plc開題報告

時間：2024-05-16 13:31:48 開題報告我要投稿

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plc開題報告

　　在我們平凡的日常里，報告十分的重要，通常情況下，報告的內容含量大、篇幅較長。我們應當如何寫報告呢？下面是小編為大家收集的plc開題報告，僅供參考，歡迎大家閱讀。

plc開題報告

plc開題報告1

　　1、課題研究的意義

　　可編程程序控制器是近二十幾年發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制器，由于他把計算機的編程靈活、功能齊全、應用面廣等優(yōu)點與繼電器系統(tǒng)的控制簡單、使用方便、抗干擾能力強、價格便宜等優(yōu)點結合起來，而其本身又具有體積小、重量輕、耗電省等特點，所以它在工業(yè)生產過程控制中的應用越來越廣泛。另一方面，隨著計算機技術、自動控制技術的發(fā)展及現代工業(yè)生產過程的需求，越來越多的計算機監(jiān)控系統(tǒng)正在廣泛應用與各種工業(yè)生產過程。其特點是集控制和管理于一身，形成順序生產過程的集成控制系統(tǒng)。

　　以PC機作為上位機，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)在現代化生產及管理中越來越顯示出優(yōu)越性，因此研究基于PLC的自動加工監(jiān)控系統(tǒng)具有非常實用的意義。

　　2、總體方案設計

　　本次設計的任務是基于PLC的自動加工監(jiān)控系統(tǒng)。要求實現以下功能：

　�。�1）實現控制功能

　　通過可編程控制器進行編程，對生產加工的運行情況進行監(jiān)控與控制。通過傳感器調節(jié)機械手的旋轉角度和長度，對物料進行準確抓取和輸送。

　�。�2）實現遠程監(jiān)控

　　通過監(jiān)控畫面實現遠程監(jiān)控，及時調整參數設置，對整個生產加工實現監(jiān)控與控制。

　　而本設計作為工業(yè)生產，既要求提高生產效率降低生產成本，又要求控制系統(tǒng)的控制精度高、響應時間短。為此將采用上位PC機和PLC工具箱一起來模擬基于PLC的自動加工監(jiān)控系統(tǒng)的運行。

　　該監(jiān)控系統(tǒng)采用分三級控制的方案。分別為監(jiān)控級、控制級和現場級。監(jiān)控級采用VB編程語言在上位機上實現，也可用ControlLogix系統(tǒng)構建。控制級采用SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件進行程序控制�，F場級主要采用的利用PLC工具箱上的步進電機的正轉、反轉及燈亮來模擬生產加工過程。

　　3、可編程控制器的選擇

　　自動加工監(jiān)控系統(tǒng)的設計是為了能夠大大提高生產效率降低生產成本，但這必須是在控制系統(tǒng)的控制精度足夠高、響應時間足夠快的基礎上才可能實現的。所以就對監(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具有結構靈活，不受環(huán)境的限制，有電即可組建網絡,傳輸質量高、速度快、帶寬穩(wěn)定，能夠高質量的傳輸采集到的數據和信息，范圍廣，成本低的特點, 適用面廣，編程簡單。而三菱FXPLC是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相當FX系列中最高檔次的超小程序裝置，除輸入出16～25點的獨立用途外，還可以適用于多個基本組件間的連接，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，我們采用三菱PLC。同時整個控制系統(tǒng)的監(jiān)控級采用的是實時仿真監(jiān)控系統(tǒng)采用VB編程語言在上位微機上實現，為了便于控制器同監(jiān)控級的網絡通信以及信息數據的傳輸，所以本設計選擇配套的PLC實驗箱。

　　3.2羅克韋爾可編程控制器

　　羅克韋爾控制系統(tǒng)的生產流水線模型采用了與實際系統(tǒng)相同機械結構，包括氣動機械手、傳送帶、傳感器組、變頻器、氣動推料機構、步進電機及其驅動器、直線導軌、交流電機等，各機構由PLC控制驅動。這樣可以直觀方便的觀察生產流水線的工作情況，及時對加工的工作情況進行控制。

　　羅克韋爾的可編程控制器采用Logix多功能控制引擎，帶浮點協(xié)處理器的32位多任務（事件任務、連續(xù)任務和周期任務）實時控制內核，在高速邏輯運算以及復雜回路控制（0.08ms/K典型混合程序）等方面表現同樣出色�？梢圆捎枚喾N編程方法，如梯形圖LD、功能塊圖FBD、順控表SFC以及語句表ST。支持最大30個本地I/O，可以實現多處理器/上位機聯(lián)網以及分布式I/O控制。

　　3.3方案對比

　　通過以上可編程控制器的比較，根據本次設計的控制要求，打算采用三菱可編程控制器對監(jiān)控系統(tǒng)進行控制可以滿足控制精度高，響應時間快的要求。而且還可以同時對自動加工的工作情況進行控制，使資源能夠得到最大化的利用。同時整個控制系統(tǒng)用上位微機仿真監(jiān)控，為了便于控制器同監(jiān)控級的網絡通信以及信息數據的傳輸，所以本設計選擇配套的PLC實驗箱。

　　4仿真監(jiān)控系統(tǒng)的實現

　　4.1 采用VB編程語言實現

　　VB是真正的面向對象編程，簡答易學，是開發(fā)人員在維護系統(tǒng)運行時只須修改很少的.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導功能；數據訪問的特性，允許對其他的大本數據庫格式建立數據庫和前端應用程序，以及可調整的服務器部件等；通過ActiveX技術可使用其他應用程序提供的功能。同時已完成的應用程序是真正的.exe文件，可以直接發(fā)布。而微軟公司Visual Basic 6.0作為編程工具，它已經發(fā)展成為當前基于Windows平臺上最方便、最快捷的軟件開發(fā)工具。

　　4.2 利用ControlLogix系統(tǒng)構建

　　ControlLogix系統(tǒng)是基于機架的系統(tǒng)，可以提供對使用順序控制、過程控制、運動控制和驅動控制的控制系統(tǒng)進行組態(tài)的選項，還可提供通信I/O 功能。該系統(tǒng)集中了Logix 通用平臺的多種優(yōu)點---通用的編程環(huán)境、通用的通訊網絡、通用的控制引擎---提供了一個既能滿足您高性能應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行和正常操作的開發(fā)成本和時間。

　　4 .3方案對比

　　通過對兩種工具的了解，VB編程語言和ColtrolLogix系統(tǒng)顯然各自具有自身的優(yōu)點，而本設計選用VB編程語言在上位機上實現仿真監(jiān)控系統(tǒng)，因為選擇VB有以下優(yōu)勢：

　　（1）VB不需要編寫大量的代碼來描述界面元素的外觀和位置，而只要把預先簡歷的對象拖放到屏幕上的某一點即可。這就是VB最顯著的特點，即可視化的編程方法。

　�。�2）VB是一種在計算機技術發(fā)展歷史上應用最為廣泛的語言。它繼承了Basic語言易學易用的特點，特別適合初學Windows系統(tǒng)的編程。

　�。�3）Visual Basic是一個功能強大的Windows平臺上的開發(fā)工具，初學者只要掌握幾個關鍵詞就可以建立使用的應用程序。

　　5、最終方案的選定

　　通過以上探討，本次設計最終選用VB編程語言在上位機上實現實

　　時仿真監(jiān)控，可編程控制器選擇三菱PLC工具箱，采用SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件進行程序控制，共同完成自動加工系統(tǒng)的現場仿真與控制。而微機與PLC通過RS232/RS485接口連接并實現通信。

plc開題報告2

　　畢業(yè)論文（設計）開題報告表

　　院（系）名稱

　　專業(yè)名稱

　　年級

　　學生姓名學號指導教師姓名

　　填表時間： 20xx 年3 月 20 日

　　機電工程系機電一體化 09機電三班袁照蘭

　　填表說明

　　（1）勝任的。傳統(tǒng)的智能控制是一種技術的事先安排，說到底是一種程序控制，是一種周期性的系統(tǒng)自動控制，實際上還算不上智能。而真正的智能電梯應更具人性化特點，不僅具有傳統(tǒng)的人工智能的所有優(yōu)點，而且還有傳統(tǒng)的人工智能無法比擬的東西，具有動念和隨機處理各種問題的能力，諸如能根據轎廂內的情況和各層的候梯信息，自動地制定每次最優(yōu)的運動速度和停車政策；自動選擇運動方面；雙向語音交流；到達目的層的語音提示等，讓乘客有更多的主動性，使大樓交通運輸實現真正的人機對話。智能化要求電梯有自動安全檢測功能，讓電梯自己能夠檢測到電梯的故障所在，并及時報警予以排除。

　　(2)安全。運行安全是電梯的根本和關鍵�？梢哉f，電梯的全部其他工作都是以此為中心展開的，使電梯安全運行更有保障。運行安全不僅要消除電梯啟動時較強的電磁輻射，使用安全材料和運行穩(wěn)定，而且要有一種良好的視覺效果，讓每一位乘客在寬敞、明亮轎廂內有安全、舒適的好心情。同時，電梯運行安全也要求電梯在運行中發(fā)生故障時，不但要使乘客容易與外界溝通聯(lián)系，而且電梯本身應當能自動播放讓乘客感到放松的音樂，徹底消除產生緊張不安的情緒。當小孩和老人乘坐時，電梯對他們應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。電梯運行安全還要求電梯有自動休眠功能，使電梯在保證運行效率最高的同時，使電梯能最大限度地得到休眠。

　　(3)與環(huán)境的協(xié)調和平衡，包括以下幾個方面：

　�、僖曈X協(xié)調。有人曾經做過環(huán)境色彩是否對人有影響的研究。該研究發(fā)展：視覺不協(xié)調的環(huán)境色彩對人的情緒、精神影響非常大。色彩宜人，格調高雅，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)調無從談起，國內的許多電梯公司對此的重視是遠遠不夠的，甚至不少通過引進國外技術國產化的電梯也顯露出一副土生土長的容貌。

　�、谙姶泡椛�。如前所述，由于電梯是大樓里頻繁起制動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達到自身對大樓電磁干擾最小，而又不被其他電磁干擾影響的建筑機電設備。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化、樓宇自動化、通訊自動化的正常運轉。

　�、凼孢m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，按人體生理適應要求，利用計算機優(yōu)化設計而成的理想運行曲線，實現更穩(wěn)定、更舒適的運行。

　　對現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，對經濟性、能耗、噪聲等級和電磁干擾程度等方面也有相應要求。隨著時代的'發(fā)展，相信電梯行業(yè)會越來越貼近生活。

　　研究的主要內容及所解決的問題

　　目前，在電梯的控制方式上，主要有繼電器控制、PLC控制和微型計算機控制三種。而PlC實際上是一種專用計算機，它采用巡回掃描的方式分時處理各項任務，而且依靠程序運行，這就保證只有正確的程序才能運行，否則電梯不會工作；又由于PLC中的內部輔助繼電器及保持繼電器等實際上是PLC系統(tǒng)內存工作單元，即無線圈又無觸點，使用次數不受限制，屬無觸點運行，因此，它比繼電器控制有著明顯的優(yōu)越性，運行壽命更長，工作更加可靠安全，自動化水平更高。PLC控制是三種控制方式中最具有可靠性、實用性和靈活性的控制方式，它更適合于用在電梯的技術改造和控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代，是電梯控制系統(tǒng)中理想的控制新技術。

　　電梯的控制是比較復雜的，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應用技術的不斷發(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、機械與電氣部件有機地結合在一個設備內，把儀表、電子和計算機的功能綜合在一起。它已經成為電梯運行中的關鍵技術。因此，研究plc技術更具有了戰(zhàn)略性的意義。

plc開題報告3

　　論文題目

　　基于小型PLC的機械手運動控制系統(tǒng)設計

　　專業(yè)名稱

　　年級

　　學生學號

　　學生姓名

　　指導教師(職稱)

　　機械設計制造及其自動化

　　20xx級 20080951038

　　填表時間20xx年 3 月 1 日

　　教務處制

　　填表說明

　　一、開題報告各項內容要實事求是，逐條認真填寫，表達要明確、嚴謹。

　　外來語應用中文和英文同時表達，第一次出現的縮寫詞，須注出全稱。二、開題報告需用計算機打印，一律為A4開本，于左側裝訂成冊。各欄空

　　格不夠時，請自行加頁。

　　三、開題報告需在第八學期開學之前完成。

plc開題報告4

　　1、設計的目的和意義

　　1 設計的目的 PLC設計開題報告

　�、偻ㄟ^畢業(yè)設計培養(yǎng)綜合運用所學的基礎理論，基礎知識，基本技能進行分析和解決實際問題的能力。

　�、谕ㄟ^PLC系統(tǒng)開發(fā)的綜合訓練，達到能夠進行PLC系統(tǒng)設計和實施調試的目的。

　�、叟囵B(yǎng)分析和解決系統(tǒng)調試運行過程中出現各種實際問題的能力。

　　2 設計的意義

　　隨著社會的不斷發(fā)展，市場的競爭也越來越激烈。因此各個生產企業(yè)都迫切地需要改進生產技術，提高生產效率，尤其在需要進行材料分揀的企業(yè)，以往一直采用人工分揀的方法，致使生產效率低，生產成本高，企業(yè)的競爭能力差，材料的自動分揀已成為企業(yè)的唯一選擇。針對上述問題，利用PLC技術設計了一種成本低，效率高的材料自動分揀裝置，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強度大大降低，可顯著提高勞動生產率，分揀作業(yè)基本是無人化，而且分揀系統(tǒng)能靈活地與其他物流設備無縫連接，實現對物料實物液、物料信息液的分配和管理，其設計采用標準化、模塊化的組裝、具有系統(tǒng)布局靈活、維護、檢修方便等優(yōu)點且受場地影響不大。

　　2 、材料分揀裝置的發(fā)展介紹

　　材料分揀（亦稱自動分揀）是二次大戰(zhàn)后在美國、日本的物流中心中廣泛采用的一種自動分揀系統(tǒng)，該系統(tǒng)已經成為發(fā)達國家先進和大中型物流中心，配送中心或流通中心所必需的設施條件之一，但因其要求使用者必須具備一定的技術經濟條件，因此，在發(fā)達國家，物流中心，配送中心或流通中心不用自動分揀系統(tǒng)的情況也很普遍。

　　3、設計任務及原理

　　1 設計任務

　　通電狀態(tài)下，下料時，下料傳感器動作，傳送帶運行，電感傳感器檢測到鐵塊材料時，汽缸1動作將材料推下，電容傳感器檢測到鋁塊材料時，汽缸2動作將材料推下，顏色傳感器檢測非金屬材料為綠色塊時汽缸3動作將材料推下。其它顏色非金屬材料塊被傳送到SD位置時，汽缸4動作將材料推下，豎井式下料槽無料時，傳送帶運行一個行程自動停機。

　　2設計原理

　　根據分揀裝置工作過程設計功能表圖，設計電氣控制原理圖，在設計的電氣控制原理圖的基礎上對它進行研究，分析工作過程的每一個環(huán)節(jié)，再選擇合適的PLC類型，編寫I/O分配圖。

plc開題報告5

　　一、本課題研究的主要內容、目的和意義

　　目前，環(huán)境問題成為了制約世界各國可持續(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，中國水資源嚴重缺乏，是世界 13 個缺水國家之一，如何有效的進行水資源的循環(huán)再利用成為社會的一個重要問題，因此，污水處理系統(tǒng)對于全面建設小康社會的中國而言就更重要了。

　　而與發(fā)達國家相比，中國污水處理的效率還很低，主要表現為城市生活污水處理效率低。城市生活污水處理在發(fā)達國家已經成為了一個比較穩(wěn)定的市場。而在中國則迫切需要加快污水處理的發(fā)展進程。據有關資料顯示，美國平均每 1 萬人就擁有 1 座污水處理廠，英國與德國則每 7000~8000 人就擁有 1 座污水處理廠，而中國平均每 150 萬人才擁有 1 座污水處理廠。

　　因此，不斷加大我國污水處理的效率和力度，對改善環(huán)境質量和人民生存環(huán)境，促進社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。而 PLC 控制器以其技術成熟、通用性好、可靠性高、安裝靈活、擴展方便、性能價格比高等一系列優(yōu)點，在工業(yè)控制中得到了越來越廣泛的應用。

　　二、文獻綜述（國內外相關研究現況和發(fā)展趨向）

　　污水處理的方法主要有物理、化學、物理化學以及生物等。這些方法根據實際情況，可以單一使用，也可以針對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，屬于低負荷、延時曝氣活性泥法。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，因此又被稱為“循環(huán)曝氣池”氧化溝法具有處理工藝及構筑物簡單，無初淀池和污泥硝化池，有機物去除率高，脫氮、除磷、剩余污泥少且易脫水，處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點。但存在負荷低占地大、耗電大、運轉費用高等缺點，適合中小規(guī)模的低負荷污水處理廠。

　　SBR 法：SBR 法師間歇式活性污泥法的簡稱。該工藝采用間歇曝氣方式運行的活性污泥處理技術，其主要特征是運行時的有序和間歇操作。SBR 技術就是 SBR 反應池，該池集成了均化、初沉、生物降解、二沉等功能，不設污泥回流系統(tǒng)。該工藝具有以下特點：生化反應推動力增大，污水沉淀需要的時間短、效率高、運行效果穩(wěn)定、出水水質好；可采用組合式構造法，便于污水廠的擴建和改造；同時可實現好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)的交替，具有良好的脫氮除磷效果。其工藝流程簡單，占地面積小，造價低，該方法是用于水量、水質排放均勻地工業(yè)廢水。但自動化控制技術和連續(xù)在線分析儀表要求較高，操作復雜，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代污水處理系統(tǒng)的控制要求，取而代之的是DCS,現場總線控制，PLC 等控制方式，PLC 作為污水處理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)使得設計過程變得更加簡單,可實現的功能也更多,由于PLC CPU 強大的.網絡通信能力,使得污水處理系統(tǒng)的數據傳輸與通信變得可能,并且也可實現其遠程監(jiān)控.PLC 還具有控制功能強,模塊化結構等優(yōu)點.

　　三、擬采取的研究方法（方案、技術路線等）和實現的可行性論證

　　擬采取的研究方法：

　　<一> 資料搜集法:利用互聯(lián)網，圖書館與閱覽室現有期刊，圖書以及本科的教材等資料來源，搜集所需要的資料，并進行歸納整合，整理出有用的資料。

　　<二>仿真驗證法：利用相關軟件對系統(tǒng)進行仿真調試，使系統(tǒng)達到要求的功能方案實現的可行性論證：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，組網簡單的特點，是實現中小型規(guī)模工業(yè)自動化的有力工具。在污水處理中，基于 plc 的控制系統(tǒng)在實時性、可靠性、精確性等方面滿足了設計的要求。

　　四、預期結果（或預計成果）

　　污水處理系統(tǒng)工藝流程選擇合適，plc 選型合適，plc 硬件軟件經仿真均能正常工作，經過處理系統(tǒng)能將污水處理為可再利用水。

　　五、研究進度安排

　　12.03—12.23查閱資料，收集資料，查找數據進行學習整理資料，寫提報告

　　12.24—4.07 系統(tǒng)方案的設計與選型，制定論文計劃，

　　4.08—4.28 完成初稿

　　4.29—5.15完成畢業(yè)設計論文及答辯

　　六、主要參考文獻

　　1、參考文獻目錄

　　[1]張培山，《基于PLC的污水處理廠自控系統(tǒng)的實現》，控制系統(tǒng)，20xx年1月。

　　[2]楊曹爭、毛海亮，《污水處理廠中的 PLC 及自控系統(tǒng)》，交通環(huán)保，1997 年 5 月。

　　[3]李瑞桂、孟凡華，《PLC 在工業(yè)污水處理自動控制系統(tǒng)中的應用》，應用技術。

　　[4]李國厚、楊青杰、洪源，《PLC 原理與應用設計》。

　　[5]劉琨，《污水處理廠自動控制應用及系統(tǒng)建設》，應用技術，20xx 年 4 月。

　　[6]董淑冷、茅紅偉，《PLC 在污水泵站控制系統(tǒng)中的應用》，制造業(yè)自動化。

　　[7]徐慶華，《PLC 在污水處理廠砂泵自動控制中的應用》，技術與應用，20xx 年 3 月。

　　[8]楊帆，《基于 PLC 的污水處理控制系統(tǒng)》，武漢化工學院學報，20xx 年 4 月。

　　[9]劉貫華，《基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)的設計》，應用技術，20xx年1月。

　　[10]胡青龍，《基于PLC控制的污水凈化處理系統(tǒng)》，冶金行業(yè)應用，20xx年4月。

　　[11]謝麗萍，王占富，豈興明《西門子 S7—20xx 系列 PLC》，20xx 年 5 月。

　　七、審核意見

　　指導教師對開題的意見：

　　系（院）審核意見：

　　指導教師簽字：

　　年月日

　　審核人簽字：年月日

plc開題報告6

　　第三章PLC模糊控制器的研究與實現

　　3.1模糊控制算法與系統(tǒng)

　　3.1.1模糊控制理論

　　3.1.2模糊控制系統(tǒng)

　　3.1.2.1模糊控制器的組成

　　3.1.2.2模糊控制算法

　　3.1.2.3模糊控制器的結構

　　3.2 PLC模糊控制器設計

　　3.2.1 PLC模糊控制器結構

　　3.2.2模糊控制器離線部分設計

　　3.2.2.1模糊控制器離線部分算法設計內容

　　3.2.2.2基于MATLAB模糊邏輯工具箱的設計

　　3.2.3 STEP7實現模糊控制器設計

　　3.2.3.1模糊算法流程圖

　　3.2.3.2模糊算法的功能塊

　　3.2.4 PLC模糊控制器的仿真驗證

　　3.2.4.1仿真系統(tǒng)的建立

　　3.2.4.2仿真結果驗證

　　第四章PLC預測控制器的研究與實現

　　4.1廣義預測控制算法

　　4.1.1單值廣義預測控制

　　4.1.2單值廣義預測控制律計算

　　4.2 PLC單值廣義預測控制器的設計與實現

　　4.2.1單值廣義預測算法的實現步驟

　　4.2.2單值廣義預測控制器的設計

　　4.3單值廣義預測控制器的仿真驗證

　　4.3.1仿真模型的建立

　　4.3.2仿真結果分析比較

　　第五章基于PLC的空調性能檢測實驗室計算機控制系統(tǒng)

　　5.1工藝流程與控制方案

　　5.1.1工藝過程簡述

　　5.1.2控制要求

　　5.1.3控制方案設計

　　5.2控制系統(tǒng)結構及配置

　　5.3監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設計

　　5.4 57-300 PLC控制系統(tǒng)設計

　　5.4.1硬件系統(tǒng)組態(tài)

　　5.4.2 PLC控制程序設計

　　5、論文的理論依據、研究方法、研究內容。

　　目前，PLC的應用十分廣泛，涉及到過程控制的方方面面。但在控制策略上，它依然沿用傳統(tǒng)的PID控制。許多PLC開發(fā)商把PID算法做成模塊，固化在PLC中。

　　但從長遠角度看，對于一些復雜的控制系統(tǒng)，PID很難滿足控制要求，這就需要把先進的控制算法嵌入到PLC的設計中。本課題以此為主要研究內容。

　　工業(yè)過程的復雜性以及對于控制日益提高的要求，各種先進控制算法越來越多地深入到控制領域，但由于PLC的編程目前還限于低級語言(如梯形圖)，所以，給在PLC上實現先進控制算法帶來了困難。SIEMENS在PLC的編程系統(tǒng)STEP7中提供了比較豐富的功能模塊，因此，本課題首先是通過對控制算法的研究與改進和對STEP?功能的開發(fā)，使先進控制策略在S7-300 PLC上得以較好的實現。本論文重點研究基于PLC的模糊控制器的實現，這一領域目前研究的比較多，因此在總結前人研究方法的基礎上，設計出一個基于PLC的通用的模糊控制器，并使其固化在STEP7軟件中。此外，對于PLC預測控制雖已有一些研究，但都僅限于理論方面，尚未給出PLC上實現的實例。本課題也想在此方面有所創(chuàng)新，開發(fā)出基于PLC的預測控制實現技術。

　　本論文第一章簡要介紹了課題的來源背景、主要內容、目的意義以及國外相關工作的研究狀況等。

　　第二章介紹了SIMATIC S7-300 PLC的主要特點，系統(tǒng)組成及控制系統(tǒng)的配置與實現，同時介紹了STEP?軟件的功能及結構，組態(tài)環(huán)境，以及一些基本算法的實現方法。

　　第三章重點闡述了模糊控制的基本理論、模糊控制算法、模糊控制器的結構及設計方法。提出了基于PLC的模糊控制器的實現方法，即采用MATLAB離線設計，PLC在線查詢的方式。給出了STEP?實現模糊算法的流程圖及部分程序。

　　最后建立一個過程仿真系統(tǒng)，對PLC模糊控制器進行仿真驗證。

　　第四章介紹了預測控制的基本理論，重點闡述了廣義預測控制算法，并結合PLC的特點，提出了基于PLC的單值廣義預測控制器的設計方法，給出了STEP7實現單值廣義預測算法的步驟與流程圖。最后建立一個二階大滯后的對象模型，構成仿真控制系統(tǒng)，與PID控制進行比較分析，驗證PLC預測控制器的有效性。

　　第五章是作者在研究生期間參加的某空調性能檢測實驗室基于PLC實現的計算機控制系統(tǒng)，從系統(tǒng)控制方案的設計、系統(tǒng)配置和硬件構成、監(jiān)控系統(tǒng)的設計等幾個方面分別進行了詳細的論述。

　　第六章結論與體會，總結自己在課題研究和項目研究的過程中的一些體會和心得，分析了工作中的不足，提出了以后工作的注意事項，改進方法。

　　6、研究條件和可能存在的問題。

　　I.盡快建立樣板工程，把己經取得的研究成果應用到工程實際過程中，通過實踐檢驗，發(fā)現問題以便不斷改進和提高。

　　2. PLC預測控制器目前只應用了簡單的單值廣義預測算法，有其自身的'局限性，如控制精度不高。目前，應用較為成熟的是MPC算法，因此可以把PLC-MPC控制器作為今后研究的一個重點。

　　3.對于PLC模糊控制器的改進，主要是在算法上，為了提高控制效果，單純的模糊算法是不足的，改進型模糊算法如模糊PID可以改善控制器性能，因此可以開發(fā)PLC模糊PID控制器。

　　4.進一步挖掘STEP?軟件的功能，開發(fā)過程對象仿真模塊，給出基于PLC建立仿真系統(tǒng)的方法和步驟，為工業(yè)實阮應用縮短調試時間，保證系統(tǒng)的可靠性。

　　7、預期的結果。

　　1.通過對先進控制各種算法的分析比較，對先進控制理論有了進一步認識，從中學到了不少解決問題的方法，理解了傳統(tǒng)控制方法與先進控制方法的區(qū)別。

　　2.基于PLC實現先進控制與基于PC實現先進控制相比較，最重要的一個優(yōu)勢在于PLC實現先進控制不需要通訊協(xié)議，而基于PC實現先進控制，在系統(tǒng)設計和運行之前必須正確的配置PC與PLC之間的通訊協(xié)議，因此可以降低系統(tǒng)得開發(fā)時間。其次，在系統(tǒng)運行時，在下位機上完成先進控制算法比在上位機完成更具有實時性。在可靠性方面，由于基于PC實現先進控制，現場的數據和信號要經過通訊傳給上位機，這難免會出現數據的丟失和信號的誤差，從而使系統(tǒng)的控制精度下降，而基于PLC實現先進控制避免了這類現象的發(fā)生。

　　3.西門子57-300 PLC功能強、處理速度快、模塊化結構易于擴展，被廣泛的應用于自動化控制系統(tǒng)中;其相應開發(fā)軟件STEP7采用模塊化編程方法，提供多種編程語言，豐富的功能模塊，能實現較為復雜的功能和算法。因此二者結合起來，為先進控制的設計與開發(fā)提供了很好的軟硬件平臺。

　　4. PLC模糊控制器采用MTALAB離線設計和PLC在線查表的方法，把復雜的模糊推理過程交給計算機離線完成，得到模糊控制量查詢表供PLC在線調用。此方法將復雜瑣碎的模糊控制系統(tǒng)的開發(fā)工作變得簡單明了，大大縮短了開發(fā)周期，同時也提高的PLC控制的實時性，是目前被廣泛采用且效果良好的PLC模糊控制器的設計方法。

　　5. PLC單值廣義預測控制器采用簡單實用的單值廣義預測控制算法，它需要調整參數少、在線計算時間短，可適用于PLC類控制采樣周期較短的快速動態(tài)過程系統(tǒng)。仿真結果表明：PLC單值廣義預測控制器保持了預測控制的性能，控制效果較PID控制有很大改善，同時具有計算量小，響應迅速的優(yōu)點。

　　8、論文寫作進度安排。

　　20xx.05-20xx.06 開論文會議

　　20xx.06-20xx.07 確定論文題目

　　20xx.07-20xx.02 提交開題報告初稿

　　20xx.02-20xx.06 提交論文初稿

　　20xx.07-20xx.08 確定論文終稿

　　20xx.08-20xx.09 論文答辯

plc開題報告7

　　一、課題來源

　　老師命題

　　二、選題的國內外研究現狀及水平、研究目標及意義(包括應用前景、科學意義、理論價值)以及主要參考文獻

　　1、國內外研究現狀及水平：

　　在經濟不斷發(fā)展，科學技術R新月異的今天，樓的高度已和經濟發(fā)展同樣的速度成長起來。作為建筑的中樞神經，電梯起著不可或缺的作用，電梯作為建筑物內的主要運輸工具，像其他的交通工具一樣，已經成為我們日常生活中一個不可缺少的組成部分。一個國家的電梯需求總量，主要受其經濟增長速度、城市化水平、人口密度及數量、在全球經濟持續(xù)低迷的情況下，我國國民經濟仍然以較高的速度持續(xù)增長，城市化水平不斷提高。這從客觀上導致了我國電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國已經成為全球最大的電梯市場.。上世紀80年代以來，隨著經濟建設的持續(xù)高速發(fā)展，我國電梯需求量越來越大�？傏厔菔巧仙�，已經進入了第三次浪潮，而且目前還沒有減速的跡象。從1949年建國以來全國共生產安裝了6l萬多臺電梯。盡管如此，我國的電梯遠未達到飽和的程度。全世界平均1000人有l(wèi)臺電梯，我國如果要達到這個水準，還需要增加70萬臺。到那時候，全國在用電梯將達到130萬臺，每年僅報廢更新就需要6萬臺。到20xx年，中國電梯的年產量達到13.5萬臺，與1980年相比，25年增長了59倍，產量每年平均增長17.8%。20xx年安裝驗收電梯124465臺，截至05年底，我國的在用電梯總數已達651794臺.。如此龐大的市場需求為我國電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺!我國電梯行業(yè)已經具備了很強的生產能力。興旺的電梯市場吸引了全世界所有的知名電梯公司，美國奧的斯、瑞士迅達、芬蘭通力、德國蒂森、同本三菱、、東芝、富士達等13家大型外商投資公司在國內的市場份額達到了 74%(1)、先進技術和先進管理的引進對國內電梯企業(yè)產生了強大的推動作用。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。目前國內市場需要的電梯產品，我國電梯行業(yè)幾乎全部可以生產，不但大量替代了進口，而且有一定的出口。國產電梯的技術水平和產品質量正在穩(wěn)步提高。自1985年我國參加了國際標準化組織ISO/TCl78以來，先后等同或等效采用了一批國際標準和先進國家的標準。標準的高起點使我國電梯行業(yè)在技術上居于有利地位。許多新技術和新產品，如無機房電梯、無齒輪曳引機、永磁同步拖動技術、遠程監(jiān)控技術等，國際上也是剛剛出現，我國就有多企業(yè)可以生產了。國產電梯以其高質量，低成本的優(yōu)勢贏得了越來越多的國內外客戶，為逐步進入國際市場創(chuàng)造了有利條件。隨著計算機技術的發(fā)展，微型計算機在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應用，在電梯控制上采用微型計算機，取代傳統(tǒng)的`繼電器控制方式越來越受到人們的重視。使用微型計算機控制，它成本低，體積小，可靠性高，使用壽命長，簡化了安裝調試工作，使得電梯控制系統(tǒng)體積減小，節(jié)省能源、可靠性提高。可編程使靈活性增大。更突出的優(yōu)點是微型計算機具有算術運算功能和靈活的邏輯運算功能，因此可以實現更完善的自動控制，例如對于電梯平層可以實現自適應控制，便平層情況達到最佳狀態(tài)

　　微機控制電梯是電梯技術的方向，～些生產企業(yè)與科研單位相結合，相繼推出了微機控制的電梯新機型，使控制功能得到增強，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)出了變頻調速電梯新產品。另外，用可編程序控制器取代繼電器控制系統(tǒng)的機型對單梯進行控制還是有前途的。有些生產企業(yè)開發(fā)了緊急供電裝置、防火廳門、自檢測以及語言合成等電梯新功能;對機械系統(tǒng)采用了新結構、新材料、新技術和新工藝(3)、總之，與國外先進技術水平相比，雖然還存在一定差距，但國內電梯技術正以迅猛的發(fā)展速度趕超世界先進水平。中國電梯在亞洲市場占有越來越重要的位置，每年銷售量己達l萬臺左右，約占亞洲市場的1/50，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻。。當今世界，電梯的生產情況與使用數量已經成為衡量一個國家工業(yè)現代化程度的標志之一。

　　(3)、隨著時代的發(fā)展，對人在與外界隔離封閉的電梯轎廂內，心理上的壓抑感和恐懼感也有所考慮。因此，提倡對電梯進行豪華性裝修，比如：轎廂內用鏡面不銹鋼裝潢、在觀光電梯井道設置宇宙空間或深海景象：進而主張電梯、扶梯應與大自然相協(xié)調，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，并且在色彩調配上要令人賞心悅目;在轎廂內播放優(yōu)美的音樂，用以減少煩躁;在轎廂內播放電視節(jié)目，乘客可收看天氣預報、新聞等，同時綠色電梯也是將來發(fā)展的一個放心方向，要求電梯的智能化、安全水平、視覺協(xié)調、消除電磁輻射、舒適感等都要達到一定的要求。

　　2、研究的目的及意義：

　　電梯是垂直運行的電梯，通常簡稱電梯;傾斜方向運行的自動扶梯;傾斜或水平方向運行的自動人行道德總稱。電梯已成為現代生活中廣泛使用的運輸工具，對電梯的安全性，舒適性，高效性等的不斷追求推動了電梯技術的進步。目前，有可編程序控制器和微機組成的電梯運行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。采用PLC 控制的電梯可靠性高，維護方便，開發(fā)周期短，這種電梯運行更加可靠，并且有很大的靈活性，可以完成更為復雜的控制任務，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)無法實現的。

　　可編程控制(Progremmable Controller)系統(tǒng)是專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作電子系統(tǒng)，它采用一種可編程的存儲器，在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令。通過數字式或模擬式的輸入輸出控制各種類型的機械設備或生產過程，通過可編程控制器可以實現由繼電器實現的邏輯控制功能，而且最主要的是可編程控制器可編程功能，使得當改變電梯的控制功能時，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。

　　3、主要參考文獻：

　　(1)、何衍慶，《可編程序控制器原理及應用技巧》[M].北京：北京工業(yè)出版社，1998、皮壯行，《可編程序控制器的系統(tǒng)設計與應用實例》[M].機械工業(yè)出 (2)版社，20xx

　　(3)、陳家盛，《電梯結構原理及安裝維修》，北京：機械工業(yè)出版社，20xx

　　、《電梯維修與操作》，中國勞動社會保障出版社 (4)

　　三、研究的主要內容、研究方案及準備采取的技術路線、擬解決的關鍵問題(注：本部分內容必須詳細填寫)

　　主要研究內容：

　　本課題的目的是在全面了解國內外電梯發(fā)展現狀的基礎之上，以江西長林電梯公司的一個三層電梯本體為控制對象，開發(fā)出以EMERSON公司

　　EC20.20xxBRA型PLC為電梯控制器、采用TDl000-4T01 lOP型通用變頻器的電梯控制系統(tǒng)，重點解決目前VVVF電梯發(fā)展過程中所存在的控制器性價比低、速度曲線實現難的問題，圍繞這一主題，所開展的工作如下：

　　(1)根據長林公司提出的三層梯的控制的性能指標，確定一種新型的、以通用變頻器、光電編碼器組成的實現大閉環(huán)調速的控制方案，按該種方案組建的控制系統(tǒng)價格將大幅下降。

　　(2)采用EMERsON公司EC20.20xxBRA型PLc的編程開發(fā)軟件Controlst開發(fā)出本控制器軟件，實現了本電梯邏輯信號的控制、速度的PID大閉環(huán)的控制，滿足所要求的性能的控制。

　　(3)采用國內使用最廣的工業(yè)控制組態(tài)軟件組態(tài)王6.51，開發(fā)出本電梯的上位機組態(tài)程序，實現了上位機對電梯系統(tǒng)的監(jiān)測控制，可以使用該組態(tài)程序對電梯進行調試運行和實時監(jiān)控。

　　(4)對電梯系統(tǒng)進行數學分析，實現控制機理的建模，在此基礎上，從而對曳引電梯系統(tǒng)特性進行了分析，為控制策略實現和改進提供理論依據。