基于虚拟PLC的小功率负载驱动电路设计

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西门子PLC输出电路

PLC的输出电路形式一般分为：继电器输出，晶体管输出和晶闸管输出三种。

弄清这三种输出形式的区别，对于PLC的硬件设计工作非常有必要。

下面以三菱PLC为例，简要介绍一下这三种输出电路形式的区别和注意事项，其它公司的PLC 输出电路形式也大同小异。

1、继电器输出电路这是PLC输出电路常见的一种形式，其电路形式如下图所示。

该种输出电路形式外接电源既可以是直流，也可以是交流。

图1 继电器输出PLC继电器输出电路形式允许负载一般是AC250V/50V以下，负载电流可达2A，容量可达80～100VA（电压×电流），因此，PLC的输出一般不宜直接驱动大电流负载（一般通过一个小负载来驱动大负载，如PLC的输出可以接一个电流比较小的中间继电器，再由中间继电器触点驱动大负载，如接触器线圈等）。

PLC继电器输出电路的形式继电器触点的使用寿命也有限制（一般数十万次左右，根据负载而定，如连接感性负载时的寿命要小于阻性负载）。

此外，继电器输出的响应时间也比较慢（10ms）左右，因此，在要求快速响应的场合不适合使用此种类型的电路输出形式（可以根据场合使用下面介绍的两种输出形式）。

当连接感性负载时，为了延长继电器触点的使用寿命，对于外接直流电源时的情况，通常应在负载两端加过电压抑制二极管（如上图中并在外接继电器线圈上的二极管）；对于交流负载，应在负载两端加RC抑制器。

2、晶体管输出电路晶体管输出电路形式相比于继电器输出响应快（一般在0.2ms以下），适用于要求快速响应的场合；由于晶体管是无机械触点，因此比继电器输出电路形式的寿命长。

晶体管输出型电路的外接电源只能是直接电源，这是其应用局限的一方面。

另外，晶体管输出驱动能力要小于继电器输出，允许负载电压一般为DC5V～30V，允许负载电流为0.2A～0.5A。

这两点的使用晶体管输出电路形式时要注意。

晶体管输出电路的形式主要有两种：NPN和PNP型集电极开路输出。

如下图所示：图2 NPN集电极开路输出由以上两图可看出这两种晶体管输出电路形式的区别：NPN型集电极开路输出形式的公共端COM只能接外接电源的负极，而PNP型的COM端只能接外接电源的正极。

基于PLC的小型立体仓库电气控制系统设计

机械工程学院毕业设计（论文）题目：基于PLC的小型立体仓库电气控制系统设计专业：机械设计制造及其自动化班级：114姓名：张玉学号：1666110431指导教师：张海涛日期：2015-5摘要：随着国民经济的快速发展，自动化立体仓库必然会被更广泛地应用于各行各业。

自动化立体仓库是现代物流系统的一个重要组成部分，是一个多囤货仓库系统的开销，通过自动控制和管理系统，高位货架，堆垛机，自动存储，自动出库，计算机管理控制系统和其他辅助设备。

仓库模型控制系统是基于对自动化仓库的操作和设计的基本原则。

在整个控制系统，以三菱FX2N系列PLC 为核心控制元件，专用键盘作为人机接口装置，用于控制步进电机来驱动一个仓库有三个运动自由度的由高强度钢轨三维模型。

在根据地址码每转的步进电机输出脉冲应当通过键盘的每个位置，由PLC的键盘命令扫描和位置的相应数量的，当PLC接收从键盘输入的命令，则输出数的脉冲对应于该位置，之后驱动步进电机驱动按设定的方向转动一定的角度，进而控制传动部件丝杠旋转进行准确的定位，以完成货物的存取功能。

另外，为了保证整个控制系统运行的稳定性和可靠性，我们还采用了限位开关对其进行限位保护。

本文首先对该课题的可行性及课题实现的现实意义和价值进行了介绍；其次对该系统的硬件组成、结构、原理进行了阐述和分析；再次对本控制系统的核心——软件进行了编写，论文中即有梯形图又有相应的语句表；最后对设计本课题所学到的知识和结论进行归纳和总结，并对本论文有待完善的地方进行扼要的说明。

关键字：立体仓库、可编程控制器、步进电机、物流管理目录基于PLC的小型立体仓库电气控制系统设计3引言31概况及现状分析41.1概况41.2现状分析52系统控制方案的设计52.1自动化立体仓库的概述52.2系统设计的基本步骤52.3仓库货架的设计62.3操作面板的设计62.4仓储机械设备的设计63系统硬件设计73.1可编程控制器的选型73.1.1 PLC概述73.1.2 PLC的选型83.1.3 PLC输入输出I/O口分配83.2步进电机的选择103.2.1步进电机的原理103.2.2步进电动机的选择113.3步进电机驱动器的选择113.4传感器的选择123.5微动开关的选择133.6主电路电气原理图133.7电气原理图的设计143.8元器件目录清单144系统控制软件设计154.1PLC梯形图概述154.2 三菱编程软件的特点164.3系统流程图164.4梯形图的设计17结论18基于PLC的小型立体仓库电气控制系统设计引言可编程控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC。

基于PLC的装卸料小车控制系统设计

基于PLC的装卸料小车控制系统设计摘要近年来，随着科学技术的进步和微电子技术的迅速发展，可编程序控制技术已广泛应用于自动化控制领域，可编程序控制器（PLC）以其高可靠性和操作简便等特点，已经形成了一种工业趋势。

该系统在各种环境下都能够工作，PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。

文中详细介绍了运料小车的各硬件组成并完成了PLC外部接线图。

在PLC 梯形图的编写时，文中采用了三菱PLC梯形图专用编译软件GX 来进行编写。

现代工业生产中大量运用PLC控制运料小车，并结合组态王软件完成数据通信、网络管理、数据处理，使生产自动化，智能化，大大提高了生产效率，降低了劳动成本。

关键词：PLC，运料小车，控制系统前言 (3)第1章概述 (5)可编程逻辑控制器简介 (5)第2章PLC系统选择 (6)2.1 选型分析 (6)2.2 系统的安装 (7)2.3 输入/输出模块的选择 (7)2.4 抗干扰措施 (8)2.5 PLC的选型 (9)2.6运料小车控制发展的历程 (11)2.7 运料小车系统方案的确定 (11)第3章系统硬件设计 (13)3.1 运料小车的运动流程 (13)3.2 系统的硬件设计 (16)3.3主要参数计算 (17)3.4 I/O地址分配 (18)数字量输入部分 (18)数字量输出部分 (19)内部继电器部分 (19)3.5 I/O接线图 (20)第4章PLC程序设计 (21)4.1 梯形图的概述 (21)4.2 语句表的概述 (21)4.3 小车运行条件 (22)4.4 梯形图 (23)行程开关 (23)小车启停辅助继电器 (24)呼叫按钮 (24)比较 (27)向左运动 (28)向右运动 (29)第5章控制系统的调试 (33)5.1 编程软件 (33)5.2 程序的下载、安装和调试 (33)总结 (36)致谢 (38)前言随着社会迅速的发展，各机械产品层出不穷。

基于PLC的机电控制课程设计报告

基于PLC的机电控制课程设计报告1. 摘要本文主要介绍了一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的机电控制系统设计方法。

本设计以某机电设备为对象，通过分析其控制需求，设计了PLC控制系统，并实现了对机电设备的精准控制。

本报告包括系统硬件选型、软件编程、系统调试和性能评估等部分。

2. 项目背景随着工业自动化技术的不断发展，PLC控制系统在各类机电设备中的应用越来越广泛。

为了提高学生对PLC控制技术的理解和应用能力，本课程设计要求学生针对一个实际的机电设备，设计并实现基于PLC的控制系统。

3. 系统需求分析3.1 控制对象分析本设计以一台电动机为例，对其启动、停止、正反转、速度调节等控制需求进行分析。

3.2 控制功能需求根据电动机的运行特性，本设计需实现以下功能：1. 启动与停止：通过PLC控制电路实现电动机的启动和停止。

2. 正反转控制：通过PLC控制电路实现电动机的正反转。

3. 速度调节：通过PLC控制电路实现电动机转速的调节。

4. 故障保护：当系统发生故障时，PLC应能及时采取措施，保护设备和人员安全。

4. 系统硬件选型根据系统需求分析，选择合适的硬件设备，包括PLC、输入输出模块、传感器、执行器等。

4.1 PLC选型本设计选用西门子S7-200系列PLC，具备足够的输入输出点数，满足系统需求。

4.2 输入输出模块选型根据传感器和执行器的数量，选择相应的输入输出模块。

4.3 传感器选型本设计选用旋转编码器作为速度检测传感器，实现电动机转速的实时检测。

4.4 执行器选型本设计选用继电器作为执行器，实现电动机的启动、停止和正反转控制。

5. 系统软件编程根据系统需求分析，编写PLC控制程序，实现对电动机的精确控制。

5.1 程序结构设计本设计将程序分为以下几个部分：1. 主程序：负责整体控制流程的调度。

2. 子程序：负责实现具体的功能，如启动、停止、正反转等。

5.2 编程语言本设计采用西门子S7-200系列的编程语言，包括指令表和梯形图。

基于PLC控制的自动门毕业设计

毕业设计某大楼平移门的PLC控制系统设计学生学号：学生姓名：导师姓名：班级专业名称论文提交日期论文答辩日期年月日摘要随着电子技术的发展，可编程控制器（简称PLC）有了进一步的发展。

PLC控制的自动门系统也不断更新着。

本文中论述的PLC自动门控制系统主要由以下这几部分构成：可编程控制器(PLC)、感应探测器、变频器、驱动器、传动装置。

本设计可编程控制器就选用FX2N-32M小型的PLC；感应探测器选用微波感应器（微波雷达）；变频器就采用FR－540变频器；驱动器采用三相异步电动机；传动装置采用皮带来带动自动门的运动。

文中主要从以上几个方面进行设计论述。

其中可编程控制器（PLC）与变频器是设计的要点。

关键字：PLC；变频器；驱动器。

目录一、引言 (4)二、系统概论 (5)2.1自动门发展现状 (5)2.2商场自动门PLC控制系统简介 (6)三、商场自动门控制系统整体方案 (6)3.1商场自动门的功能需求分析 (6)3.2系统设计的步骤 (7)3.3自动门系统I/O分配表 (9)3.4自动门的机械传动机构设计 (9)3.5自动门基本技术参数 (11)四、自动门硬件系统设计 (11)4.1系统的结构 (11)4.2可编程控制器（PLC）的选型 (12)4.3变频器的选型 (13)4.4 变频器的参数设置 (14)4.5控制系统的电气接线 (16)五、自动门控制系统软件的设计 (17)5.1 PLC梯形图的概述 (17)5.2梯形图编程环境 (18)六、总结 (19)致谢 (20)参考文献 (21)附录I I/O分布表 (22)附录II 控制系统连接电路 (23)附录III 梯形图程序 (24)一、引言在我国经济飞速发展的大背景下，形形色色的自动门随处可见。

自动门的性能优劣就主要取决于它的控制装置。

早期的自动门控制系统都是采用继电器逻辑控制，不仅安装烦琐，体积较大，而且很不稳定，出现问题也不易于维修，已逐渐被淘汰。

欧姆龙plc维修技术之电路图纸

欧姆龙是日系PLC中最重要的品牌，其PLC产品在中国大陆占有率名列前茅，研究欧姆龙PLC的维修具有普遍的工控意义，下文以开关电源维修为例来分析欧姆龙PLC的维修过程。

如果一台欧姆龙PLC，上电后不显示了，往往是开关电源坏了。

千万不要以为是多么难修复，因此而将这台PLC报销了是很可惜的。

欧姆龙PLC的开关电源往往是很简单的，实物测绘的电路如下：该电路简直太精简了。

除了一只电源模块，似乎见不到别的元件。

基于单片机的pid电机调速控制系统的硬件电路设计

下面是一个基于单片机的PID电机调速控制系统的硬件电路设计示例：
电路中使用了一个STM32F103C8T6微控制器，该MCU内置了PWM输出、ADC输入、定时器计数等功能，非常适合用于电机调速控制。

电机驱动采用了L298N模块，可以
控制两个直流电机的转速和方向。

另外，根据需要，可以加入光电编码器或霍尔传感
器等来获取电机的转速反馈信号。

电路中还使用了一个LCD1602液晶屏来显示电机转速、目标速度、PWM输出等信息，方便用户进行调试和监控。

此外，还可以使用按键开关来控制电机的启停和目标速度
的调节。

在硬件电路设计完成后，需要编写单片机程序来实现PID控制算法、PWM输出、
ADC采样等功能。

通常可以使用Keil、IAR等集成开发环境来编写和调试程序，也可
以使用Arduino IDE等编程环境进行开发。

这只是一个简单的PID电机调速控制系统的硬件电路设计示例，具体的实现方式和细
节可能会因应用场景和需求的不同而有所不同。

基于PLC的伺服系统的运动控制系统设计

基于PLC的伺服系统的运动控制系统设计本文没有目录。

II引言本文介绍了一个运动控制系统，该系统可以实现对伺服电机的精确控制。

该系统由安装台面、XY伺服轴和旋转工作盘三部分组成。

通过个人计算机与PLC通讯输入运行程序，设定运行参数后，QD75P2系统模块控制伺服放大器的输出，之后伺服放大器给伺服电机输出信号，伺服电机反馈信号到伺服放大器，从而驱动跟踪圆盘上的磁珠转动。

III运动控制系统运动控制(nControl)通常是指在复杂条件下,将预定的控制方案、规划指令转变成期望的机械运动，实现机械运动精确的位置控制、速度控制加速度控制、转矩或力的控制。

电气运动控制是由电力拖动发展而来的,电力拖动或电气传动是对以电动机为对象的控制系统的通称。

从电力拖动开始,经历四十多年的发展过程,现代运动控制已成为一个以控制理论为基础，涵盖电机技术、电力电子技术、微电子技术、传感器检测技术、信息处理技术、自动控制技术、微计算机技术和计算机仿真和辅助制造技术等许多学科,且多种不同学科交叉应用的控制技术。

IV运动控制系统的构建该系统由两工位运动控制系统组成：2套伺服放大器及伺服电机、QD75系统模块、变频器、三菱可编程序控制器、触摸屏等组成。

构建“PLC+伺服放大器+伺服电机+触摸屏”的运动控制系统。

运动控制系统多种多样,但从基本结构上看,一个典型的现代运动控制系统的硬件主要由上位计算机、运动控制器、功率驱动装置、电动机、执行机构和传感器反馈检测装置等部分组成。

其中的运动控制器是指以中央逻辑控制单元为核心,以传感器为信号敏感元件,以电机或动力装置和执行单元为控制对象的一种控制装置。

它的主要任务是根据运动控制的逻辑、数学运算,为电机或其它动力和执行装置提供正确的控制信号。

V系统组成安装台面、XY伺服轴、旋转工作盘三大部分构成了运动控制模型。

图中上端为XY十字工作台（伺服电机控制），考虑到机械强度的问题，Y轴有两个平行轴固定，其中左侧的为主动驱动轴，右侧为从动轴；X轴平面装有霍尔传感器；上方为旋转工作台，工作盘由交流电机（电机的速度由变频器控制）带着转动工作时，在工作盘放入磁钢，当工作盘转动时，X轴上部安装的传感器须一直能够对应到磁钢（XY轴随动，传感器保持检测到磁钢而不脱开）。

基于LabVIEW的步进电机状态控制

随着机电在工业、农业等领域的广泛应用，步进机电也越来越到多地运用到众多领域。

步进机电是一种将电脉冲信号转换为角位移的机电元件，与其它类型机电相比具有易于精确控制、无积累误差等优点, 它可以在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调速，快速起停、正反转控制等. 步进电动机必须和驱动控制器配合使用，而不能直接接到交直流电源上工作, 步进机电的控制以数字I／O接口卡作为硬件基础，采用软件程序来实现步进机电的同步精确运动控制。

这种控制方法的关键是软件程序，软件程序的好坏将决定是否能实现步进机电的控制。

本设计采用PC机控制，通过PXI总线与步进机电相连， PC 上的操作界面采用LabVIEW 编写，文中简要概述虚拟仪器技术LabVIEW软件的特点，通过运用LabVIEW 图形编程语言设计步进机电的简单控制系统，介绍虚拟仪器编程的普通过程和方法。

这种用LabVIEW设计的系统具有控制灵便、人机交互性强、界面友好、操作方便等特点。

本系统的设计为虚拟仪器的设计寻觅了一种普遍的方法。

步进机电， LabVIEW，PXI总线步进机电又称为脉冲电动机或者阶跃电动机，它是基于最基本的电磁感应作用，将电脉冲信号转变为角位移或者线位移的开环控制元件。

单片机控制的步进机电广泛地应用于工业自动控制、数控机床、组合机床、机器人、计算机外围设备、照相机，大型望远镜，卫星天线定位系统等等。

随着经济的发展，技术的进步和电子技术的发展，步进机电的应用领域更加广阔，同时也对步进机电的运行性能提出了更高的要求。

传统的步进机电控制系统用PLC或者单片机来控制步进机电,不仅电路复杂,控制精度不高,硬件连接后不易调整、灵便性差,不能实时地满足用户对控制系统的要求。

而且编程也比较难，非专业技术人员不易掌握。

因此，传统的步进机电系统具有很大的局限性，已经不能满足时代发展的需求。

现在的步进机电系统多数选用LabVIEW软件对步进机电进行控制。

LabVIEW(Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench)是一种图形化的编程语言的开辟环境，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。

基于PLC控制系统的设计与调试

关键词：ＰＬＣ控制系统；设计；调试
１关于体系的设计内容其涵盖软硬件两个构成要素。
１．１关于硬件
该项设计是体系中非常关键的一个步骤，它关乎到体系的运行是不是稳定，关乎到其安全性是不是合理。其涵盖输入以及输出两个层次的内容。 ’ １．１．１ＰＬＣ控制系统输入电路设计。ＰＬＣ供电电源一般为ＡＣ８５ — ２４０Ｖ，其适合使用的电源区间非常宽，能够应对干扰，要设置个净化部件。对于隔离变压器，也可以使用双向隔离的工艺，即变压器初、次级线圈屏蔽层与初级电气中性点接大，次级线圈屏蔽层接ＰＬＣ输入电路，以减小高低频脉冲干扰。ＰＬＣ输入电路电源一般应采用ＤＣ２４Ｖ，而且他带负荷的时候要密切的关注容量，要开展好防短路相关的活动，其对于体系的供电稳定性以及安全性等来讲都有着非常关键的意义，如果它载重太大，或是发生短路问题的话，都容易干扰到体系的运行，通常要选取电源容量为输入电路功率两倍，要在输入线路的支路之中设置熔丝，这样就能够避免短路现象发生。１．１．２ＰＬＣ控制系统输出电路设计。结合相关的工艺规定，所有的指示灯等等的启闭都要按照晶体管的模式来活动，其适合频率较高的活动。而且相应用时不需太久。它的输出频率可以控制在一分钟不超过六次，要先使用继电器，只有使用这类措施，才可以保证设计非常的简单，而且它抵抗干扰的水平非常好。ＰＬＣ输出带电磁线圈等感性负载，负载断电时会对ＰＬＣ输出造成浪涌电流冲击，为此，对直流感性负载应其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路，可有效保护ＰＬＣ。当ＰＬＣ扫描频率为１０￣．￣／ｒｎｉｎ以下时，既可以采用继电器输出方式，也可以采用ＰＬＣ输出驱动中间继电器固态继电器，再驱动负

基于PLC的自动化机台控制系统设计毕业论文

基于PLC的自动化机台控制系统设计毕业论文目录1 绪论 (1)2 connectorCI15自动化机台控制系统 (2)2.1 connectorCI15自动化机台控制系统的组成 (2)2.2 connectorCI15自动化机台人机控制界面 (2)2.3 connectorCI15自动化机台自动感应检测系统 (6)2.4 connectorCI15自动化机台的电气控制部分 (7)2.4.1 PLC模块基本接线 (7)2.4.2 伺服系统 (8)2.4.3 磁感应传感器应用 (9)3 基于PLC的connectorCI15自动化机台控制系统 (10)3.1 基于PLC的控制系统的组成 (10)3.2 基于PLC的connectorCI15自动化机台控制系统设计 (12)3.2.1 connectorCI15自动化机台控制系统总流程 (12)3.2.2 机械手的控制过程 (14)3.2.3 成品装管与不良剔除的过程 (16)4 connectorCI15自动化机台的检查调试和故障处理 (17)4.1 connectorCI15自动化机台运行前的检查 (17)4.2 connectorCI15自动化机台运行中的故障分析与排查 (18)4.2.1 故障分析 (18)4.2.2connectorCI15自动化机台的故障排查和处理措施 (18)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)附录A (23)附录B (25)表1 (27)1 绪论连接器（俗称接插件）是通过机械动作实现电子电路的连通、断开或转换的机电元件，是电子设备中不可缺少的电子元件。

随着电子技术的发展，连接器已经发展到上千种，包括印制板连接器、通讯用同轴连接器、光连接器、圆形连接器、方型连接器等。

目前，连接器广泛用于声频、视频、信息和通讯设备，其中数据通讯、电话通讯和PC的迅速发展，加速了连接器市场的发展。

由于电子产品小型化、轻型化以及采用高密度、自动化安装技术，推进了连接器市场的变化。

基于单片机的PLC设计与实现毕业设计论文

1 引言1。

1 课题研究的目的和意义基于单片机的PLC设计与实现课题的研究是依据应用开发中的实际要求提出来的。

当我们设计机电一体化产品或从事自动化装置设计时，常常会遇到要求设计出成本极低,同时能完成较为复杂的逻辑控制的控制器的问题.可编程序控制器以其可靠性能高、编程简单易学、维护方便等优点而广泛应用于工业控制中；单片机具备功能多、结构紧凑、价格便宜等特点，在工业控制中也得到了广泛的应用.PLC和单片机有机地结合,就可实现单片机与PLC之间优势互补,在工业控制中可发挥更大的作用[1]，不仅可大大简化单片机系统的研制时间，实现复杂的逻辑控制,性能得到保障，效益也就有保证。

PLC的突出优点是可靠性高、接口类型丰富、能适应各种复杂恶劣的工业环境，另外PLC采用面向过程的编程语言,编程简单直观，易学易懂,使用灵活方便,工程技术人员经过短期学习即能上手。

同时也有不少缺点:有限的内存,编程优化调试比较困难;产品多为进口，价格昂贵；针对性比较差。

特别是当控制不太复杂的逻辑功能，控制量不太大,控制要求不高同时环境条件尚佳时,它的优势就不能完全发挥出来，而且会提高系统的成本。

鉴此，根据可编程序控制器的实现原理和工作方式，设计小型的PLC控制系统有很大的实际意义.本论文借鉴PLC的实现方式和运行原理，利用性价比比较高的AT89S52单片机设计了了一种小型PLC。

1.2课题研究背景近些年来，随着社会的迅速发展,科技的快速进步，可编程控制器(PLC）技术的发展显得异常迅猛,PLC技术在国内外已经广泛的应用于钢铁业、石油业、化工业、电力业、建材业、机械设计制造业、汽车业、轻纺业、交通运输业、环保业等诸多领域［2］。

目前PLC市场主要有美系、欧系、日系三大产系，200多家公司生产制造，其中都是三大产系为主的公司，我国的PLC的研究与生产比较晚,但是通过引进国外先进技术，消化并吸收，近年来，我国的PLC市场发展的很快,市场前景被十分看好.但是，国内的PLC仍然处于发展阶段，依然存在很多问题，与那些发达国家相比,我国PLC 的应用仍较为局限化，而那些应用PLC的企业，主要是一些国有大型企业，在其它中小型企业中的应用比例比较低.PLC技术主要靠引进,自主知识产权缺乏，与发达国家相比，技术水平落后5年左右,国产化率低很难满足国内市场需求.目前，我国是世界上经济发展比较快的国家之一，市场上新设备的控制需求、传统设备的技术升级、换代对PLC的需求越来越大。

基于PLC控制步进电机的设计与仿真

学校代码：11517学号：201050712133HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 毕业设计（论文）题目基于PLC的步进电机的控制设计与仿真学生姓名赵兴鹏专业班级电气工程1021学号201050712133系（部）电气信息工程系指导教师程辉完成时间2012年5月15日河南工程学院论文版权使用授权书本人完全了解河南工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交论文的印刷本和电子版本；学校有权保存论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。

论文作者签名：年月日河南工程学院毕业设计(论文)原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在指导教师指导下，进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。

对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。

论文作者签名：年月日河南工程学院毕业设计（论文）任务书题目：基于PLC的步进电机的控制设计与仿真专业电气工程及其自动化班级1021 学号201050712133姓名赵兴鹏主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：本课题利用PLC作为核心控制部件，控制步进电机。

在研究步进电机工作原理和控制方法的基础上，对控制机构分别进行硬件和软件的设计及调试，并且利用组态王软件进行监控。

基本要求1、查阅相关原始资料，书写文献综述，英文资料翻译2、理解相关资料，确定系统功能、性能指标，选择系统组成方案，并进行方案论证3、选择系统方案，设计硬件结构原理图；编制相关软件4、编写程序及仿真调试5、撰写研究报告。

基于PLC的电机控制系统设计

目录目录 (1)第一章绪论 (3)1.1研究背景及意义 (3)1.2相关技术简介 (3)1.2.1变频器的应用与发展概况 (3)1.2.2 PLC技术 (5)1.3本文设计的主要内容 (6)第二章变频调速原理 (6)2.1变频器基本结构 (6)2.2 变频调速的基本原理 (7)2.3 变频调速的优点 (10)第三章 PLC技术 (12)3.1 PLC概述 (12)3.2 PLC的组成及各部分作用 (12)3.3 PLC的工作原理 (15)第四章实验系统的设计 (17)4.1系统设计功能分析 (17)4.2 PLC和变频器的选择 (17)4.2.1SIMATIC S7-200介绍 (17)4.2.2 SIMATIC MICROMASTER420变频器性能介绍 (21)4.3 闭环系统设计 (22)4.3.1 系统硬件设计 (23)4.4 多段速控制设计 (28)4.4.1 硬件设计 (28)4.5软件设计 (30)4.5.1 编程软件介绍 (30)4.5.2闭环程序设计 (31)4.5.3 多段速程序设计 (34)第五章实验调试和数据分析 (36)5.1 闭环系统 PID参数整定 (36)5.2 多段速控制分析 (38)第六章总结与体会 (38)参考文献 (39)致谢 (39)第一章绪论1.1研究背景及意义调速系统快速性、稳定性、动态性能好是工业自动化生产中基本要求。

在科学研究和生产实践的诸多领域中调速系统占有着极为重要的地位特别是在国防、汽车、冶金、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。

调速控制系统的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。

可编程控制器（PLC）可编程控制器是一种工业控制计算机，是继续计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。

它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简朴，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。

基于PLC 的多机驱动功率平衡研究

1引言随着自动化产业的持续发展，气力输送系统由于结构简单，在钢厂、电力行业领域得到了广泛应用，但由于动力消耗相对大，对运量大并且需要长距离输送的物料有一定的限制，逐步被带式输送机所代替，研究开发具有可变频启动、可变频调速、具有集中统一控制功能的带式输送机刻不容缓。

在采用变频器控制电机驱动的同时，保持功率平衡是系统长期稳定运行的必要条件。

对于不同的负载，每台变频器将分别根据其自行估算的转速补偿其滑差，以实现无偏差地达到给定转速。

但在实际运行过程中，由于每台电机和传动机构的不同造成的误差会导致出现某台电动机出力大，某台电动机出力小的情况，在比较极端的情况下，会出现部分电机处于电动运行模式，另一部分电机处于发电运行模式，使系统不能稳定运行，甚至短时间内就会对设备造成损害。

因此，类似这样的常规传动模式并不能满足系统的实际工作要求，在实际运行过程中，系统还要求各传动点电动机功率尽可能保持平衡。

2现场设备配置2.1变频器的选择多机驱动控制系统中，低速验带和大力矩重载启动必须通过有速度传感器的速度闭环来控制，否则就会出现低速脉动转矩，使皮带出现振颤现象，无法进行低速验带工作，也会降低启动力矩。

施耐德公司的“无速度传感器矢量控制技术”不仅解决低速验带和重载启动问题，又可使系统更简化，减少故障点，提高可靠性，使整个系统故障停运时间大大减少。

所以选择变频器时，可选择具有“无速度传感器矢量控制技术”的施耐德ATV320变频器。

2.2电机的选择每一组电机内部力矩平衡是多电机驱动要解决的最主要问题，负载变化、电机参数及皮带松紧等因素，都会对电机的速度和出力产生扰动性影响。

为了使系统稳定工作，几台电机必须保持一致的速度，同时，尽可能保持均匀的出力，异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格低廉、维护方便等一系列优点，并且在调速性能方面完全可与直流电动机相媲美。

因此，可采用性价比更高的异步电机。

3系统控制原理本系统利用PLC实时调节变频器输入频率达到功率平基于PLC的多机驱动功率平衡研究Research on the Power Balance of Multi-Motor Driving Based on PLC陈晓川（福建龙净环保股份有限公司，福建龙岩364000）CHEN Xiao-chuan(Fujian Longking Co.,Ltd.,Longyan364000,China)【摘要】自PLC自动控制技术得到运用以来，不仅解放了劳动力，而且提高了生产效率。

基于组态软件的PLC实训虚拟负载开发

1871 引言信息技术时代，PLC 在工业自动化系统中的应用日益广泛，PLC 课程的实践教学至关重要。

目前的PLC 实训装置考虑到设备成本以及安全等问题一般不会配有真正的生产设备，一般使用按钮开关来模拟实际的限位开关或者用指示灯来模拟实际设备的动作机构，从而导致PLC 等课程在实施项目化教学的过程中部分项目很难做到直观形象的教学，影响了实践教学效果。

本文以滑块的运动控制为例研究如何通过组态王软件设计虚拟负载，通过组态监控画面来仿真实际生产设备的运动和控制过程，既能最大幅度利用有限资源、降低实训开发成本，又能有效地激发学生的学习兴趣和实际操作能力，从而提升PLC 的实践教学效果[1]。

2 组态软件简介组态软件是上位机软件的一种，能够实现对自动化过程和装备的监视和控制[2]。

它主要具备两个方面的功能，一是能够远程监视设备的状态，对设备发生的故障进行报警或记录，统计显示生产数据，节省了现场巡视的时间；二是能够实现对设备和生产过程的远程自动控制以及工艺参数的远程调整。

目前市场上的组态软件有很多种类，比较知名的有WINCC、组态王、MCGS 等，本文使用的组态软件为组态王，该软件是一款国产组态软件，在国内应用较为广泛。

3 虚拟负载的组成和设计思路3.1 虚拟负载的组成和动作过程本文设计的虚拟负载为滑块运动控制系统主要包括主电机、制动器、减速器、丝杠滑块、限位开关等。

主电机通过减速器驱动一个滑块沿着滚珠丝杠左右移动，丝杠左右各设一个限位开关，电机轴上设置一个电力液压推杆式制动器并配有一个制动器释放检测限位和一个制动器释放限位故障设置开关。

动作过程为：滑块初始位置在左限位处，按下启动按钮后，主电机的电，制动器电机同时得电松闸，滑块右行，右行至右限位处暂停2秒然后自动左行，左行至左限位处暂停2s 后再自动右行，如此周而复始。

按下停止按钮后，完成一个周期的剩余动作后在左限位处停止。

左右限位和制动器释放限位动作时应有相应的颜色指示。

基于PLC的微电网控制系统设计

基于PLC的微电网控制系统设计摘要：本设计是一个包含了风电控制、太阳能控制、逆变输出等环节的风/光/储微电网系统，风力发电机发出的电能经过风电充电控制器对蓄电池进行充电;光伏发电系统发出的电能经过光伏充电控制器对蓄电池进行充电。

电池电压由逆变器逆变成220V交流电，每套供电系统由投切开关与负载连接。

该系统能实时监控光伏电池、蓄电池以及风力发电机的电压电流数据并进行状态转换，同时光伏板安装在能上下、左右旋转的工作台上可以实时跟踪太阳的轨迹,获得最大光伏发电效率，该系统可用于海岛、无人值守基站等场合,具有良好的实际推广应用价值。

？P 键词:光伏发电，风力发电，PLC，伺服控制,人机界面中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1实物介绍本装置包括光伏发电控制系统、风力发电控制系统、蓄电池输出控制系统以及人机界面等组成部分.光伏发电控制系统由两台伺服控制电机以及光伏发电控制模块组成.两台伺服电机控制光伏板的左右、上下旋转角度，用于追踪太阳的位置。

光伏发电控制模块用于确定何时进行光伏发电操作。

本环节能够完成实时的位置追踪以及最大功率追踪两种追踪模式。

风力发电控制系统由风力发电机以及风力发电充电控制模块组成。

风力发电机发出电压,实现对蓄电池充电，风力发电控制模块用于确定何时进行风力发电操作。

蓄电池输出控制系统包含蓄电池输出控制模块以及逆变器、负载灯等部分，蓄电池输出控制模块负责何时进行放电输出.人机界面包括主界面、数据采集.2系统硬件设计2。

1 系统硬件结构设计本系统采用三菱Q系列PLC为系统控制核心，用触摸屏GOT1000为人机界面,光伏板转动定位采用定位模块QD752N。

由于需要测量光伏电池、蓄电池以及风力发电机三个单元的电压、电流参数，故设置了六组变送器，通过Q64AD模块进行模数转换后送PLC，因风力发电难以调试，我们添加了一台变频器驱动的三相电扇来模拟实际的风（调试完成可以拆除）。

系统硬件组成如图2—1所示。

PLC负荷分配控制器的设计

目录目录 (1)第1章绪论 (2)1.1负荷分配的应用及其战略意义 (2)1.2国内外技术现状 (3)1.2.1国内技术现状 (3)1.2.2国外技术现状 (3)1.3纸机传动现状介绍 (4)1.4本研究的意义和存在的问题 (4)第2章负荷分配原因及影响 (5)2.1负荷分配问题产生的原因和影响 (5)2.2解决负荷分配问题的理论根据 (5)第3章负荷分配原理及计算方法 (8)3.1直流传动的负荷分配 (8)3.1.1直流电机的功率介绍 (8)3.1.2直流电机的机械特性曲线 (9)3.1.3直流传动负荷分配设计 (10)3.2 交流传动的负荷分配设计 (14)第4章负荷分配PLC控制器的设计 (19)4.1 硬件组成 (19)4.1.1 PLC介绍 (19)4.1.2 ABB变频器介绍 (22)4.2通讯协议 (26)4.3算法及程序 (33)第5章结论 (35)5.1本文的结论及意义 (35)5.2本文的不足 (35)5.3前景展望 (35)致谢 (36)参考文献 (37)1/ 42第1章绪论1.1负荷分配的应用及其战略意义纵观纸机传动系统的发展历史，早期造纸机的电气传动系统通常使用单独的电动机传动，由它带动天轴或地轴通过皮带以驱动造纸机的网部、压榨部、烘干部以及压光和卷取分部。

为了适应纸机改变品种的要求，驱动电动机通常采用直流电动机，并借助于改变电枢电压或磁场电流来实现纸机的调速。

大约在上个世纪五十年代，分部传动造纸机逐渐替代了总轴传动造纸机，分部传动大大简化了机械传动设备，提高了稳速精度，并且使相邻分部间速度和张力调节十分方便。

但是随着高速、大型纸机的出现以及新工艺的采用，为进一步简化造纸机械，需要使纸机的某个分部采用多个电动机传动。

在这种多点传动的情况下，造纸机的某个分部除了要具备调速和稳速的性能外，还需要各个电动机满足负荷分配的要求。

在八十年代中期国外开始将变频调速系统应用于纸机，国内大约始于九十年代初期。

任务书：基于PLC的发电机组控制系统设计

3、主要参考文献：
[1]梅丽凤，郑海英.电气控制与PLC应用技术.第一版[M]北京:机械工业出版社，2012
[2]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
[3]郁汉琪.可编程序控制器应用技术[M]南京:东南大学出版，2003
[4]张万忠.可编程控制器应用技术[M]北京:化学工业出版社，2001
[5]董伟.用PLC控制应急发电机组[J].中国设备工程，2005（1）：26-27
[6]刘冬,陈翠和,陈斌,等.基于PLC的海洋石油平台应急发电机组控制系统[J].中国造船,2013,53(A02):475-482
[7]孙建和.PLC控制技术在柴油发电机组上的应用[J].移动电源与汽车，2009（1）：8-12
[16]David G．Johnson．Programmable Controllers for Factory Automation[J]. Marcel Dekker Inc, 2003: 8-16
4、毕业设计（论文）的实习（调研）基本要求：
题目调研的要求：
1．了解本专业内外最新水平及发展动态。
起讫日期
工作内容
第Hale Waihona Puke 周第2周第3周第4周
第5周
第6周
第7、8周
第9周
第10周
第11、12周
第13周
第14、15周
第16周
第17周
熟悉设计题目，收集、查阅与设计题目相关的书籍、资料。
毕业设计调研，确定系统设计方案。
撰写开题报告，开题答辩。
进行毕业设计实习，撰写毕业实习报告。
确定I/O点数，选择PLC型号及扩展单元。
[12]陶玉梅.变频器与PLC通讯的精简设计[J].宁夏机械.2009,(4):42-44