四层电梯plc控制系统设计开题报告_理学_高等教育_教育专区。f66永乐国际一、选题的目的及研究意义 可编程控制器从其产生到现在,实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃;其功能 从弱到强,实现了逻辑控制到数字控制的进步;其应用领域从小到大,实现了单 体设备简单控制到胜任运动控制、过程

  一、选题的目的及研究意义 可编程控制器从其产生到现在,实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃;其功能 从弱到强,实现了逻辑控制到数字控制的进步;其应用领域从小到大,实现了单 体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。PLC 作为工业控制领域的主流控制设备,在各行各业发挥着越来越大的作用,而利用 计算机监控 PLC 的工作情况及状态或进行调度,便于系统的管理。利用计算机监 控 PLC 的工作情况及状态或进行调度,主要是便于系统的管理,节约成本。采用 MCGS 组态软件实现 PC 机和 PLC 之间的通讯,完成 PLC 实验系统的监督与控制, 应用组态软件在计算机屏幕上全真模拟 PLC 的控制对象,它能以动画形式演示 PLC 控制对象的工作过程,设计界面友好的的人机交互窗口,能够实现系统工艺 的显示、报表、系统控制及参数设置、形成实时及历史曲线和数据,设计过程灵 活多变, 可以制作出各种界面用以方便监控,工程人员不用去现场能够及时的从 电脑屏幕上了解到系统目前状况,及时了解和处理故障,节约人力,节约时间, 总结说来其具有成本低、免维护、形象直观等优点,所以基于 MCGS 的 PLC 监控 实验系统的开发与设计具有重要的实用意义。 二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等 过去主要依靠工业控制计算机或者 PLC,然而工控机系统的软件功能都靠软 件人员编程实现,工作量大,软件通用性差,且易产生错误;PLC(可编程序控 制器)在工业现场因其编程方便,抗干扰能力强,获得了广泛的应用。但受到内 部硬件电路的限制,在运算速度、数据处理能力等方面和 PC 机相比,要逊色很 多,因此在工业现场对复杂模型进行控制时,可以借助上位机 PC 来建立生产模 型,通过构建监督式控制系统,完成监控,仅用 PLC 人们不能及时直观地观察到 系统运行状况。 随着工业控制要求的不断提高,计算机和 PLC 联合协作是必然的 趋势,计算机具有较强的数据处理功能,配备着多种高级语言,若选择适当的操 作系统, 则可提供优良的软件平台, 开发各种应用系统, 特别是动态画面显示等。 随着工业 PC 的推出,PC 在工业现场运行的可靠性问题也得到了解决,专门用于 工业控制的组态软件应运而生,组态软件实现 PC 机和 PLC 之间的通信,PLC 完 成现场的监控,上位机进行直观显示。其广泛应用于工业控制系统,例如煤矿化 1 工监控系统的应用, 在船舶机舱集中监控系统的应用,电梯远程监控系统的设计 应用等。 三、 对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究 方法(技术路线)或 设计(实验)方案进行说明 本次设计主要以 MITSUBISHI PLC 为控制器,以实验室已有的 PLC 实验平台 为控制对象, 或模拟工业过程, 采用 MCGS 组态软件实现 PC 机和 PLC 之间的通讯, 完成 PLC 实验系统的监督与控制。主要研究方案如下: 1.分析设计任务,搜集参考文献,根据设计任务要求进行分析与论证,认 线.通过文献的阅读,熟悉过程控制、计算机控制技术的原理及 PLC 应用与 开发技术,熟练掌握 MITSUBISHIPLC 的编程软件,熟悉 MCGS 组态软件的使用方 法。 3.根据工艺及控制要求,通过 MCGS 开发应用软件,设计控制界面,利用 PLC 完成控制系统设计,包括:PLC 的硬件设计及软件设计,主要有:PLC 机型 的选择、输入/输出点数的选择、储器类型及存储容量的选择、开关量输入/输出 模块的选择、通讯方式的确定与实现、特殊功能模块的选择、PLC 编程方式的选 择、PLC 环境因素的考虑及控制系统的软件设计。 4.利用 PLC 编程软件进行系统设计、调试、下装及诊断,用 MCGS 软件作为 上位机监控组态软件, 设计界面友好的的人机交互窗口,能够实现系统工艺的显 示、报表、系统控制及参数设置、形成实时及历史曲线.总结设计过程,完成毕业设计。 解决这些问题的主要方法可以采用先仿真后实际应用的方法, 这样试验成本 低,高效化。通过组态软件与 PLC 链接与通信,通过组态软件仿真系统,进行 PLC 程序的修改与完善,逐步达到要求的合格水平,再进行实际试验,这样成功 效率高成本低。 PLC 的通讯方式有两种,串行通信和并口的通讯,并口多用于 PLC 之间的通 讯,PLC 与计算机的通信通常是远距离通信,只要少数的数据线,故采用串行通 信,串行其有两种通讯方式,一种是 PC 机作主动者,即主局,PLC 为从动者, 2 即子局。另一种是 PLC 为主局,而 PC 机为子局。无论工作在哪种方式,都是可 通过 RS232、RE422 或 RS485 电缆线来进行信息传递。 采用串行通信实现上位机 PC 和下位机 PLC 通讯一般可采用两种方法:可以 通过 Windows 或高级语言编程, 实现二者通讯;还可借助现在普遍使用的工业控 制组态软件。使用前者,编程比较繁琐,需要了解具体的通讯机制,另外还要掌 握某种高级语言, 并对所编程序花费一定调试时间, 而且容易出错, 修改难度大, 效率底, 但是软件的成本得到降低。使用后者组态软件是一个专为工控开发的工 具软件。 它为用户提供了多种通用工具模块,用户不需要掌握太多的编程语言技 术, 就能很好的完成一个复杂工程所要求的几乎所有功能。软件系统包括组态环 境和运行环境两个部分。组态环境,用来设计和构造自己的应用系统。运行环境 则按照组态环境中构造的组态工程,以用户指定的方式运行,并进行各种处理, 完成用户组态设计的目标和功能。其优点是编程语言简单,在较短的时间内编制 出控制功能复杂的程序,而且调试时间也相对较短。综上,采用串口通信,用组 态软件和 PLC 通信比较合适。 四、检索与本课题有关参考文献资料的简要说明 [1] 潘立登,过程控制[M].北京:机械工业出版社,2008:12-19。 [2] 陈炳和,计算机控制原理与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2008:18-56。 [3] 马志溪.电气工程设计 [M].北京: 机械工业出版社,2002:10-39. [4] 刘增良,刘国亭.电气工程 CAD [M].北京: 中国水利水电出版社, 2002:40-43. [5] 齐占庆,王振臣.电气控制技术 [M].北京: 机械工业出版社,f66永乐国际, 2002:30-32. [6] 史国生.电气控制与可编程控制器技术 [M].北京: 化学工业出版社, 2003:31-32. [7] 郁汉琪. 电气控制与可编程序控制器应用技术 [M].南京: 东南大学出 版社,2003:50-80. [8] 张万忠.可编程控制器应用技术 [M].北京: 化学工业出版社, 2001:12-34. 3 [9] 王兆义.小型可编程控制器实用技术 [M].北京: 机械工业出版社, 2002:14-15. [10] 三菱微型可编程控制器手册 [M].MITSUBISHI SOCIO-TECH, 2003:17-18. [11] 吴晓君,杨向明.电气控制与可编程控制器应用 [M].北京: 中国建 材工业出版社,2004:15-18. [12] 李道霖.电气控制与 PLC 原理及应用 [M].北京: 电子工业出版社, 2004:68-67. [13] 岳建锋, 高级语言和组态软件对设计 PC 机与 PLC 通讯程序的比较[Z]. 微机算计信息网,2006.1.1 [14] 张凤珊.电气控制及可编程序控制器.2 版 [M].北京: 中国轻工业 出版社,2003. [15] 郭艳萍,电气控制技术和 PLC 应用[M].北京:人民邮电出版社,2010: 50-72。 [16] 梁伟栋,郭浩;MCGS 组态软件设计及其应用[J].广东自动化与信息工 程.2005.01:12-30. [17] 周永勤,周美兰,颜景斌,王旭东.基于组态技术虚拟被控对象的 PLC 仿 真实验研究[J].哈尔滨理工大学学报.2004(6):8-9. [18] 刘一凡,黄伟.建设 PLC 实验室的探讨[J].肇庆学院学 报.2003(05):10-12. [19] Michel Gilles. Programmabe Logic Controllers[M].Architecture and Application Wiley.1990:12-14. [20] G.L.Batten. Programmabe Controllers:hardware.software and Application[M].New York:MC Graw-Hill.1994:37-47. [21] Cheded.Al-Mulla. Control of a four-level elevator system using a programmable logic controller[J]. International Journal of Electrical Engineering Education,2003(2):10-17. 五、毕业设计进程安排。 4 2 月学习相关基础知识,例如过程控制、计算机控制技术的原理及 PLC 应用 与开发技术,熟练掌握 MITSUBISHIPLC 的编程软件,熟悉 MCGS 组态软件的使用 方法; 3 月 8 日完成开题报告,三月初做好 PLC 的硬件设计及软件设计,主要 有:PLC 机型的选择、输入/输出点数的选择、储器类型及存储容量 的选择、开 关量输入/输出模块的选择、通讯方式的确定与实现、特殊功能模块的选择、PLC 编程方式的选择、PLC 环境因素的考虑及控制 系统的软件设计; 3 月下旬实现 PC 机和 PLC 之间的通讯,完成用 MCGS 软件作为上位机监控组 态软件,设计界面友好的的人机交互窗口,能够实现系统工艺 的显示、报表、 系统控制及参数设置、形成实时及历史曲线 月初系统调试与安装; 4 月下旬总结设计过程,完成毕业设计。 5