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plc開題報(bào)告(精選12篇)
緊張又充實(shí)的大學(xué)生活即將結(jié)束,大學(xué)生們馬上就要開始最難熬的畢業(yè)設(shè)計(jì)階段,而我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)前要先寫開題報(bào)告,那么優(yōu)秀的開題報(bào)告是什么樣的呢?下面是小編精心整理的plc開題報(bào)告,僅供參考,希望能夠幫助到大家。

plc開題報(bào)告 1
一、選題的目的及研究意義
可編程控制器從其產(chǎn)生到現(xiàn)在,實(shí)現(xiàn)了接線邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍;其功能從弱到強(qiáng),實(shí)現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步;其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大,實(shí)現(xiàn)了單體設(shè)備簡(jiǎn)單控制到勝任運(yùn)動(dòng)控制、過程控制及集散控制等各種任務(wù)的跨越。PLC作為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備,在各行各業(yè)發(fā)揮著越來(lái)越大的作用,而利用計(jì)算機(jī)監(jiān)控PLC的工作情況及狀態(tài)或進(jìn)行調(diào)度,便于系統(tǒng)的管理。利用計(jì)算機(jī)監(jiān)控PLC的工作情況及狀態(tài)或進(jìn)行調(diào)度,主要是便于系統(tǒng)的管理,節(jié)約成本。采用MCGS組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)PC機(jī)和PLC之間的通訊,完成PLC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的監(jiān)督與控制,應(yīng)用組態(tài)軟件在計(jì)算機(jī)屏幕上全真模擬PLC的控制對(duì)象,它能以動(dòng)畫形式演示PLC控制對(duì)象的工作過程,設(shè)計(jì)界面友好的的人機(jī)交互窗口,能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)工藝的顯示、報(bào)表、系統(tǒng)控制及參數(shù)設(shè)置、形成實(shí)時(shí)及歷史曲線和數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)過程靈活多變,可以制作出各種界面用以方便監(jiān)控,工程人員不用去現(xiàn)場(chǎng)能夠及時(shí)的從電腦屏幕上了解到系統(tǒng)目前狀況,及時(shí)了解和處理故障,節(jié)約人力,節(jié)約時(shí)間,總結(jié)說來(lái)其具有成本低、免維護(hù)、形象直觀等優(yōu)點(diǎn),所以基于MCGS的PLC監(jiān)控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)具有重要的實(shí)用意義。
二、綜述與本課題相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、研究方法及應(yīng)用領(lǐng)域等
過去主要依靠工業(yè)控制計(jì)算機(jī)或者PLC,然而工控機(jī)系統(tǒng)的軟件功能都靠軟件人員編程實(shí)現(xiàn),工作量大,軟件通用性差,且易產(chǎn)生錯(cuò)誤;PLC(可編程序控制器)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)因其編程方便,抗干擾能力強(qiáng),獲得了廣泛的應(yīng)用。但受到內(nèi)部硬件電路的限制,在運(yùn)算速度、數(shù)據(jù)處理能力等方面和PC機(jī)相比,要遜色很多,因此在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)復(fù)雜模型進(jìn)行控制時(shí),可以借助上位機(jī)PC來(lái)建立生產(chǎn)模型,通過構(gòu)建監(jiān)督式控制系統(tǒng),完成監(jiān)控,僅用PLC人們不能及時(shí)直觀地觀察到系統(tǒng)運(yùn)行狀況。隨著工業(yè)控制要求的不斷提高,計(jì)算機(jī)和PLC聯(lián)合協(xié)作是必然的趨勢(shì),計(jì)算機(jī)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能,配備著多種高級(jí)語(yǔ)言,若選擇適當(dāng)?shù)牟僮飨到y(tǒng),則可提供優(yōu)良的軟件平臺(tái),開發(fā)各種應(yīng)用系統(tǒng),特別是動(dòng)態(tài)畫面顯示等。隨著工業(yè)PC的推出,PC在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的可靠性問題也得到了解決,專門用于工業(yè)控制的組態(tài)軟件應(yīng)運(yùn)而生,組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)PC機(jī)和PLC之間的通信,PLC完成現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控,上位機(jī)進(jìn)行直觀顯示。其廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng),例如煤礦化工監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用,在船舶機(jī)艙集中監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用,電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用等。
三、對(duì)本課題將要解決的主要問題及解決問題的思路與方法
擬采用的研究方法(技術(shù)路線)或設(shè)計(jì)(實(shí)驗(yàn))方案進(jìn)行說明本次設(shè)計(jì)主要以MITSUBISHIPLC為控制器,以實(shí)驗(yàn)室已有的PLC實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為控制對(duì)象,或模擬工業(yè)過程,采用MCGS組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)PC機(jī)和PLC之間的通訊,完成PLC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的監(jiān)督與控制。主要研究方案如下:
1.分析設(shè)計(jì)任務(wù),搜集參考文獻(xiàn),根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求進(jìn)行分析與論證,認(rèn)真完成開題報(bào)告。
2.通過文獻(xiàn)的`閱讀,熟悉過程控制、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的原理及PLC應(yīng)用與開發(fā)技術(shù),熟練掌握MITSUBISHIPLC的編程軟件,熟悉MCGS組態(tài)軟件的使用方法。
3.根據(jù)工藝及控制要求,通過MCGS開發(fā)應(yīng)用軟件,設(shè)計(jì)控制界面,利用PLC完成控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),包括:PLC的硬件設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì),主要有:PLC機(jī)型的選擇、輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的選擇、儲(chǔ)器類型及存儲(chǔ)容量的選擇、開關(guān)量輸入/輸出模塊的選擇、通訊方式的確定與實(shí)現(xiàn)、特殊功能模塊的選擇、PLC編程方式的選擇、PLC環(huán)境因素的考慮及控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。
4.利用PLC編程軟件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試、下裝及診斷,用MCGS軟件作為上位機(jī)監(jiān)控組態(tài)軟件,設(shè)計(jì)界面友好的的人機(jī)交互窗口,能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)工藝的顯示、報(bào)表、系統(tǒng)控制及參數(shù)設(shè)置、形成實(shí)時(shí)及歷史曲線和數(shù)據(jù)。
5.系統(tǒng)調(diào)試與安裝。
6.總結(jié)設(shè)計(jì)過程,完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。
解決這些問題的主要方法可以采用先仿真后實(shí)際應(yīng)用的方法,這樣試驗(yàn)成本低,高效化。通過組態(tài)軟件與PLC鏈接與通信,通過組態(tài)軟件仿真系統(tǒng),進(jìn)行PLC程序的修改與完善,逐步達(dá)到要求的合格水平,再進(jìn)行實(shí)際試驗(yàn),這樣成功效率高成本低。
PLC的通訊方式有兩種,串行通信和并口的通訊,并口多用于PLC之間的通訊,PLC與計(jì)算機(jī)的通信通常是遠(yuǎn)距離通信,只要少數(shù)的數(shù)據(jù)線,故采用串行通信,串行其有兩種通訊方式,一種是PC機(jī)作主動(dòng)者,即主局,PLC為從動(dòng)者,即子局。另一種是PLC為主局,而PC機(jī)為子局。無(wú)論工作在哪種方式,都是可通過RS232、RE422或RS485電纜線來(lái)進(jìn)行信息傳遞。
采用串行通信實(shí)現(xiàn)上位機(jī)PC和下位機(jī)PLC通訊一般可采用兩種方法:可以通過Windows或高級(jí)語(yǔ)言編程,實(shí)現(xiàn)二者通訊;還可借助現(xiàn)在普遍使用的工業(yè)控制組態(tài)軟件。使用前者,編程比較繁瑣,需要了解具體的通訊機(jī)制,另外還要掌握某種高級(jí)語(yǔ)言,并對(duì)所編程序花費(fèi)一定調(diào)試時(shí)間,而且容易出錯(cuò),修改難度大,效率底,但是軟件的成本得到降低。使用后者組態(tài)軟件是一個(gè)專為工控開發(fā)的工具軟件。它為用戶提供了多種通用工具模塊,用戶不需要掌握太多的編程語(yǔ)言技術(shù),就能很好的完成一個(gè)復(fù)雜工程所要求的幾乎所有功能。軟件系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分。組態(tài)環(huán)境,用來(lái)設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。運(yùn)行環(huán)境則按照組態(tài)環(huán)境中構(gòu)造的組態(tài)工程,以用戶指定的方式運(yùn)行,并進(jìn)行各種處理,完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能。其優(yōu)點(diǎn)是編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單,在較短的時(shí)間內(nèi)編制出控制功能復(fù)雜的程序,而且調(diào)試時(shí)間也相對(duì)較短。綜上,采用串口通信,用組態(tài)軟件和PLC通信比較合適。
四、檢索與本課題有關(guān)參考文獻(xiàn)資料的簡(jiǎn)要說明
xx
五、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程安排。
2月學(xué)習(xí)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí),例如過程控制、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的原理及PLC應(yīng)用與開發(fā)技術(shù),熟練掌握MITSUBISHIPLC的編程軟件,熟悉MCGS組態(tài)軟件的使用方法;3月8日完成開題報(bào)告,三月初做好PLC的硬件設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì),主要有:PLC機(jī)型的選擇、輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的選擇、儲(chǔ)器類型及存儲(chǔ)容量的選擇、開關(guān)量輸入/輸出模塊的選擇、通訊方式的確定與實(shí)現(xiàn)、特殊功能模塊的選擇、PLC編程方式的選擇、PLC環(huán)境因素的考慮及控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì);
3月下旬實(shí)現(xiàn)PC機(jī)和PLC之間的通訊,完成用MCGS軟件作為上位機(jī)監(jiān)控組態(tài)軟件,設(shè)計(jì)界面友好的的人機(jī)交互窗口,能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)工藝的顯示、報(bào)表、系統(tǒng)控制及參數(shù)設(shè)置、形成實(shí)時(shí)及歷史曲線和數(shù)據(jù)。
4月初系統(tǒng)調(diào)試與安裝;
4月下旬總結(jié)設(shè)計(jì)過程,完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。
plc開題報(bào)告 2
一、設(shè)計(jì)的目的和意義
1、設(shè)計(jì)的目的PLC設(shè)計(jì)開題報(bào)告
①通過畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論,基礎(chǔ)知識(shí),基本技能進(jìn)行分析和解決實(shí)際問題的能力。
②通過PLC系統(tǒng)開發(fā)的綜合訓(xùn)練,達(dá)到能夠進(jìn)行PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)施調(diào)試的目的。
、叟囵B(yǎng)分析和解決系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行過程中出現(xiàn)各種實(shí)際問題的能力。
2、設(shè)計(jì)的意義
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈。因此各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)都迫切地需要改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù),提高生產(chǎn)效率,尤其在需要進(jìn)行材料分揀的企業(yè),以往一直采用人工分揀的方法,致使生產(chǎn)效率低,生產(chǎn)成本高,企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力差,材料的自動(dòng)分揀已成為企業(yè)的唯一選擇。針對(duì)上述問題,利用PLC技術(shù)設(shè)計(jì)了一種成本低,效率高的材料自動(dòng)分揀裝置,在材料分揀過程中取得了較好的控制效果。采用可編程控制器PLC進(jìn)行控制物料分揀,能連續(xù),大批量的分揀貨物,分揀誤差率低且勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低,可顯著提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,分揀作業(yè)基本是無(wú)人化,而且分揀系統(tǒng)能靈活地與其他物流設(shè)備無(wú)縫連接,實(shí)現(xiàn)對(duì)物料實(shí)物液、物料信息液的分配和管理,其設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的組裝、具有系統(tǒng)布局靈活、維護(hù)、檢修方便等優(yōu)點(diǎn)且受場(chǎng)地影響不大。
二、材料分揀裝置的發(fā)展介紹
材料分揀(亦稱自動(dòng)分揀)是二次大戰(zhàn)后在美國(guó)、日本的'物流中心中廣泛采用的一種自動(dòng)分揀系統(tǒng),該系統(tǒng)已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)和大中型物流中心,配送中心或流通中心所必需的設(shè)施條件之一,但因其要求使用者必須具備一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件,因此,在發(fā)達(dá)國(guó)家,物流中心,配送中心或流通中心不用自動(dòng)分揀系統(tǒng)的情況也很普遍。
三、設(shè)計(jì)任務(wù)及原理
1、設(shè)計(jì)任務(wù)
通電狀態(tài)下,下料時(shí),下料傳感器動(dòng)作,傳送帶運(yùn)行,電感傳感器檢測(cè)到鐵塊材料時(shí),汽缸1動(dòng)作將材料推下,電容傳感器檢測(cè)到鋁塊材料時(shí),汽缸2動(dòng)作將材料推下,顏色傳感器檢測(cè)非金屬材料為綠色塊時(shí)汽缸3動(dòng)作將材料推下。其它顏色非金屬材料塊被傳送到SD位置時(shí),汽缸4動(dòng)作將材料推下,豎井式下料槽無(wú)料時(shí),傳送帶運(yùn)行一個(gè)行程自動(dòng)停機(jī)。
2、設(shè)計(jì)原理
根據(jù)分揀裝置工作過程設(shè)計(jì)功能表圖,設(shè)計(jì)電氣控制原理圖,在設(shè)計(jì)的電氣控制原理圖的基礎(chǔ)上對(duì)它進(jìn)行研究,分析工作過程的每一個(gè)環(huán)節(jié),再選擇合適的PLC類型,編寫I/O分配圖。
plc開題報(bào)告 3
。1)勝任的。
傳統(tǒng)的智能控制是一種技術(shù)的事先安排,說到底是一種程序控制,是一種周期性的系統(tǒng)自動(dòng)控制,實(shí)際上還算不上智能。而真正的智能電梯應(yīng)更具人性化特點(diǎn),不僅具有傳統(tǒng)的人工智能的所有優(yōu)點(diǎn),而且還有傳統(tǒng)的人工智能無(wú)法比擬的東西,具有動(dòng)念和隨機(jī)處理各種問題的能力,諸如能根據(jù)轎廂內(nèi)的情況和各層的候梯信息,自動(dòng)地制定每次最優(yōu)的運(yùn)動(dòng)速度和停車政策;自動(dòng)選擇運(yùn)動(dòng)方面;雙向語(yǔ)音交流;到達(dá)目的層的語(yǔ)音提示等,讓乘客有更多的主動(dòng)性,使大樓交通運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)真正的人機(jī)對(duì)話。智能化要求電梯有自動(dòng)安全檢測(cè)功能,讓電梯自己能夠檢測(cè)到電梯的故障所在,并及時(shí)報(bào)警予以排除。
(2)安全。
運(yùn)行安全是電梯的根本和關(guān)鍵?梢哉f,電梯的全部其他工作都是以此為中心展開的,使電梯安全運(yùn)行更有保障。運(yùn)行安全不僅要消除電梯啟動(dòng)時(shí)較強(qiáng)的電磁輻射,使用安全材料和運(yùn)行穩(wěn)定,而且要有一種良好的視覺效果,讓每一位乘客在寬敞、明亮轎廂內(nèi)有安全、舒適的好心情。同時(shí),電梯運(yùn)行安全也要求電梯在運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí),不但要使乘客容易與外界溝通聯(lián)系,而且電梯本身應(yīng)當(dāng)能自動(dòng)播放讓乘客感到放松的音樂,徹底消除產(chǎn)生緊張不安的情緒。當(dāng)小孩和老人乘坐時(shí),電梯對(duì)他們應(yīng)給予一種如同家人般的照顧,不但讓老人和孩子感到方便和舒適,而且更讓其家人感到放心。電梯運(yùn)行安全還要求電梯有自動(dòng)休眠功能,使電梯在保證運(yùn)行效率最高的同時(shí),使電梯能最大限度地得到休眠。
(3)與環(huán)境的協(xié)調(diào)和平衡,包括以下幾個(gè)方面:
①視覺協(xié)調(diào)。有人曾經(jīng)做過環(huán)境色彩是否對(duì)人有影響的研究。該研究發(fā)展:視覺不協(xié)調(diào)的環(huán)境色彩對(duì)人的情緒、精神影響非常大。色彩宜人,格調(diào)高雅,制作精良的電梯,有一種視覺上的舒適。用料低廉,款式陳舊,色彩沉悶,甚至破破爛爛的電梯,乘客視覺協(xié)調(diào)無(wú)從談起,國(guó)內(nèi)的許多電梯公司對(duì)此的重視是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的`,甚至不少通過引進(jìn)國(guó)外技術(shù)國(guó)產(chǎn)化的電梯也顯露出一副土生土長(zhǎng)的容貌。
②消除電磁輻射。如前所述,由于電梯是大樓里頻繁起制動(dòng)的大容量電器是電磁干擾的元兇,所以綠色電梯必須是一個(gè)達(dá)到自身對(duì)大樓電磁干擾最小,而又不被其他電磁干擾影響的建筑機(jī)電設(shè)備。這樣不僅可以保證乘客的身心健康,而且也可以保證大樓、大廈中的大樓的辦公自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化、通訊自動(dòng)化的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
③舒適感。通過采用高載頻波矢量靜音變頻器,可降低噪聲變換頻率及電壓。以CPU控制電壓及頻率的連續(xù)變換方式,按人體生理適應(yīng)要求,利用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)而成的理想運(yùn)行曲線,實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、更舒適的運(yùn)行。
對(duì)現(xiàn)代化電梯性能的衡量,主要著重于可靠性、安全性和乘坐的舒適性。此外,對(duì)經(jīng)濟(jì)性、能耗、噪聲等級(jí)和電磁干擾程度等方面也有相應(yīng)要求。隨著時(shí)代的發(fā)展,相信電梯行業(yè)會(huì)越來(lái)越貼近生活。
研究的主要內(nèi)容及所解決的問題
目前,在電梯的控制方式上,主要有繼電器控制、PLC控制和微型計(jì)算機(jī)控制三種。而PlC實(shí)際上是一種專用計(jì)算機(jī),它采用巡回掃描的方式分時(shí)處理各項(xiàng)任務(wù),而且依靠程序運(yùn)行,這就保證只有正確的程序才能運(yùn)行,否則電梯不會(huì)工作;又由于PLC中的內(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等實(shí)際上是PLC系統(tǒng)內(nèi)存工作單元,即無(wú)線圈又無(wú)觸點(diǎn),使用次數(shù)不受限制,屬無(wú)觸點(diǎn)運(yùn)行,因此,它比繼電器控制有著明顯的優(yōu)越性,運(yùn)行壽命更長(zhǎng),工作更加可靠安全,自動(dòng)化水平更高。PLC控制是三種控制方式中最具有可靠性、實(shí)用性和靈活性的控制方式,它更適合于用在電梯的技術(shù)改造和控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代,是電梯控制系統(tǒng)中理想的控制新技術(shù)。
電梯的控制是比較復(fù)雜的,可編程控制器的使用為電梯的控制提供了廣闊的空間,隨著PLC應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展,將使得它的體積大大減小,功能不斷完善,過程的控制更平穩(wěn)、可靠,抗干擾性能增強(qiáng)、機(jī)械與電氣部件有機(jī)地結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi),把儀表、電子和計(jì)算機(jī)的功能綜合在一起。它已經(jīng)成為電梯運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù)。因此,研究plc技術(shù)更具有了戰(zhàn)略性的意義。
plc開題報(bào)告 4
1、選題意義和背景。
可編程序邏輯控制器(ProgrammableLogicController,PLC)具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、功能豐富等強(qiáng)大技術(shù)優(yōu)勢(shì),已經(jīng)成為目前自動(dòng)化領(lǐng)域的主流控制系統(tǒng)。然而,從目前的應(yīng)用情況來(lái)看,PLC還大都只是承擔(dān)最基本的控制功能,如順序控制、數(shù)據(jù)采集和PID反饋控制。各個(gè)PLC廠家也在其產(chǎn)品中設(shè)計(jì)了PID模塊。雖然PID算法控制有很高的穩(wěn)定性,但對(duì)于一些復(fù)雜控制系統(tǒng),PID控制很難滿足控制要求,這也使PLC的發(fā)展面臨著一種挑戰(zhàn)。隨著越來(lái)越多的PLC產(chǎn)品與IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)兼容,PLC控制系統(tǒng)越來(lái)越開放,將先進(jìn)控制算法嵌入PLC常規(guī)控制系統(tǒng)成為可能。本課題從工業(yè)控制實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā),對(duì)PLC的控制功能進(jìn)行深入的研究和探討,以提高和擴(kuò)展PLC控制器的應(yīng)用水平和應(yīng)用范圍。本課題:PLC先進(jìn)控制策略的研究與應(yīng)用,其目的是通過研究使一些先進(jìn)控制算法在PLC及組態(tài)系統(tǒng)上得以實(shí)現(xiàn),并開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用程序,經(jīng)過驗(yàn)證后最終應(yīng)用到工業(yè)過程控制中去。
在PLC組態(tài)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制算法,包括預(yù)測(cè)控制算法和模糊邏輯控制算法,形成具有人工智能的控制模塊及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),能大大提高系統(tǒng)的控制水平,改善控制質(zhì)量。從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看,目前PLC生產(chǎn)商的一些產(chǎn)品具備先進(jìn)控制模塊,如模糊模塊。但它們的價(jià)格十分昂貴,且封閉性較強(qiáng),不適合我國(guó)中小型企業(yè)的工業(yè)改造。因此開發(fā)較為通用的先進(jìn)算法實(shí)現(xiàn)技術(shù),對(duì)于我國(guó)中小型企業(yè)的工業(yè)改造具有很大的意義,既可降低生產(chǎn)成本,又可提高經(jīng)濟(jì)效益。
模糊控制與預(yù)測(cè)控制是智能控制中技術(shù)較為成熟的分支,因此,研制和開發(fā)出適合工業(yè)環(huán)境的實(shí)時(shí)先進(jìn)控制開發(fā)工具,實(shí)現(xiàn)模糊控制、預(yù)測(cè)控制嵌入PLC,與常規(guī)控制集成運(yùn)行,讓先進(jìn)控制從教授、專家手中走出來(lái),實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制的工程化、實(shí)用化、轉(zhuǎn)化為社會(huì)生產(chǎn)力,對(duì)縮短控制系統(tǒng)開發(fā)周期,加快先進(jìn)控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用,提高我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化水平有著重大的意義。
2、論文綜述/研究基礎(chǔ)。
在過程工業(yè)界,從40年代開始,采用PID控制規(guī)律的單輸入單輸出簡(jiǎn)單反饋控制回路己成為過程控制的核心系統(tǒng)。目前,PID控制仍廣泛應(yīng)用,即便是在大量采用DCS控制的最現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)過程中,這類回路仍占總回路80%-90%.這是因?yàn)镻ID控制算法是對(duì)人的簡(jiǎn)單而有效操作的總結(jié)和模仿,足以維護(hù)一般過程的平穩(wěn)操作與運(yùn)行,而且這類算法簡(jiǎn)單且應(yīng)用歷史悠久,工業(yè)界比較熟悉且容易接受。
然而,單回路PID控制并不能適用于所有的過程和不同的要求[4}050年代開始,逐漸發(fā)展了串級(jí)、比值、前饋、均勻和Smith預(yù)估控制等復(fù)雜控制系統(tǒng),即當(dāng)時(shí)的先進(jìn)控制系統(tǒng),在很大程度上滿足了單變量控制系統(tǒng)的一些特殊的控制要求。在工業(yè)生產(chǎn)過程中,仍有10%-20%的控制問題采用上述控制策略無(wú)法奏效,所涉及的被控過程往往具有強(qiáng)藕合性、不確定性、非線性、信息不完全性和大純滯后等特性,并存在著苛刻的約束條件,更重要的是它們大多數(shù)是生產(chǎn)過程的核心部分,直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本等有關(guān)指標(biāo)。隨著過程工業(yè)日益走向大型化、連續(xù)化,對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程控制的品質(zhì)提出了更高的要求,控制與經(jīng)濟(jì)效益的矛盾日趨尖銳,迫切需要一類合適的先進(jìn)控制策略。自50年代末發(fā)展起來(lái)的以狀態(tài)空間方法為主體的現(xiàn)代控制理論,為過程控制帶來(lái)了狀態(tài)反饋、輸出反饋、解疆控制、自適應(yīng)控制等一系列多變量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法}s}.上述多變量控制策略有其自身的不足之處,工業(yè)過程的復(fù)雜性使得建立其正確的數(shù)學(xué)模型比較困難。同時(shí),計(jì)算機(jī)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展使得計(jì)算機(jī)控制在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用,強(qiáng)大的計(jì)算能力可以用來(lái)求解過去認(rèn)為是無(wú)法求解的`問題,這一切都孕育著過程控制領(lǐng)域的新突破。
整個(gè)80年代,出現(xiàn)了許多約束模型預(yù)測(cè)控制的工程化軟件包。通過在模型識(shí)別、優(yōu)化算法、控制結(jié)構(gòu)分析、參數(shù)整定和有關(guān)穩(wěn)定性和魯棒性研究等一系列工作,基于模型控制的理論體系己基本形成,并成為目前過程控制應(yīng)用最成功,也最有前途的先進(jìn)控制策略。近年來(lái),人工智能技術(shù)有了長(zhǎng)足的長(zhǎng)進(jìn)并在許多科學(xué)與工程領(lǐng)域中取得了較廣泛的應(yīng)用。就過程控制而言,專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊系統(tǒng)是最有潛力的三種工具。專家系統(tǒng)可望在過程故障診斷、監(jiān)督控制、檢測(cè)儀表和控制回路有效性檢驗(yàn)中獲得成功應(yīng)用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則可以為復(fù)雜的非線性過程的建模提供有效的方法,進(jìn)而可用于過程軟測(cè)量和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上。模糊系統(tǒng)不僅是行之有效的模糊控制理論基礎(chǔ),而且有望成為表達(dá)確定性和不確定性兩類混合并提煉這些經(jīng)驗(yàn)使之成為知識(shí)進(jìn)而改進(jìn)以后的控制,也將是先進(jìn)控制的重要內(nèi)容。
由于先進(jìn)控制受控制算法的復(fù)雜性和計(jì)算機(jī)硬件兩方面因素的影響,早期的先進(jìn)控制算法通常是在PC機(jī)和UNIX機(jī)上實(shí)施的。隨著DCS功能的不斷增強(qiáng),更多的先進(jìn)控制策略可以與基本控制回路一起在DCS控制站上實(shí)現(xiàn)。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)缀跛衅髽I(yè)都采用了DCS系統(tǒng)或其它智能化設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的控制,并在此基礎(chǔ)上通過實(shí)施先進(jìn)控制與優(yōu)化較大的提升了系統(tǒng)的性能?梢哉f,高性能控制系統(tǒng),尤其是DCS系統(tǒng)的普及為先進(jìn)控制的應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的硬件和軟件平臺(tái)。國(guó)外從70年代末就開始了先進(jìn)控制技術(shù)商品化軟件的開發(fā)及應(yīng)用,并在DCS的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制和優(yōu)化。如愛默生公司的DeltaV和Honeywell公司的TDC3000,其先進(jìn)控制軟件RMPGT和RPID等在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用都集中在自己的DCS系統(tǒng)上。傳統(tǒng)的PLC由于不支持浮點(diǎn)運(yùn)算以及先進(jìn)控制所必須的精確的時(shí)間,因此,除了模糊邏輯控制外,其他的先進(jìn)控制并沒有在PLG平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。然而,在過程工業(yè)中大多系統(tǒng)使用先進(jìn)靈活的PLC控制系統(tǒng),因此1996年Barnes提出了一種基于PC-PLC通訊的混合方式,通過控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與PLG的通訊,從而實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制。
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一、課題研究的意義
可編程程序控制器是近二十幾年發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)控制器,由于他把計(jì)算機(jī)的編程靈活、功能齊全、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)與繼電器系統(tǒng)的控制簡(jiǎn)單、使用方便、抗干擾能力強(qiáng)、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái),而其本身又具有體積小、重量輕、耗電省等特點(diǎn),所以它在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。另一方面,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程的需求,越來(lái)越多的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)正在廣泛應(yīng)用與各種工業(yè)生產(chǎn)過程。其特點(diǎn)是集控制和管理于一身,形成順序生產(chǎn)過程的集成控制系統(tǒng)。
以PC機(jī)作為上位機(jī),以PLC作為基本控制單元的集控制和管理于一身的控制系統(tǒng)在現(xiàn)代化生產(chǎn)及管理中越來(lái)越顯示出優(yōu)越性,因此研究基于PLC的自動(dòng)加工監(jiān)控系統(tǒng)具有非常實(shí)用的意義。
二、總體方案設(shè)計(jì)
本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是基于PLC的自動(dòng)加工監(jiān)控系統(tǒng)。要求實(shí)現(xiàn)以下功能:
。1)實(shí)現(xiàn)控制功能
通過可編程控制器進(jìn)行編程,對(duì)生產(chǎn)加工的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控與控制。通過傳感器調(diào)節(jié)機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)角度和長(zhǎng)度,對(duì)物料進(jìn)行準(zhǔn)確抓取和輸送。
(2)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控
通過監(jiān)控畫面實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控,及時(shí)調(diào)整參數(shù)設(shè)置,對(duì)整個(gè)生產(chǎn)加工實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與控制。
而本設(shè)計(jì)作為工業(yè)生產(chǎn),既要求提高生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本,又要求控制系統(tǒng)的控制精度高、響應(yīng)時(shí)間短。為此將采用上位PC機(jī)和PLC工具箱一起來(lái)模擬基于PLC的自動(dòng)加工監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行。
該監(jiān)控系統(tǒng)采用分三級(jí)控制的`方案。分別為監(jiān)控級(jí)、控制級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)。監(jiān)控級(jí)采用VB編程語(yǔ)言在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn),也可用ControlLogix系統(tǒng)構(gòu)建?刂萍(jí)采用SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件進(jìn)行程序控制。現(xiàn)場(chǎng)級(jí)主要采用的利用PLC工具箱上的步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及燈亮來(lái)模擬生產(chǎn)加工過程。
三、可編程控制器的選擇
自動(dòng)加工監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為了能夠大大提高生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本,但這必須是在控制系統(tǒng)的控制精度足夠高、響應(yīng)時(shí)間足夠快的基礎(chǔ)上才可能實(shí)現(xiàn)的。所以就對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的控制提出了較高的要求,即系統(tǒng)選擇什么樣的可編程控制器(PLC)為控制核心。為解決這些問題,以下提出了兩種控制方案。
3.1三菱可編程控制器
三菱PLC具有結(jié)構(gòu)靈活,不受環(huán)境的限制,有電即可組建網(wǎng)絡(luò),傳輸質(zhì)量高、速度快、帶寬穩(wěn)定,能夠高質(zhì)量的傳輸采集到的數(shù)據(jù)和信息,范圍廣,成本低的特點(diǎn),適用面廣,編程簡(jiǎn)單。而三菱FXPLC是小形化,高速度,高性能和所有方面都是相當(dāng)FX系列中最高檔次的超小程序裝置,除輸入出16~25點(diǎn)的獨(dú)立用途外,還可以適用于多個(gè)基本組件間的連接,模擬控制,定位控制等特殊用途,是一套可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。
由于三菱PLC擁有這么多的優(yōu)點(diǎn),我們采用三菱PLC。同時(shí)整個(gè)控制系統(tǒng)的監(jiān)控級(jí)采用的是實(shí)時(shí)仿真監(jiān)控系統(tǒng)采用VB編程語(yǔ)言在上位微機(jī)上實(shí)現(xiàn),為了便于控制器同監(jiān)控級(jí)的網(wǎng)絡(luò)通信以及信息數(shù)據(jù)的傳輸,所以本設(shè)計(jì)選擇配套的PLC實(shí)驗(yàn)箱。
3.2羅克韋爾可編程控制器
羅克韋爾控制系統(tǒng)的生產(chǎn)流水線模型采用了與實(shí)際系統(tǒng)相同機(jī)械結(jié)構(gòu),包括氣動(dòng)機(jī)械手、傳送帶、傳感器組、變頻器、氣動(dòng)推料機(jī)構(gòu)、步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器、直線導(dǎo)軌、交流電機(jī)等,各機(jī)構(gòu)由PLC控制驅(qū)動(dòng)。這樣可以直觀方便的觀察生產(chǎn)流水線的工作情況,及時(shí)對(duì)加工的工作情況進(jìn)行控制。
羅克韋爾的可編程控制器采用Logix多功能控制引擎,帶浮點(diǎn)協(xié)處理器的32位多任務(wù)(事件任務(wù)、連續(xù)任務(wù)和周期任務(wù))實(shí)時(shí)控制內(nèi)核,在高速邏輯運(yùn)算以及復(fù)雜回路控制(0.08ms/K典型混合程序)等方面表現(xiàn)同樣出色?梢圆捎枚喾N編程方法,如梯形圖LD、功能塊圖FBD、順控表SFC以及語(yǔ)句表ST。支持最大30個(gè)本地I/O,可以實(shí)現(xiàn)多處理器/上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)以及分布式I/O控制。
3.3方案對(duì)比
通過以上可編程控制器的比較,根據(jù)本次設(shè)計(jì)的控制要求,打算采用三菱可編程控制器對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行控制可以滿足控制精度高,響應(yīng)時(shí)間快的要求。而且還可以同時(shí)對(duì)自動(dòng)加工的工作情況進(jìn)行控制,使資源能夠得到最大化的利用。同時(shí)整個(gè)控制系統(tǒng)用上位微機(jī)仿真監(jiān)控,為了便于控制器同監(jiān)控級(jí)的網(wǎng)絡(luò)通信以及信息數(shù)據(jù)的傳輸,所以本設(shè)計(jì)選擇配套的PLC實(shí)驗(yàn)箱。
四、仿真監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
4.1采用VB編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)
VB是真正的面向?qū)ο缶幊,?jiǎn)答易學(xué),是開發(fā)人員在維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)只須修改很少的代碼,加快了系統(tǒng)的開發(fā)速度;其擁有可視化的編程方法及向?qū)Чδ;?shù)據(jù)訪問的特性,允許對(duì)其他的大本數(shù)據(jù)庫(kù)格式建立數(shù)據(jù)庫(kù)和前端應(yīng)用程序,以及可調(diào)整的服務(wù)器部件等;通過ActiveX技術(shù)可使用其他應(yīng)用程序提供的功能。同時(shí)已完成的應(yīng)用程序是真正的exe文件,可以直接發(fā)布。而微軟公司VisualBasic6.0作為編程工具,它已經(jīng)發(fā)展成為當(dāng)前基于Windows平臺(tái)上最方便、最快捷的軟件開發(fā)工具。
4.2利用ControlLogix系統(tǒng)構(gòu)建
ControlLogix系統(tǒng)是基于機(jī)架的系統(tǒng),可以提供對(duì)使用順序控制、過程控制、運(yùn)動(dòng)控制和驅(qū)動(dòng)控制的控制系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)的選項(xiàng),還可提供通信I/O功能。該系統(tǒng)集中了Logix通用平臺(tái)的多種優(yōu)點(diǎn)---通用的編程環(huán)境、通用的通訊網(wǎng)絡(luò)、通用的控制引擎---提供了一個(gè)既能滿足您高性能應(yīng)用需求又易于使用的環(huán)境。其次,Controllogix系統(tǒng)在編程軟件、控制器和輸入輸出諸方面的緊密集成降低了在試運(yùn)行和正常操作的開發(fā)成本和時(shí)間。
4.3方案對(duì)比
通過對(duì)兩種工具的了解,VB編程語(yǔ)言和ColtrolLogix系統(tǒng)顯然各自具有自身的優(yōu)點(diǎn),而本設(shè)計(jì)選用VB編程語(yǔ)言在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)仿真監(jiān)控系統(tǒng),因?yàn)檫x擇VB有以下優(yōu)勢(shì):
(1)VB不需要編寫大量的代碼來(lái)描述界面元素的外觀和位置,而只要把預(yù)先簡(jiǎn)歷的對(duì)象拖放到屏幕上的某一點(diǎn)即可。這就是VB最顯著的特點(diǎn),即可視化的編程方法。
。2)VB是一種在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展歷史上應(yīng)用最為廣泛的語(yǔ)言。它繼承了Basic語(yǔ)言易學(xué)易用的特點(diǎn),特別適合初學(xué)Windows系統(tǒng)的編程。
。3)VisualBasic是一個(gè)功能強(qiáng)大的Windows平臺(tái)上的開發(fā)工具,初學(xué)者只要掌握幾個(gè)關(guān)鍵詞就可以建立使用的應(yīng)用程序。
五、最終方案的選定
通過以上探討,本次設(shè)計(jì)最終選用VB編程語(yǔ)言在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)仿真監(jiān)控,可編程控制器選擇三菱PLC工具箱,采用SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件進(jìn)行程序控制,共同完成自動(dòng)加工系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)仿真與控制。而微機(jī)與PLC通過RS232/RS485接口連接并實(shí)現(xiàn)通信。
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一、本課題研究的主要內(nèi)容、目的和意義
目前,環(huán)境問題成為了制約世界各國(guó)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。
水環(huán)境的污染問題,不僅嚴(yán)重影響著人們的健康,還加速了水資源的短缺。眾所周知,中國(guó)水資源嚴(yán)重缺乏,是世界13個(gè)缺水國(guó)家之一,如何有效的進(jìn)行水資源的循環(huán)再利用成為社會(huì)的一個(gè)重要問題,因此,污水處理系統(tǒng)對(duì)于全面建設(shè)小康社會(huì)的中國(guó)而言就更重要了。
而與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,中國(guó)污水處理的效率還很低,主要表現(xiàn)為城市生活污水處理效率低。城市生活污水處理在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)成為了一個(gè)比較穩(wěn)定的市場(chǎng)。而在中國(guó)則迫切需要加快污水處理的發(fā)展進(jìn)程。據(jù)有關(guān)資料顯示,美國(guó)平均每1萬(wàn)人就擁有1座污水處理廠,英國(guó)與德國(guó)則每7000~8000人就擁有1座污水處理廠,而中國(guó)平均每150萬(wàn)人才擁有1座污水處理廠。
因此,不斷加大我國(guó)污水處理的效率和力度,對(duì)改善環(huán)境質(zhì)量和人民生存環(huán)境,促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。而PLC控制器以其技術(shù)成熟、通用性好、可靠性高、安裝靈活、擴(kuò)展方便、性能價(jià)格比高等一系列優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)控制中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
二、文獻(xiàn)綜述(國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)況和發(fā)展趨向)
污水處理的方法主要有物理、化學(xué)、物理化學(xué)以及生物等。這些方法根據(jù)實(shí)際情況,可以單一使用,也可以針對(duì)不同的污水混合使用。目前,污水處理的方法一般以生物法為主,以物理處理法和化學(xué)處理法為輔,常用的污水處理工藝有氧化溝法和SBR法。
氧化溝法。氧化溝法是活性污泥法的一種變形,屬于低負(fù)荷、延時(shí)曝氣活性泥法。發(fā)水和活性污泥的混合液在環(huán)狀曝氣渠道中不斷的循環(huán)流動(dòng),因此又被稱為“循環(huán)曝氣池”氧化溝法具有處理工藝及構(gòu)筑物簡(jiǎn)單,無(wú)初淀池和污泥硝化池,有機(jī)物去除率高,脫氮、除磷、剩余污泥少且易脫水,處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。但存在負(fù)荷低占地大、耗電大、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高等缺點(diǎn),適合中小規(guī)模的低負(fù)荷污水處理廠。
SBR法:SBR法師間歇式活性污泥法的簡(jiǎn)稱。該工藝采用間歇曝氣方式運(yùn)行的活性污泥處理技術(shù),其主要特征是運(yùn)行時(shí)的有序和間歇操作。SBR技術(shù)就是SBR反應(yīng)池,該池集成了均化、初沉、生物降解、二沉等功能,不設(shè)污泥回流系統(tǒng)。該工藝具有以下特點(diǎn):生化反應(yīng)推動(dòng)力增大,污水沉淀需要的時(shí)間短、效率高、運(yùn)行效果穩(wěn)定、出水水質(zhì)好;可采用組合式構(gòu)造法,便于污水廠的擴(kuò)建和改造;同時(shí)可實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)的交替,具有良好的脫氮除磷效果。其工藝流程簡(jiǎn)單,占地面積小,造價(jià)低,該方法是用于水量、水質(zhì)排放均勻地工業(yè)廢水。但自動(dòng)化控制技術(shù)和連續(xù)在線分析儀表要求較高,操作復(fù)雜,難于管理。污水處理系統(tǒng)的控制形式:早期的控制系統(tǒng)多采用繼電器—接觸器控制系統(tǒng),但隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,控制要求的不斷提高,該類控制方法已不能滿足現(xiàn)代污水處理系統(tǒng)的控制要求,取而代之的是DCS,現(xiàn)場(chǎng)總線控制,PLC等控制方式,PLC作為污水處理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)使得設(shè)計(jì)過程變得更加簡(jiǎn)單,可實(shí)現(xiàn)的功能也更多,由于PLCCPU強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信能力,使得污水處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸與通信變得可能,并且也可實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程監(jiān)控.PLC還具有控制功能強(qiáng),模塊化結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。
三、擬采取的'研究方法(方案、技術(shù)路線等)和實(shí)現(xiàn)的可行性論證
擬采取的研究方法:
(一)資料搜集法:利用互聯(lián)網(wǎng),圖書館與閱覽室現(xiàn)有期刊,圖書以及本科的教材等資料來(lái)源,搜集所需要的資料,并進(jìn)行歸納整合,整理出有用的資料。
(二)仿真驗(yàn)證法:利用相關(guān)軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真調(diào)試,使系統(tǒng)達(dá)到要求的功能方案實(shí)現(xiàn)的可行性論證:plc集順序控制和過程控制于一體,具有可靠性高,使用方面靈活,組網(wǎng)簡(jiǎn)單的特點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)中小型規(guī)模工業(yè)自動(dòng)化的有力工具。在污水處理中,基于plc的控制系統(tǒng)在實(shí)時(shí)性、可靠性、精確性等方面滿足了設(shè)計(jì)的要求。
四、預(yù)期結(jié)果(或預(yù)計(jì)成果)
污水處理系統(tǒng)工藝流程選擇合適,plc選型合適,plc硬件軟件經(jīng)仿真均能正常工作,經(jīng)過處理系統(tǒng)能將污水處理為可再利用水。
五、研究進(jìn)度安排
12.03—12.23查閱資料,收集資料,查找數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)整理資料,寫提報(bào)告
12.24—4.07系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)與選型,制定論文計(jì)劃,
4.08—4.28完成初稿
4.29—5.15完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文及答辯
plc開題報(bào)告 7
一、課題來(lái)源
老師命題
二、選題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及水平、研究目標(biāo)及意義(包括應(yīng)用前景、科學(xué)意義、理論價(jià)值)以及主要參考文獻(xiàn)
1、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及水平:
在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,科學(xué)技術(shù)R新月異的今天,樓的高度已和經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣的速度成長(zhǎng)起來(lái)。作為建筑的中樞神經(jīng),電梯起著不可或缺的作用,電梯作為建筑物內(nèi)的主要運(yùn)輸工具,像其他的交通工具一樣,已經(jīng)成為我們?nèi)粘I钪幸粋(gè)不可缺少的組成部分。一個(gè)國(guó)家的電梯需求總量,主要受其經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、在全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)低迷的情況下,我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)仍然以較高的速度持續(xù)增長(zhǎng),城市化水平不斷提高。這從客觀上導(dǎo)致了我國(guó)電梯行業(yè)的空前繁榮景象,我國(guó)已經(jīng)成為全球最大的電梯市場(chǎng).。上世紀(jì)80年代以來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展,我國(guó)電梯需求量越來(lái)越大?傏厔(shì)是上升的,已經(jīng)進(jìn)入了第三次浪潮,而且目前還沒有減速的跡象。從1949年建國(guó)以來(lái)全國(guó)共生產(chǎn)安裝了6l萬(wàn)多臺(tái)電梯。盡管如此,我國(guó)的電梯遠(yuǎn)未達(dá)到飽和的程度。全世界平均1000人有l(wèi)臺(tái)電梯,我國(guó)如果要達(dá)到這個(gè)水準(zhǔn),還需要增加70萬(wàn)臺(tái)。到那時(shí)候,全國(guó)在用電梯將達(dá)到130萬(wàn)臺(tái),每年僅報(bào)廢更新就需要6萬(wàn)臺(tái)。到2005年,中國(guó)電梯的年產(chǎn)量達(dá)到13.5萬(wàn)臺(tái),與1980年相比,25年增長(zhǎng)了59倍,產(chǎn)量每年平均增長(zhǎng)17.8%。2005年安裝驗(yàn)收電梯124465臺(tái),截至05年底,我國(guó)的在用電梯總數(shù)已達(dá)651794臺(tái)。如此龐大的市場(chǎng)需求為我國(guó)電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺(tái)!我國(guó)電梯行業(yè)已經(jīng)具備了很強(qiáng)的生產(chǎn)能力。興旺的電梯市場(chǎng)吸引了全世界所有的知名電梯公司,美國(guó)奧的斯、瑞士迅達(dá)、芬蘭通力、德國(guó)蒂森、同本三菱、東芝、富士達(dá)等13家大型外商投資公司在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)份額達(dá)到了74%
(1)、先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)管理的引進(jìn)對(duì)國(guó)內(nèi)電梯企業(yè)產(chǎn)生了強(qiáng)大的推動(dòng)作用。蘇州江南、山東百斯特、浙江巨人、上海華立、東莞飛鵬、寧波宏大、蘇州申龍和東南液壓電梯等一批優(yōu)秀的電梯品牌看清了自己的定位與出路。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需要的電梯產(chǎn)品,我國(guó)電梯行業(yè)幾乎全部可以生產(chǎn),不但大量替代了進(jìn)口,而且有一定的出口。國(guó)產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量正在穩(wěn)步提高。自1985年我國(guó)參加了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TCl78以來(lái),先后等同或等效采用了一批國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的高起點(diǎn)使我國(guó)電梯行業(yè)在技術(shù)上居于有利地位。許多新技術(shù)和新產(chǎn)品,如無(wú)機(jī)房電梯、無(wú)齒輪曳引機(jī)、永磁同步拖動(dòng)技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等,國(guó)際上也是剛剛出現(xiàn),我國(guó)就有多企業(yè)可以生產(chǎn)了。國(guó)產(chǎn)電梯以其高質(zhì)量,低成本的優(yōu)勢(shì)贏得了越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外客戶,為逐步進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)創(chuàng)造了有利條件。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,微型計(jì)算機(jī)在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用,在電梯控制上采用微型計(jì)算機(jī),取代傳統(tǒng)的繼電器控制方式越來(lái)越受到人們的重視。使用微型計(jì)算機(jī)控制,它成本低,體積小,可靠性高,使用壽命長(zhǎng),簡(jiǎn)化了安裝調(diào)試工作,使得電梯控制系統(tǒng)體積減小,節(jié)省能源、可靠性提高?删幊淌轨`活性增大。更突出的優(yōu)點(diǎn)是微型計(jì)算機(jī)具有算術(shù)運(yùn)算功能和靈活的邏輯運(yùn)算功能,因此可以實(shí)現(xiàn)更完善的自動(dòng)控制,例如對(duì)于電梯平層可以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制,便平層情況達(dá)到最佳狀態(tài)微機(jī)控制電梯是電梯技術(shù)的方向,~些生產(chǎn)企業(yè)與科研單位相結(jié)合,相繼推出了微機(jī)控制的電梯新機(jī)型,使控制功能得到增強(qiáng),電梯的性能得到改善,明顯提高了可靠性。除了合資企業(yè)外,也有其他廠家開發(fā)出了變頻調(diào)速電梯新產(chǎn)品。另外,用可編程序控制器取代繼電器控制系統(tǒng)的機(jī)型對(duì)單梯進(jìn)行控制還是有前途的。有些生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)了緊急供電裝置、防火廳門、自檢測(cè)以及語(yǔ)言合成等電梯新功能;對(duì)機(jī)械系統(tǒng)采用了新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)和新工藝
(2)、總之,與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平相比,雖然還存在一定差距,但國(guó)內(nèi)電梯技術(shù)正以迅猛的發(fā)展速度趕超世界先進(jìn)水平。中國(guó)電梯在亞洲市場(chǎng)占有越來(lái)越重要的位置,每年銷售量己達(dá)l萬(wàn)臺(tái)左右,約占亞洲市場(chǎng)的1/50,一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻(xiàn)。當(dāng)今世界,電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。
(3)、隨著時(shí)代的發(fā)展,對(duì)人在與外界隔離封閉的電梯轎廂內(nèi),心理上的壓抑感和恐懼感也有所考慮。因此,提倡對(duì)電梯進(jìn)行豪華性裝修,比如:轎廂內(nèi)用鏡面不銹鋼裝潢、在觀光電梯井道設(shè)置宇宙空間或深海景象:進(jìn)而主張電梯、扶梯應(yīng)與大自然相協(xié)調(diào),在扶梯的周圍種植花草;在轎廂壁和頂棚裝飾某些圖案甚至是有變化的圖案,并且在色彩調(diào)配上要令人賞心悅目;在轎廂內(nèi)播放優(yōu)美的音樂,用以減少煩躁;在轎廂內(nèi)播放電視節(jié)目,乘客可收看天氣預(yù)報(bào)、新聞等,同時(shí)綠色電梯也是將來(lái)發(fā)展的一個(gè)放心方向,要求電梯的智能化、安全水平、視覺協(xié)調(diào)、消除電磁輻射、舒適感等都要達(dá)到一定的要求。
2、研究的目的及意義:
電梯是垂直運(yùn)行的電梯,通常簡(jiǎn)稱電梯;傾斜方向運(yùn)行的自動(dòng)扶梯;傾斜或水平方向運(yùn)行的自動(dòng)人行道德總稱。電梯已成為現(xiàn)代生活中廣泛使用的運(yùn)輸工具,對(duì)電梯的安全性,舒適性,高效性等的不斷追求推動(dòng)了電梯技術(shù)的進(jìn)步。目前,有可編程序控制器和微機(jī)組成的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng),正以很快的速度發(fā)展著。采用PLC控制的電梯可靠性高,維護(hù)方便,開發(fā)周期短,這種電梯運(yùn)行更加可靠,并且有很大的靈活性,可以完成更為復(fù)雜的控制任務(wù),已成為電梯控制的發(fā)展方向,其許多功能是傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
可編程控制(ProgremmableController)系統(tǒng)是專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng),它采用一種可編程的存儲(chǔ)器,在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令。通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程,通過可編程控制器可以實(shí)現(xiàn)由繼電器實(shí)現(xiàn)的邏輯控制功能,而且最主要的是可編程控制器可編程功能,使得當(dāng)改變電梯的控制功能時(shí),只要更改程序即可,而不需要像繼電器一樣需要更改硬件和接線。
三、研究的主要內(nèi)容、研究方案及準(zhǔn)備采取的技術(shù)路線、擬解決的關(guān)鍵問題(注:本部分內(nèi)容必須詳細(xì)填寫)
主要研究?jī)?nèi)容:
本課題的目的是在全面了解國(guó)內(nèi)外電梯發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)之上,以江西長(zhǎng)林電梯公司的一個(gè)三層電梯本體為控制對(duì)象,開發(fā)出以EMERSON公司EC20.2012BRA型PLC為電梯控制器、采用TDl000-4T01lOP型通用變頻器的電梯控制系統(tǒng),重點(diǎn)解決目前VVVF電梯發(fā)展過程中所存在的'控制器性價(jià)比低、速度曲線實(shí)現(xiàn)難的問題,圍繞這一主題,所開展的工作如下:
(1)根據(jù)長(zhǎng)林公司提出的三層梯的控制的性能指標(biāo),確定一種新型的、以通用變頻器、光電編碼器組成的實(shí)現(xiàn)大閉環(huán)調(diào)速的控制方案,按該種方案組建的控制系統(tǒng)價(jià)格將大幅下降。
(2)采用EMERsON公司EC20.2012BRA型PLc的編程開發(fā)軟件Controlst開發(fā)出本控制器軟件,實(shí)現(xiàn)了本電梯邏輯信號(hào)的控制、速度的PID大閉環(huán)的控制,滿足所要求的性能的控制。
(3)采用國(guó)內(nèi)使用最廣的工業(yè)控制組態(tài)軟件組態(tài)王6.51,開發(fā)出本電梯的上位機(jī)組態(tài)程序,實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)對(duì)電梯系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)控制,可以使用該組態(tài)程序?qū)﹄娞葸M(jìn)行調(diào)試運(yùn)行和實(shí)時(shí)監(jiān)控。
(4)對(duì)電梯系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)分析,實(shí)現(xiàn)控制機(jī)理的建模,在此基礎(chǔ)上,從而對(duì)曳引電梯系統(tǒng)特性進(jìn)行了分析,為控制策略實(shí)現(xiàn)和改進(jìn)提供理論依據(jù)。
研究方案及準(zhǔn)備采取的技術(shù)路線:
1、查閱資料,選定設(shè)計(jì)方案;
2、確定設(shè)計(jì)方案;
3、確定工藝流程;
4、PLC的選擇;
5、繪制程序圖;
6、實(shí)驗(yàn)室調(diào)制程序;
7、比較得出結(jié)論;
8、撰寫設(shè)計(jì)論文。
擬解決主要研究?jī)?nèi)容:
(1)原有的電梯控制系統(tǒng)工作不穩(wěn)定,故障率高,日常保養(yǎng)和故障檢修工作十分繁重。
(2)原有的電梯依靠井道內(nèi)的位置傳感器獲取樓層的信息,控制精度不高,平層精確度無(wú)法達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。
(3)原有的電梯為雙速電梯,起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的加速度和減速度比較大,乘客乘坐時(shí)不舒服,舒適感差。
四、已進(jìn)行的科研工作基礎(chǔ)和已具備的科學(xué)研究條件(包括已經(jīng)取得的科研成果、已經(jīng)完成的科學(xué)實(shí)驗(yàn)及調(diào)查研究、具備的主要儀器設(shè)備及資料與數(shù)據(jù)等),以及可行性分析
五、課題研究起止年限、任務(wù)安排、分階段要求和預(yù)期結(jié)果
六、指導(dǎo)教師審查意見
plc開題報(bào)告 8
1、設(shè)計(jì)的目的和意義
。1)設(shè)計(jì)的目的PLC設(shè)計(jì)開題報(bào)告
、偻ㄟ^畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論,基礎(chǔ)知識(shí),基本技能進(jìn)行分析和解決實(shí)際問題的能力。
、谕ㄟ^PLC系統(tǒng)開發(fā)的綜合訓(xùn)練,達(dá)到能夠進(jìn)行PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)施調(diào)試的目的。
③培養(yǎng)分析和解決系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行過程中出現(xiàn)各種實(shí)際問題的能力。
。2)設(shè)計(jì)的意義
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈。因此各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)都迫切地需要改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù),提高生產(chǎn)效率,尤其在需要進(jìn)行材料分揀的企業(yè),以往一直采用人工分揀的方法,致使生產(chǎn)效率低,生產(chǎn)成本高,企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力差,材料的自動(dòng)分揀已成為企業(yè)的唯一選擇。針對(duì)上述問題,利用PLC技術(shù)設(shè)計(jì)了一種成本低,效率高的材料自動(dòng)分揀裝置,在材料分揀過程中取得了較好的控制效果。采用可編程控制器PLC進(jìn)行控制物料分揀,能連續(xù),大批量的分揀貨物,分揀誤差率低且勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低,可顯著提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,分揀作業(yè)基本是無(wú)人化,而且分揀系統(tǒng)能靈活地與其他物流設(shè)備無(wú)縫連接,實(shí)現(xiàn)對(duì)物料實(shí)物液、物料信息液的`分配和管理,其設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的組裝、具有系統(tǒng)布局靈活、維護(hù)、檢修方便等優(yōu)點(diǎn)且受場(chǎng)地影響不大。
2、材料分揀裝置的發(fā)展介紹
材料分揀(亦稱自動(dòng)分揀)是二次大戰(zhàn)后在美國(guó)、日本的物流中心中廣泛采用的一種自動(dòng)分揀系統(tǒng),該系統(tǒng)已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)和大中型物流中心,配送中心或流通中心所必需的設(shè)施條件之一,但因其要求使用者必須具備一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件,因此,在發(fā)達(dá)國(guó)家,物流中心,配送中心或流通中心不用自動(dòng)分揀系統(tǒng)的情況也很普遍。
3、設(shè)計(jì)任務(wù)及原理
(1)設(shè)計(jì)任務(wù)
通電狀態(tài)下,下料時(shí),下料傳感器動(dòng)作,傳送帶運(yùn)行,電感傳感器檢測(cè)到鐵塊材料時(shí),汽缸動(dòng)作將材料推下,電容傳感器檢測(cè)到鋁塊材料時(shí),汽缸動(dòng)作將材料推下,顏色傳感器檢測(cè)非金屬材料為綠色塊時(shí)汽缸動(dòng)作將材料推下。其它顏色非金屬材料塊被傳送到SD位置時(shí),汽缸動(dòng)作將材料推下,豎井式下料槽無(wú)料時(shí),傳送帶運(yùn)行一個(gè)行程自動(dòng)停機(jī)。
。2)設(shè)計(jì)原理
根據(jù)分揀裝置工作過程設(shè)計(jì)功能表圖,設(shè)計(jì)電氣控制原理圖,在設(shè)計(jì)的電氣控制原理圖的基礎(chǔ)上對(duì)它進(jìn)行研究,分析工作過程的每一個(gè)環(huán)節(jié),再選擇合適的PLC類型,編寫I/O分配圖。
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一、選題背景與意義
隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展,PLC因其高可靠性、強(qiáng)抗干擾能力、豐富的功能以及靈活的編程特性,已成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的主流控制系統(tǒng)。PLC不僅集成了傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),還融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)的`先進(jìn)特性,廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)控制場(chǎng)景。本選題旨在深入研究PLC的應(yīng)用,特別是針對(duì)特定工業(yè)過程的控制策略優(yōu)化,以提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本,并探索PLC在先進(jìn)控制算法中的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用。
二、研究目的
1. 提升PLC應(yīng)用水平:通過本課題研究,深入了解PLC的工作原理及其在不同工業(yè)控制場(chǎng)景中的應(yīng)用,提高PLC的應(yīng)用水平和應(yīng)用范圍。
2. 研究先進(jìn)控制算法:探索并實(shí)現(xiàn)基于PLC的先進(jìn)控制算法,如預(yù)測(cè)控制、模糊控制等,以提升控制系統(tǒng)的精度和響應(yīng)速度。
3. 優(yōu)化工業(yè)控制流程:結(jié)合具體工業(yè)過程,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于PLC的自動(dòng)化控制系統(tǒng),優(yōu)化生產(chǎn)流程,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
三、研究?jī)?nèi)容與方法
1. PLC系統(tǒng)選型與配置
根據(jù)工業(yè)控制需求,選擇合適的PLC型號(hào)和配置,包括CPU、I/O模塊、通信模塊等。
設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的硬件架構(gòu),包括輸入輸出設(shè)備的選擇與連接。
2. 控制算法研究與實(shí)現(xiàn)
研究先進(jìn)控制算法的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法,如預(yù)測(cè)控制、模糊控制等。
將選定的控制算法嵌入到PLC控制系統(tǒng)中,通過編程實(shí)現(xiàn)算法功能。
3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試
設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的軟件架構(gòu),包括主程序、子程序、中斷程序等。
使用PLC編程軟件(如SWOPC-FXGP/WIN-C)進(jìn)行程序編寫和調(diào)試。
在實(shí)驗(yàn)室或工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)與測(cè)試,確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
4. 監(jiān)控與管理系統(tǒng)開發(fā)
開發(fā)上位機(jī)監(jiān)控與管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、故障報(bào)警等功能。
使用VB編程語(yǔ)言或WinCC組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)與開發(fā)。
四、預(yù)期成果
1. 完成PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn):包括硬件選型、軟件編程、系統(tǒng)調(diào)試等。
2. 實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制算法在PLC中的應(yīng)用:提高控制系統(tǒng)的精度和響應(yīng)速度。
3. 開發(fā)上位機(jī)監(jiān)控與管理系統(tǒng):實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、故障報(bào)警等功能。
4. 形成完整的研究報(bào)告和技術(shù)文檔:包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告、控制算法研究報(bào)告、系統(tǒng)調(diào)試報(bào)告等。
五、研究計(jì)劃
1. 準(zhǔn)備階段(第1-2周)
確定研究課題,收集相關(guān)資料,進(jìn)行文獻(xiàn)綜述。
確定研究方案,制定研究計(jì)劃。
2. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)階段(第3-10周)
完成PLC控制系統(tǒng)的硬件選型與配置。
編寫PLC控制程序,實(shí)現(xiàn)控制算法。
開發(fā)上位機(jī)監(jiān)控與管理系統(tǒng)。
進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)與測(cè)試。
3. 總結(jié)與報(bào)告撰寫階段(第11-12周)
整理研究數(shù)據(jù),撰寫研究報(bào)告和技術(shù)文檔。
提交研究成果,進(jìn)行答辯準(zhǔn)備。
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一、選題背景與意義
隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展,PLC(可編程邏輯控制器)作為現(xiàn)代工業(yè)控制的核心設(shè)備之一,因其高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)、功能豐富等特性,在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。PLC不僅繼承了傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),還結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)的靈活編程與強(qiáng)大功能,使得其在工業(yè)自動(dòng)化控制中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
然而,當(dāng)前PLC的應(yīng)用大多局限于基本的控制功能,如順序控制、數(shù)據(jù)采集和PID反饋控制。面對(duì)復(fù)雜多變的工業(yè)控制需求,傳統(tǒng)的控制算法往往難以滿足。因此,研究PLC的先進(jìn)控制策略,如預(yù)測(cè)控制、模糊控制等,對(duì)于提高工業(yè)自動(dòng)化水平、降低生產(chǎn)成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。
二、研究?jī)?nèi)容
1. PLC選型與配置:根據(jù)具體工業(yè)控制需求,選擇合適的PLC型號(hào)和配置,包括輸入輸出點(diǎn)數(shù)、內(nèi)存大小、通信接口等。
2. PLC程序設(shè)計(jì):采用先進(jìn)的控制算法(如預(yù)測(cè)控制、模糊控制)進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的工業(yè)控制需求。
3. 系統(tǒng)集成與調(diào)試:將PLC與傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、上位機(jī)等設(shè)備集成,構(gòu)建完整的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng),并進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化。
4. 實(shí)時(shí)監(jiān)控與故障診斷:開發(fā)上位機(jī)監(jiān)控軟件,實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷,提高系統(tǒng)的可靠性和維護(hù)性。
三、研究方法
1. 文獻(xiàn)研究:查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn),了解PLC及其先進(jìn)控制策略的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。
2. 實(shí)驗(yàn)研究:在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下,搭建PLC控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行算法驗(yàn)證和系統(tǒng)調(diào)試。
3. 仿真模擬:利用仿真軟件對(duì)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真模擬,預(yù)測(cè)系統(tǒng)性能并優(yōu)化控制算法。
4. 實(shí)地測(cè)試:在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地測(cè)試,驗(yàn)證PLC控制系統(tǒng)的實(shí)際效果和可靠性。
四、預(yù)期成果
1. 開發(fā)出基于PLC的.先進(jìn)控制策略應(yīng)用程序:實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)控制、模糊控制等先進(jìn)算法在PLC控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。
2. 提高工業(yè)自動(dòng)化水平:通過應(yīng)用先進(jìn)控制策略,提高工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制精度和響應(yīng)速度,降低生產(chǎn)成本,提升產(chǎn)品質(zhì)量。
3. 促進(jìn)工業(yè)技術(shù)改造:為中小型企業(yè)提供可行的工業(yè)技術(shù)改造方案,推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的普及和應(yīng)用。
五、研究計(jì)劃與安排
1. 第一階段(1-2個(gè)月):完成文獻(xiàn)研究,確定研究方案和技術(shù)路線。
2. 第二階段(3-5個(gè)月):進(jìn)行PLC選型與配置,設(shè)計(jì)并編寫PLC控制程序。
3. 第三階段(6-8個(gè)月):搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行系統(tǒng)集成與調(diào)試,完成仿真模擬和實(shí)地測(cè)試。
4. 第四階段(9-12個(gè)月):整理研究成果,撰寫畢業(yè)論文,準(zhǔn)備答辯。
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一、選題意義和背景
隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展,PLC因其高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)、功能豐富等優(yōu)勢(shì),已成為自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主流控制系統(tǒng)。然而,目前PLC的應(yīng)用大多局限于基本的控制功能,如順序控制、數(shù)據(jù)采集和PID反饋控制。隨著工業(yè)生產(chǎn)對(duì)控制精度和響應(yīng)速度要求的不斷提高,PLC的先進(jìn)控制功能研究顯得尤為重要。本課題旨在深入研究PLC的先進(jìn)控制策略,如預(yù)測(cè)控制算法和模糊邏輯控制算法,并將其應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)過程控制中,以提高系統(tǒng)的控制水平和經(jīng)濟(jì)效益。
二、研究現(xiàn)狀分析
1. PLC技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀:PLC技術(shù)自誕生以來(lái),經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單邏輯控制到復(fù)雜系統(tǒng)集成的轉(zhuǎn)變。目前,市場(chǎng)上主流的PLC產(chǎn)品均支持多種編程語(yǔ)言(如梯形圖、功能塊圖、順控表等),并具備強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信能力。然而,在復(fù)雜控制系統(tǒng)中的應(yīng)用仍面臨挑戰(zhàn),如控制算法復(fù)雜、實(shí)時(shí)性要求高等。
2. 先進(jìn)控制算法研究:預(yù)測(cè)控制算法和模糊邏輯控制算法作為智能控制的重要分支,在工業(yè)生產(chǎn)過程中展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。這些算法能夠處理非線性、時(shí)變、多變量等復(fù)雜控制問題,提高系統(tǒng)的控制精度和魯棒性。
3. PLC與先進(jìn)控制算法的結(jié)合:近年來(lái),隨著PLC功能的不斷增強(qiáng)和IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)的推廣,將先進(jìn)控制算法嵌入PLC常規(guī)控制系統(tǒng)成為可能。這種結(jié)合不僅能夠提升PLC的控制能力,還能促進(jìn)先進(jìn)控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用。
三、研究?jī)?nèi)容
1. PLC選型與配置:根據(jù)課題需求,選擇合適的PLC型號(hào)和配置,確保滿足控制精度和實(shí)時(shí)性要求。
2. 先進(jìn)控制算法研究:深入研究預(yù)測(cè)控制算法和模糊邏輯控制算法的原理和實(shí)現(xiàn)方法,探索其在PLC中的應(yīng)用途徑。
3. PLC程序設(shè)計(jì):采用合適的編程語(yǔ)言(如梯形圖、功能塊圖等),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)包含先進(jìn)控制算法的PLC程序。
4. 系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化:對(duì)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行硬件和軟件調(diào)試,確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí),根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況對(duì)控制算法進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。
5. 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與效果評(píng)估:通過實(shí)際工業(yè)過程控制實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證先進(jìn)控制算法在PLC中的.應(yīng)用效果,評(píng)估其對(duì)系統(tǒng)控制性能的提升程度。
四、研究方法
1. 文獻(xiàn)研究法:查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,了解PLC技術(shù)和先進(jìn)控制算法的最新研究進(jìn)展。
2. 實(shí)驗(yàn)研究法:設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案,驗(yàn)證先進(jìn)控制算法在PLC中的實(shí)際效果。
3. 仿真模擬法:利用仿真軟件對(duì)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行模擬仿真,預(yù)測(cè)系統(tǒng)在不同工況下的運(yùn)行效果。
4. 數(shù)據(jù)分析法:對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理和分析,評(píng)估系統(tǒng)控制性能的提升程度。
五、預(yù)期成果
1. 提出一種基于PLC的先進(jìn)控制策略實(shí)現(xiàn)方法,為工業(yè)過程控制提供新的解決方案。
2. 開發(fā)出一套包含先進(jìn)控制算法的PLC控制系統(tǒng),并在實(shí)際工業(yè)過程中得到驗(yàn)證和應(yīng)用。
3. 發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文或技術(shù)報(bào)告,為PLC技術(shù)和先進(jìn)控制算法的研究提供理論支持和實(shí)踐參考。
六、研究計(jì)劃
1. 準(zhǔn)備階段(第1-2個(gè)月):進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研和資料收集,明確研究方向和研究?jī)?nèi)容。
2. 設(shè)計(jì)階段(第3-4個(gè)月):進(jìn)行PLC選型與配置、先進(jìn)控制算法研究和PLC程序設(shè)計(jì)等工作。
3. 實(shí)驗(yàn)階段(第5-6個(gè)月):搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試和優(yōu)化,完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作。
4. 總結(jié)階段(第7個(gè)月):整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果,撰寫畢業(yè)論文和技術(shù)報(bào)告。
plc開題報(bào)告 12
一、選題背景和意義
可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,簡(jiǎn)稱PLC)是近幾十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)控制器。它將計(jì)算機(jī)的編程靈活、功能齊全、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)與繼電器系統(tǒng)的控制簡(jiǎn)單、使用方便、抗干擾能力強(qiáng)、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合,成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流設(shè)備。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程的需求,PLC在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本次設(shè)計(jì)旨在通過PLC構(gòu)建自動(dòng)加工監(jiān)控系統(tǒng),以提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本,并提升控制系統(tǒng)的控制精度和響應(yīng)時(shí)間。
二、研究現(xiàn)狀
目前,PLC在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,但大多僅承擔(dān)基本的控制功能,如順序控制、數(shù)據(jù)采集和PID反饋控制。盡管PID控制算法具有很高的穩(wěn)定性,但在一些復(fù)雜控制系統(tǒng)中,PID控制難以滿足控制要求。隨著PLC產(chǎn)品與IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)的兼容,PLC控制系統(tǒng)越來(lái)越開放,為嵌入先進(jìn)控制算法提供了可能。本課題從工業(yè)控制實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā),對(duì)PLC的控制功能進(jìn)行深入研究,旨在提高和擴(kuò)展PLC控制器的應(yīng)用水平和應(yīng)用范圍。
三、研究?jī)?nèi)容
1. PLC控制器的選擇與編程:
選用三菱PLC作為控制核心,因其結(jié)構(gòu)靈活、不受環(huán)境限制、傳輸質(zhì)量高、速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
使用SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件進(jìn)行程序控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)加工系統(tǒng)的`控制。
2. 自動(dòng)加工監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn):
設(shè)計(jì)分三級(jí)控制的方案:監(jiān)控級(jí)、控制級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)。
監(jiān)控級(jí)采用VB編程語(yǔ)言在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置。
控制級(jí)采用PLC進(jìn)行程序控制,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)加工過程的自動(dòng)化。
現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通過PLC工具箱上的步進(jìn)電機(jī)等設(shè)備模擬生產(chǎn)加工過程。
3. 上位機(jī)與PLC的通信:
通過RS232/RS485接口實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與PLC的通信,確保數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸。
利用MCGS組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)PC機(jī)和PLC之間的通信,完成PLC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的監(jiān)視與控制。
4. 系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化:
設(shè)計(jì)完成后,進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試與優(yōu)化,確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
通過仿真和實(shí)際測(cè)試,逐步調(diào)整和完善系統(tǒng)參數(shù),提高系統(tǒng)的控制精度和響應(yīng)時(shí)間。
四、研究方法和技術(shù)路線
1. 文獻(xiàn)閱讀:
查閱相關(guān)文獻(xiàn),了解PLC的基本原理、應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。
學(xué)習(xí)PLC編程技術(shù)、組態(tài)軟件使用方法及上位機(jī)與PLC的通信技術(shù)。
2. 系統(tǒng)設(shè)計(jì):
根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求,設(shè)計(jì)自動(dòng)加工監(jiān)控系統(tǒng)的總體框架。
確定各級(jí)控制單元的功能和通信方式。
3. 編程與調(diào)試:
使用SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件進(jìn)行PLC編程。
使用VB編程語(yǔ)言編寫上位機(jī)監(jiān)控程序。
通過MCGS組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與PLC的通信,并進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。
4. 系統(tǒng)測(cè)試與優(yōu)化:
進(jìn)行系統(tǒng)仿真測(cè)試,驗(yàn)證系統(tǒng)功能和性能。
根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化,提高系統(tǒng)的控制精度和響應(yīng)時(shí)間。
五、預(yù)期成果
1. 完成基于PLC的自動(dòng)加工監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
2. 提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本,提升控制系統(tǒng)的控制精度和響應(yīng)時(shí)間。
3. 發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文或技術(shù)報(bào)告,為PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用提供參考。
六、時(shí)間規(guī)劃
1. 第一階段(1-2個(gè)月):文獻(xiàn)閱讀、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和方案論證。
2. 第二階段(3-4個(gè)月):編程與調(diào)試,包括PLC編程、上位機(jī)監(jiān)控程序編寫及系統(tǒng)通信實(shí)現(xiàn)。
3. 第三階段(5-6個(gè)月):系統(tǒng)測(cè)試與優(yōu)化,包括仿真測(cè)試、實(shí)際測(cè)試及系統(tǒng)優(yōu)化。
4. 第四階段(7個(gè)月):撰寫論文、準(zhǔn)備答辯及提交成果。
七、參考文獻(xiàn)
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