除尘室PLC控制系统的设计【摘要】PLC由于具有结构简单、编程方便、功能完善、可靠性高、体积小、维护方 使等特点，近年来被广泛地应用于各种控制。本文介绍了某无污染、无尘车间进 门时对人或物进行除尘的过程。在所设计的系统中，人或物进入无污染、无尘车 间前，首先需在除尘室严格进行指定时间的除尘才能进入车间。文中确定了 CPU主机模块及其扩展模块的选择，以及文中所用到的器件的 选型并给出实物图及其与主机相连接的总体连接图。完成了 I/。分配、梯形图 的逻辑编程。能够达到毕业设计中所要求的用PLC完成除尘室内各个器件的动 作。通过调试该系统可以应用于实际生产中去。关键词：PLC除尘室控制Abstract:PLC has been widely used in a variety of control in recent years because of its simple structure; easy programming, perfect functions and high reliability,small size,easy to maintain. Introduced process of removal.!n this system,people must be dusted before enter the workshop.This paper defines the CPC host module and the expansion module selection, and selection device used in this article and the physical map and its population is connected to a mainframe connection diagram. The logic programming I/O distribution, ladder diagram. To achieve the curriculum design the requirements of dust all indoor device with a PLC action. Cail be applied to actual production.Key words ： PLC Dusting rooms Control1 PLC知识简介错误!未定义书签。1.1 PLC的产生错误!未定义书签。1.2 PLC定义和发展11.1 .1PLC 的定义27.22 PLC的发展21.3 PLC的基本构成与特点31.3.1 PLC的基本构成31.3.2 PLC 的特点51.4 PLC工作原理61.5 PLC的分类72除尘室PLC控制系统的设计方案82.1 功能要求和控制要求82.2 PLC除尘室控制系统所需硬件设备82.3 系统的组成93 PLe的软件设计93-1编程中所需要的指令盒93.2 I/O分配图113.3 I/O接线图113.4 除尘室PLC控制系统设计顺序图113.5 梯形图程序设计124除尘室PLC控制系统的设计步骤15 17 17文献181.PLC知识简介PLC可编程序控制器:PLC英文全称Programmable Logic Controller，中文全称 为可编程逻辑控制器。可变程控制器是一种数字运算的电子系统，专为工业环境 下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在内部存储器执行逻辑运算、顺 序控制、定时、记数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和 输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备，都应按易 于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充的原则设计。1.1 PLC的产生从20世纪20年代起，人们已经将继电器控制系统应用于工业生产自动化领 域中，并由此开始，在很长时间内占据着主导地位。但继电器控制系统具有明显 的缺点，如体积大、动作速度慢、可靠性低、接线复杂、难以胜任复杂控制任务 等。一种新型的装置，一项先进的应用技术，总是根据工业生产的实际需要产生 的。20世纪60年代末期，美国的汽车制造业竞争激烈，为抛弃传统继电器控制 系统的束缚，适应市场竞争的要求，1968年美国通用汽车公司公开招标，提出要 用新的控制装置取代生产线上的继电器控制系统。通用汽车公司提出了这种新型 控制器所必须具得的十大条件（有名的“GM10条”）:1、编程简单，可在现场修改程序；2、维护方便，最好是插件式；3、可靠性高于继电器控制柜；4、体积小于继电器控制柜；5、可将数据直接送入管理计算机；6、在成本上可与继电器控制柜竞争；7、输入可以是交流115V;8、输出可以是交流115V, 2A以上，可直接驱动电磁阀；9、在扩展时，原有系统只要很小变更；10、用户程序存储器容量至少能扩展到4K。于是，PLC应运而生。并于1969年，美国数字设得公司（DEC）帅先研制 出第一台PLC在GM公司生产线上首次得到应用，并为其取得显著经济效益。 人们称之为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller,PLC） o1.2 PLC定义和发展1.2.1 PLC的定义可编程控制器(PLC)是一种数字运算的电子系统，专为工业环境下应用而 设计。它采用可编程序的存储器，用来在内部存储器执行逻辑运算、顺序控制、 定时、记数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控 制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关设得，都应按易于工业控制系统脸 成一个整体、易于扩充功能的原则而设计。1.2.2 PLC的发展第一台PLC生产不久，MODICON公司也推出了()84控制器。随后，1971 年日本推出了 DSC-80控制器；1973年，西欧国家的各种PLC也纷纷研制成功， 这些PLC的功能虽然不够强大，但它们开启了工业自动化应用技术新时代的大 门。随着计算机技术和微电子技术的发展，PLC技术业迅速发展起来，由最初的 1位机发展到8位机，形成了现代意义上的PLC。进入20世纪80年代，随着大 规模和超大规模集成电路的迅猛发展，以16位和32位微处理器构成的微机化 PLC得到了惊人的发展，使PLC不仅在设计、性价比与应用等方面有了新的突 破，而且控制功能强、可靠性高、使用灵活方便，具有远程I/O和通信网络、数 据处理及人机界面等功能。PLC技术已经成为当今自动化技术领域的三大支柱之OPLC从产生到现在，其发展经历的几个过程可概括如下。第一代( 1969- 1972年)：其功能是逻辑运算、定时、计数、中小规模集成电 路CPU,磁芯存储器。应用范围：取代继电器控制。第二代(1973-1975年)：其功能在第一代的基础上，增加了算术运算、数据处 理功能，初步形成系列，可靠性进一步提高。应用范围：能同时完成逻辑控制、 模拟量控制。第三代(1976-1983年)：其功能在第二代的基础上，增加了复杂数值运算和数 据处理、远程I/。和通信功能，采用大规模集成电路CPU,加强自诊断、容错 技术。应用范围：适应大型复杂控制系统控制的需要，并用于联网、通信、监控 等场合。第四代(1983至今)：其功能在第三代的基础上，具有高速大容量功能，采用 32位CPU,编程语言多样化，通信能力进一步完善，智能化功能模块齐全。应 用范围：构成分级网络控制系统，实现图像动态过程控制，模拟网络资源共享。目前，世界上有200多个厂家生产300多个品种的PLC,比较著名的厂家包 括：美国的 AB(被 ROCKWELL 收购)、GE, MODICON(被 SCHNEIDER 收购)； 日本的OMRON, MITSUBISHI, FUJI、松下电工；德国的SIEMENS;法国的 SCHNEIDER公司等。国内的生产厂家，如浙大中控等生产的PLC产品也在市 场占有一席之地。PLC总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、高性能、信息 化、标准化及与现场总线技术紧密结合等方向发展。1.3 PLC的基本构成与特点1.3.1 PLC的基本构成PLC的基本构成包括硬件系统和软件系统(一)PLC的硬件系统PLC的硬件系统有中央处理器、存储器、输入单元/输出单元、编程器、外 设接口、电源等。1、中央处理单元(CPU)中央处理单元是PLC的控制中枢，核心部件，其性能决定了 PLC的性能。 CPU组成：由控制器，运算器和寄存器组成，这些电路都集中在一块芯片上， 通过地址总线，数据总线，控制总线，与存储器的输入，输出接口电路相连。常 用芯片：通用微处理器，单片机，位片式微处理器。作用：处理和运行用户程序, 进行逻辑和数学运算，控制整个系统，使之协调的工作。具体有：(1)检查编程中的语法错误，诊断电源、内部电路故障。(2)用扫描方式接收输入设每的状态和数据，存入输入映像寄存器或数据 寄存器中。(3)运行时，从存储器中逐条读取并执行用户程序，完成用户程序中规定 的逻辑运算、算术运算和数据处理等操作。(4)根据运算结果更新标志位数据寄存器，刷新输出映像寄存器内容，由 输出寄存器的位状态或寄存器的有关内容实现输出控制。(5)响应外部设笛的工作请求，如打印机、上位机、条形码判读器和图形 监控系统等的请求。2、存储器(1)系统程序储存器一般采用PROM和EPROM构成的系统程序储存器， 这两种储存器都是只读型的，具有掉电保持功能，主要存放PLC的系统程序。(2)用户程序存储器RAM即称为随机存取存储器，一般用于存放用户程序。 这种储存器是特点是“掉电失忆”，只能存放CPU采样的数据和程序执行时间的 中间结果及内部编程元件的状态。3、输入单元/输出单元输入/输出单元通常出称为I/O单元或I/O模块，是PLC与工业生产现场之 间的连接部件。PLC通过输入接口可以检测被控对象，以这些数据作为PLC对 被控制对象进行控制的依据；同时PLC又通过输出接口将处理结果送给被控制 对象，以实现控制目的。PLC提供了多操作电平和驱动能力的1/。接口，有各 样的功能的I/。接口供用选用。1/。接口的主要类型有：数字量(开关量)输入 /输出、模量输入/输出等。4、外设接口外设接口可将打印机、写入器、图形监控系统等与主机相连，以完成相应的 操作。5、电源：PLC的电源可分为三类：外部电源、内部电源、后笛电源。(1)外部电源：用驱动PLC的负载和人才交流中心现场信号，又称用户电 源，一般使用220V交流电源或者24V直流电源；(2)内部电源：即PLC的工作电源，有时出作为现场输入信号的电源。提 供5V、12V、24V直流电。(3) RAM后笛电源；在停机或突然掉电时，保证RAM中的信息不丢失，一 般PLC采用锂电池作为RAM的后得电源。6、PLC的通信联网PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC之间、PLC与上位计算机以及 其他智能设缶之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。现 在几乎所有的PLC新产品都有通信联网功能,它和计算机一样具有RS-232接口 , 通过双绞线、同轴电缆或光缆，可以在几公里甚至几十公里的范围内交换信息。 当然，PLC之间的通讯网络是各厂家专用的，PLC与计算机之间的通讯，一些生 产厂家采用工业标准总线，并向标准通讯协议靠拢，这将使不同机型的PLC之 间、PLC与计算机之间可以方便地进行通讯与联网。(二)PLC的软件系统系统软件含系统的管理程序，用户指令的解释程序，另外还包括一些供系统 调用的专用标准程序块等。系统管理程序用以完