控制，自动化程度高，操作简单，成纱质量较好，便于管理。论文写作，FPGA。但传统PLC控制系统也存在固有的缺陷，由于PLC是一种通用控制器，应用到纺织机械控制系统作为现场控制装置有其局限性，需做许多硬件和软件上的改进工作，配置额外的设备和电路。论文写作，FPGA。同时PLC本身存在严重的缺点，主要是PLC的软、硬件体系结构是封闭而不是开放的，绝大多数的PLC是专用总线、专用通信网络及协议，编程虽多为梯形图，但各公司的组态、寻址、硬件结构不一致，使各种PLC互不兼容。同时，PLC配合PC机控制系统监控程序的实时性、开放性和可靠性无法得到保障，其通信速度慢和PLC专用联网模块的设计也是一个很大的问题。

1 系统总体设计

本嵌入式PLC系统利用FPGA设计为高性能的嵌入式处理器，采用了基于VHDL语言的自顶向下的模块化设计方法，顶层设计使用原理图输入。并利用Visual C++实现了编译型PLC上位机软件，最后用QuartusⅡ进行仿真，并将以处理器为核心的嵌入式系统应用于FA506型环锭细纱机的改造。论文写作，FPGA。论文写作，FPGA。测试表明，该处理器能准确且快速的响应嵌入式PLC的逻辑指令，能满足工程技术指标，且较传统的PLC处理器更灵活，集成度更高。

2 嵌入式处理器设计

2.1 控制器设计

控制器的形式主要有组合逻辑控制器和微程序控制器两种，与组合逻辑控制器相比较，微程序控制器具有规整性、灵活性、可维护性等一系列优点[1]，在计算机的设计中使用比较普遍，本控制器的设计采用的也是微程序控制器。微程序控制的基本思想，就是仿照通常的解题程序的方法，把操作控制信号编成所谓的“微指令”，存放到一个只读存储器里。当机器运行时，一条又一条地读出这些微指令，从而产生全机所需要的各种操作控制信号，使相应部件执行所规定的操作。微程序控制器主要由控制存储器(CM)，微地址产生逻辑，微地址寄存器(uAR)，微指令寄存器(uIR)等组成。

该处理器指令采用十位二进制编码格式。每条机器指令对应一段微程序，一段微程序包含若干条微指令，微程序的设计就具体地可落实到微指令的设计[2-3]，微指令中的控制字段作为控制命令控制计算机的操作，控制字段给出的微命图1 系统结构图

令应包含计算机操作的所有微命令，对微命令给出和表示的方法与所采用的编码方式有关，常用的微命令表示方法有直接表示法、编码表示法、和混合表示法，该设计采用的是将直接表示法和编码表示法混合使用的混合表示法。

控制存储器中存放的是各指令所对应的微程序，它可以用FPGA中的LPM_ROM模块来实现，当clock上升沿到来时，rom就把address所对应的地址中的值输出。

微地址产生逻辑主要是根据微指令中的测试位及其他相关的条件来控制微地址的产生，它是根据一定的逻辑功能用VHDL语言编写的，并且经过编译和综合后生成的模块。

2.2 运算器设计

运算器是用来对输入的数据进行算术和逻辑运算的部件，该ALU具有三输入和两输出。2.3RAM设计

RAM用来存储用户程序，它可以用FPGA中的LPM_RAM_DQ模块来实现。其中，wren是读写控制端，当wren=0时为读允许，这时在同步时钟clock的上升到来时沿将address所对应的地址中的内容给输出端；当wren=1时为写允许，这时在同步时钟clock的上升沿到来时将data端的数据写入到address所指明的地址中。论文写作，FPGA。

3 软件设计与仿真

编译型PLC下载到下位机的程序，是在上位机编译系统中编译过的程序。该程序下载到下位机后，可以直接执行，而不再需要解释；并且可以一次编译，多次执行。这种机制在上位机就完成了编译的工作，下位机通过加载程序就可以直接执行，从而节省了很多时间。这种执行机制的编辑环境和解释型PLC的编辑环境基本相同，也包含了硬件配置模块、网络设置模块、梯形图和语句表的编辑模块等，但不同的是其增加了对指令的编译处理部分[4-5]。经过编译处理，在上位机完成把应用程序转化为嵌入式机器码的工作，然后通过编译系统的串口下载功能将这些连续的机器码下载到下位机。

图4 程序仿真

为了测试指令的运行情况，本文给出了一段基于QuartusⅡ的程序仿真。仿真时给出了10位输入数据indata='1110000101'，I0. 0~I0. 4分别对应着该数据的第0位~第4位，同样Q0. 0和Q0. 1分别对应着输出端子的第0位和第1位。仿真结果的图4中：T1，T2，T3，T4为4个时钟节拍信号，out0和out1分别对应着输出端子Q0. 0和Q0. 1，因为I0. 0和I0. 2为1， I0. 3和I0. 4都为0，因此程序运行的最后结果应该是Q0. 0和Q0. 1都为1，并且从图4可以看出，仿真结果与此相同，程序运行正确说明所设计的微处理器及其指令正确可靠。

本文所设计的PLC微处理器具有很强的可修改性和可移植性，并且优化升级也很方便，可以根据特定的需要方便地增删指令和I/O端口的数量，这比传统的PLC具有更大的灵活性。另外，由于FPGA具有很高的密度，能够集成很大的系统，因而极大地提高了系统的可靠性。

4 系统在细纱机上的应用

传统的络纱技术在卷绕速度增加时，纱线质量相应下降。在PLC微处理器中采用PID（比例- 积分- 微分）算法进行调节，可以控制纱线前后张力保持稳定一致，使一个筒子上纱线张力稳定均匀，可减少纱线毛羽波动。另一方面采用FPGA的快速运算功能控制气圈控制器、气圈破裂器，以减少纱线退绕时气圈过大与空气及周围的零部件的摩擦碰撞，使纱线张力始终能保持稳定，从而减少毛羽的产生。通过对FA506细纱机嵌入式PLC改造，实现了3mm毛羽指数由原来的6.5个降低到4.5个。

细纱工序是影响条干均匀度的关键工序，生产中应根据产品的特点、纺纱原料的性质、粗纱的结构以及所使用的牵伸装置型式，通过对比纺纱试验，确定合理的嵌入式PLC工艺参数。当成纱质量要求较高但又缺少必要的有效措施时，总牵伸和局部牵伸分配不宜接近机型允许的上限，应以偏小掌握，以利于提高成纱条干。罗拉隔距、喂入粗纱的定量、牵伸型式均应与局部牵伸倍数相适应。论文写作，FPGA。罗拉加压应稳定、均匀，以确保稳定的牵伸效率。通过对FA506细纱机嵌入式PLC改造，实现了细纱条干（ CV 值）由原来的17.5%降低到16.8%。

FA506细纱机电气控制系统采用嵌入式PLC控制整个纺纱过程，提高了控制精度，解决了生产管理方面存许多缺陷。利用“提高软件设计水平来整合硬件”原则，降低了系统成本，单机实现每吨纱用电由原来的1550度降低到1350度，提高了产品盈利能力，具有广阔应用前景。

参考文献：

【1】李济顺,姜存学,梁春安,等.用VisualC++实现的嵌入式PLC梯形图编辑软件[J].河南科技大学学报:自然科学版,2006,27(5):50-54.

【2】周荣.基于FPGA的嵌入式CPU的VHDL建模和设计[J]浙江工业大学学报,2006,34(5):550-553.

【3】韦忠善,朱海燕.基于FPGA的精简指令CPU的实现[J].广西梧州师范高等专科学校学报,2005,21(1):90-94.

【4】罗燕华.嵌入式软PLC技术的研究与实现[D].武汉:华中科技大学,2006.

篇（10）

 

可编程控制器（ProgrammableLogic Controller）简称PLC它是将传统的继电器控制技术、通讯技术和微机技术相融合，专为工业控制而设计的专用控制器。由于PLC本身所具有的一系列优点，因此在工业控制领域中的普及范围越来越广，PLC产品的种类也越来越多，其结构型号、性能、容量、指令系统，编程方法等各不相同，适用场合也各有侧重。因此，合理选择PLC 对于提高其在控制系统中的应用有着重要作用。应用PLC首先要详细分析被控对象、控制过程与要求，熟悉了解工艺流程后列出控制系统的所有功能和指标要求．与继电器控制系统和工业控制计算机进行比较后加以选择。PLC 最适合于控制对象的工业环境较差，而安全性、可靠性要求特别高，系统工艺复杂，输入输出以开关量为多，用常规的继电器接触器难以实现，工艺流程又要经常变动的对象和现场。其次要确定控制范围，一般讲，能够反映生产过程的运行情况，能用传感器进行直接测量的参数；用人工进行控制工作量大，操作复杂容易出错或操作过于频繁，人工操作不容易满足工艺要求的往往由PLC控制。尽管PLC自身具备良好的抗干扰能力，但在实际应用中各种类型PLC大多处在恶劣电磁环境中,在实际应用中常遇到PLC因干扰而不能正常工作的情形,所以在PLC控制系统抗干扰能力仍然是设计系统不容忽视的问题。

1 PLC 的选择

1） PLC机型的选择

PLC机型的选择主要是指在功能上如何满足需要，并且充分利用系统资源。选择机型前，首先要对被控制系统进行初步估计：有多少开关量输入，电压分别为多少，有多少开关量输出，输出功率为多少；有多少模拟量输人和模拟量输出；是否有特殊控制要求，如高速计数器（HC）；现场对控制器响应速度有何要求；机房与现场分开还是在一起等。

在功能满足要求的前提下，选择最可靠、维护使用最方便以及性能价格最优的机型。通常的做法是：在工艺过程比较固定、环境条件较好的场合，选用整体式结构的PLC；其他情况则最好选用模块式结构的PLC；对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的，一般其控制速度无须考虑，因此选用带A/D转换，D/A转换，加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求；而控制比较复杂，控制功能要求比较高的，可根据控制规模及复杂程度来选用中档或高档机。应该注意的是，同一个企业应尽量做到机型统一，这样同一个机型的PLC模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理；同时，其统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发；此外，由于其外部设备通用，资源可以共享，并集中管理。

2） 输入/输出端口（I/O）的选择

PLC与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块来实现的，PLC有许多I/O接口模块，包括开关量输入、输出模块、模拟量输人模块、模拟量输出模块以及其他一些特殊模块，使用时应根据它们的特点进行选择。

（1） 确定l/O点数。不同的控制对象所需要的阳点数不同，一些典型的传动设备及常用的电气元件所需PLC的I/O点数是固定的，如一个带磁环双作用气缸需用2个输入点；一个按钮需一个输入点；一个指示灯占用一个输出点等。但对于同一个控制对象，由于采用的控制方法不同或编程水平不同，I/O点数也应有变化。根据控制系统的要求确定所需的I/O点数时，应再增加10％一20％的备用量，以便拓展控制功能。

（2） 开关量I/O。开关量I/O接口可以从传感器和开关（如按钮、行程开关等）及控制设备（如指示灯、电动机启动器等）接收信号。典型的交流I/O信号为24～240V，直流I/O信号为5～240V。输入电路因PLC品牌不同略有差别，但有些特性是相同的，如用于消除错误信号的抖动电路等。

（3）模拟量I/O。模拟量I/O接口一般用来感知传感器产生的信号。这些接口可用于测量流量、温度和压力，并可用于控制电压或电流输出设备。其典型量程为-10～+10V、0～+11V、4～20mA或10～50mA。一些制造厂家在PLC上设计有特殊模拟接口，因而可以接收低电平信号，如RTD、热电偶等。

3） 存储器类型及容量选择

PLC系统所使用的存储器由ROM和RAM组成，存储容量则随机器的大小变化，最大存储能力：一般小型机最大存储能力低于6KB，中型机的最大存储能力可达64KB，大型机的最大存储能力可上兆字节。使用时可根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型。必要时也可专门进行存储器的扩充设计。

4） 电源模块选择

在系统的实现过程中，PLC的编程问题是非常重要的。用户应当对所选择PLC产品的软件功能及编程器有所了解。小型控制系统一般选用价格便宜的简易编程器（如LOGO），如果系统较大或多台PLC共用，可以选用功能强，编程方便的图形编程器。如果有个人计算机，可以选用能在个人计算机上运行的编程软件包。同时，为了防止因干扰、电池电压下降等原因破坏RAM中的用户程序，可以选用E2PROM模块作为外部设备。论文参考网。

对于结构为模块式的PLC，电源模块和额定电流必须大干或等于主机、I/O模块、专用模块等总的消耗电流之和。当使用专用机架时．从主机架电源模块到最远一个扩展机架的线路压降必须小于0.25V。

5） 程序设计

根据控制对象的控制任务完成前述阶段后就可以进行控制系统的流程设计，画出控制系统的流程图，进一步说明各个控制信息之间的关系，然后具体安排I/O的配置，并对I/O进行地址编号。I/O地址编号确定后，再画出I/O端子和现场信号接线图，进行系统设计即可将硬件设计和程序编写二项工作平行进行，编写程序的过程就是软件设计过程。用户编写的程序在总装统调前需要进行模拟调试。用装在户LC 上的模拟开关模拟输入信号的状态，用输出点的指示灯模拟被控对象，检查程序无误后便把PLC接到系统里，进行总装统调，如果统调达不到指标要求则可对硬件和软件作调整，全部调试结束后，一般将程序固化在有长久记忆功能的EPROM中长期保存。

2 PLC系统的干扰源

PLC的干扰源比较复杂，分类方法较多，常见的有按性质分或按来源分。

按性质可分为共模干扰和差模干扰两大类。共模干扰主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向) 电压迭加所形成。共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的配电器供电时,变送器输出信号的共模电压普遍较高,有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏,这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因。这种共模干扰可为直流,亦可为交流。差模干扰主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种干扰直接叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。论文参考网。

按来源可分为内部干扰和外部干扰。内部干扰主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于PLC 制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容,比较复杂,作为应用部门无法改变,可不必过多考虑。外部干扰主要有来自空间的辐射干扰、来自电源的干扰、来自信号线引入的干扰、来自接地系统混乱时的干扰等。来自空间的辐射干扰主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的,通常称为辐射干扰,其分布极为复杂,若PLC 系统置于射频场内,就会受到辐射干扰。

3 抗干扰措施

1） 硬件措施

（1）屏蔽：对电源变压器、CPU、编程器等主要部件，采用导电、导磁良好的材料进行屏蔽，以防外界干扰。

（2）滤波：对供电系统及输入线路采用多种形式的滤波，以消除或抑制高频干扰，也削弱了各种模块之间的相互影响。

（3）电源调整与保护：对CPU这个核心部件所需的＋5V 电源，采用多级滤波，并用集成电压调整器进行调整，以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。

（4）隔离：在CPU与I/O电路间，采用光电隔离措施，有效隔离I/O间的电联系，减少故障误动作。

（5）采用模块式结构：这种结构有助干在故障情况下短时修复。论文参考网。因为一旦查处某一模块出现故障，就能迅速更换，使系统回复正常工作，也有助于加快查找故障原因。

2） 软件措施

（1）故障检测：PLC本身有很完善的自诊断功能，但在工程实践中，PLC的I/O元件如限位开关、电磁阀、接触器等的故障率远远高于PLC的本身故障率，这些元件出现故障后，PLC一般不会察觉出来，不会立即停机，这会导致多个故障相继发生，严重时会造成人身设备事故，停机后查找故障也要花费大量时间。

（2）信息保护和恢复：当偶发性故障条件出现时，不破坏PLC内部的信息，一旦故障条件消失，就可以恢复正常继续原来的工作。所以，PLC在检测故障条件时，立即把现状态存入存储器，软件配合对存储器进行封闭，禁止对存储器的任何操作，以防存储器信息被冲掉，一旦检测到外界环境正常后，便可恢复到故障发生前的状态，继续原来的程序工作。

（3）提高输入信号的可靠性：由于电磁干扰、噪声、模拟信号误差等因素的影响，会引起输入信号的错误，引起程序判断失误，造成事故，例如按钮的抖动、继电器触点的瞬间跳动都会引起系统误动作，可以采用软件延时去抖。对于模拟信号误差的影响可采取对模拟信号连续采样三次．采样间隔根据A/D转换时间和该信号的变化频率而定，三个数据先后存放在不同的数据寄存器中，经比较后取中间值或平均值作为当前输入值。在硬件和软件方面采取各种措施后,大大提高。

4 结束语

目前，随着各种技术的迅猛发展，PLC的种类日益繁多．功能也逐渐增强，在产品规模上向大小两个发展。在实际工作中还要根据实际情况对PLC的选用做出适当调整以及根据具体情况选用适当的抗干扰措施，以便满足期望的工业控制系统。

参考文献

[1] 陈宇,段鑫.可编程序控制器基础及编程技巧[M].广州:华南理工大学出版社,2002.

[2 ]陈琳. 可编程控制器应用技术[M] . 北京:化学工业出版社,2005.

[3 ]郭银景,吕文红,唐富华,杨阳. 电磁兼容原理及应用教程[M] . 北京:清华大学出版社,2004.