plc控制教室毕业论文-第二章基于plc的教学楼照明节能控制系统硬件设计

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1、第2章基于PLC的教学楼照明节能控制系统硬件设计2.1PLC的选择及设计2.1.1PLC的简介可编程控制器，简称PLC(ProgrammablelogicController)，是指在继电器控制的基础上，以微处理器为核心，将自动控制技术、计算机技术和通信技术融为一体而发展起来的一种新型工业自动控制装置。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，控制齐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。PL

2、C的特点有：1.使用方便，编程简单采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。2.功能强，性能价格比高一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能。它与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能价格比。3.硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强PLC产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连

3、接外部接线。PLC有较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和小型交流接触器。硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。4.可靠性高，抗干扰能力强PLC用软件代替大量的屮间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元件，接线可减少到继电器控制系统的1/10.1/100,因触点接触不良造成的故障大为减少。5.系统的设计、安装、调试工作量少PLC用软件功能取代了继电器控制系统屮大量的屮间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法来设计。这种编程方法很有规律

4、，很容易掌握。对于复朵的控制系统，设计梯形图的时间比设计相同功能的继电器系统电路图的时间要少得多。PLC的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，通过PLC±的发光二极管可观察输出信号的状态。完成了系统的安装和接线后，在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电器系统少得多。1.维修工作量小，维修方便PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故PLC的基本结构与微型计算机

5、相同，由硕件系统和软件系统两部分构成。如图2・1PLC皱件系统结构框图所示，主要由，CPU是PLC的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。主机―融一3-用户输入设备编程器盒式睡带机一打印机一EPROM^ASg图形监控系统—PLC或上位计JS机―用尸程序EPRDM系続程序用户输出设备输入输岀扩展机图2-1PLC硬件系统结构框图PLC的工作方式为循环扫描方式，当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入釆样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行

6、期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。其工作过程大致分为3个阶段：输入采样、程序执行和输入采样、程序执行和输出刷新。PLC的编程语言分为五种标准化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块图（FBD）三种图形化语言和指令表（IL）、结构文木（ST）两种文木语言。顺序功能图是一种结构块控制程序流程图，梯形图和功能模块图是图形化语言，指令表、结构文木两种文木语言，梯形图的应用直观，与指令表可以相互转换。2.1.2PLC的选择PLC的选择原则是以工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。可编程逻辑控制器及有关设备应是集成的、标准的

7、，按照易于与工业控制系统形成一个整体，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定可编程逻辑控制器的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的可编程逻辑控制器和设计相应的控制系统。一、输入输出（I/O）点数的估算I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%〜20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。二、存储器容量的估算存储器容量是可编程序控制器本身能提供的駛件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储

8、单元的大小，因此程序容量