毕业设计（论文）电热锅炉供热系统的PLC控制程序设计.doc

电热锅炉供热系统的PLC控制程序设计概述：现在生产线控制的主流品种是以继电器、接触器为主的控制装置继电器、接触器是一些电磁开关由励磁线圈、铁心磁路、触点等部件组成通过继电器接触器等其它控制元件的线路连接，可以实现一定的控制逻辑，从而实现设备的各种操作控制人们将由导线连接决定器件间的逻辑关系的控制方式称为接线逻辑随着工业自动化的程度的不断提高，使用继电器电路构成工业控制系统的缺陷不断暴露出来首先是复杂的系统使用成百上千个各种各样的继电器，成千上万根导线连接的密如蛛网只要有一个电器，一根导线出现故障，系统就不能工作，这就大大降低了这种接线逻辑的可靠性其次是这样的系统维修机改造很不容易，特别是技术改造，当试图改造工作设备的工作过程以改善设备各功能时，人们宁愿重新生产一套控制设备都不愿将继电器控制柜中的线路重接而PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采用了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性同时PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减小了控制设备的外部接线，是控制系统设计及建造的周期大大缩短了同时维护也变得容易起来更重要的是同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能本文以PLC技术在锅炉多功能供热系统为例，来阐明PLC在工业控制中发挥的巨大作用关键词：锅炉多功能供热；PLC；目 录1 绪论 41.1 PLC的基本概念 41.2 PLC的发展阶段 41.3 PLC的特点 61.4 PLC的应用领域 111.5 PLC的未来展望 132 PLC的基本结构 132.1 中央处理单元(CPU) 132.2 存储器 142.3 I/O模块 142.4 电源 152.5 底板或机架 162.6 PLC系统的其它设备 163 PLC的基本工作原理 173.1扫描技术 173.2 PLC与继电器控制系统、微机区别 183.3 基本指令系统特点 183.4 编程语言的形式 193.5 PLC控制系统的设计基本原则 203.6 PLC程序的内容和质量评价指标 213.7 PLC程序的调试方法及步骤 223.8 PLC的选型方法 233.9 经济性的考虑 274基于PLC的电热锅炉供热控制系统设计 28 4.1电热锅炉供热控制系统的设计要求 284.2电热锅炉供热控制系统设计方案………………………………….…304.3电热锅炉供热控制系统设计的程序部分的介绍.............................................334.4梯形图 364.41主程序………………………………………………..………………...…364.42循环泵自动子程序…………………………………………..……….......394.43手启循环泵子程序……………………………………………….....……414.44循环泵定时子程序…………………………………..……………….…..424.45锅炉自动子程序……………………………………...……….………….454.46锅炉手动子程序…………………………………………………….……474.47锅炉定时子程序…………………………………………………...……..484.48补水泵自动子程序……………………………………………………….514.49报警子程序……………………………………………………….……....534.50切换信号子程序……………………………………………..…………...574.51PID回路表初始化子程序…………………………………..………....584.52中断事件连接子程序………………………………………..……..….604.53PID中断程序………………………………….………………………...61致 谢 63参 考 文 献 641 绪论1.1 PLC的基本概念PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。

在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计可编程控制器作为一种数字运算操作的电子系统，它专为工业控制应用而设计制造早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC1.2 PLC的发展阶段在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。

传统上，这些功能是通过气动或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，第二年，美国数字设备公司（DEC）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,是世界上公认的第一台PLC限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能随着微处理器的出现，大规模、超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步，PLC也迅速发展，其发展过程大致可分三个阶段：1.2.1 早期的PLC（60年代末—70年代中期）早期的PLC一般称为可编程逻辑控制器20世纪70年代初出现了微处理器人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。

这时的PLC多少有点继电器控制装置的替代物的含义，其主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等它在硬件上以准计算机的形式出现，在I/O接口电路上作了改进以适应工业控制现场的要求装置中的器件主要采用分立元件和中小规模集成电路，存储器采用磁芯存储器另外还采取了一些措施，以提高其抗干扰的能力在软件编程上，采用广大电气工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式—梯形图因此，早期的PLC的性能要优于继电器控制装置，其优点包括简单易懂，便于安装，体积小，能耗低，有故障指使，能重复使用等其中PLC特有的编程语言—梯形图一直沿用至今 1.2.2 中期的PLC（70年代中期—80年代中后期）20世纪70年代中末期，微处理器的出现使PLC发生了巨大的变化，可编程控制器进入实用化发展阶段计算机技术已全面引入可编程控制器中，美国，日本，德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为PLC的中央处理单元（CPU），使其功能发生了飞跃 这样，使PLC得功能大大增强在硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块并扩大了存储器的容量，使各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量的数据寄存器，使PLC得应用范围得以扩大。

在软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升这标志着可编程控制器已步入成熟阶段1.2.3 近期的PLC（80年代中后期至今）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%由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC所采用的微处理器的当次普遍提高而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商还纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片这样使得PLC软、硬件功能发生了巨大变化在这时期，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位的DCS系统20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。

从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地1.3 PLC的特点1.3.1 可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。

例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了1.3.2 配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品可以用于各种规模的工业控制场合除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域，功能非常丰富近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。