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plc開題報告（精選12篇）
緊張又充實的大學生活即將結束，大學生們馬上就要開始最難熬的畢業(yè)設計階段，而我們做畢業(yè)設計前要先寫開題報告，那么優(yōu)秀的開題報告是什么樣的呢？下面是小編精心整理的plc開題報告，僅供參考，希望能夠幫助到大家。
plc開題報告 1
一、選題的目的及研究意義
可編程控制器從其產生到現(xiàn)在，實現(xiàn)了接線邏輯到存儲邏輯的飛躍;其功能從弱到強，實現(xiàn)了邏輯控制到數字控制的進步;其應用領域從小到大，實現(xiàn)了單體設備簡單控制到勝任運動控制、過程控制及集散控制等各種任務的跨越。PLC作為工業(yè)控制領域的主流控制設備，在各行各業(yè)發(fā)揮著越來越大的作用，而利用計算機監(jiān)控PLC的工作情況及狀態(tài)或進行調度，便于系統(tǒng)的管理。利用計算機監(jiān)控PLC的工作情況及狀態(tài)或進行調度，主要是便于系統(tǒng)的管理,節(jié)約成本。采用MCGS組態(tài)軟件實現(xiàn)PC機和PLC之間的通訊，完成PLC實驗系統(tǒng)的監(jiān)督與控制,應用組態(tài)軟件在計算機屏幕上全真模擬PLC的控制對象，它能以動畫形式演示PLC控制對象的工作過程，設計界面友好的的人機交互窗口，能夠實現(xiàn)系統(tǒng)工藝的顯示、報表、系統(tǒng)控制及參數設置、形成實時及歷史曲線和數據,設計過程靈活多變，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)場能夠及時的從電腦屏幕上了解到系統(tǒng)目前狀況，及時了解和處理故障，節(jié)約人力，節(jié)約時間，總結說來其具有成本低、免維護、形象直觀等優(yōu)點，所以基于MCGS的PLC監(jiān)控實驗系統(tǒng)的開發(fā)與設計具有重要的實用意義。
二、綜述與本課題相關領域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、研究方法及應用領域等
過去主要依靠工業(yè)控制計算機或者PLC，然而工控機系統(tǒng)的軟件功能都靠軟件人員編程實現(xiàn)，工作量大，軟件通用性差，且易產生錯誤;PLC(可編程序控制器)在工業(yè)現(xiàn)場因其編程方便，抗干擾能力強，獲得了廣泛的應用。但受到內部硬件電路的限制，在運算速度、數據處理能力等方面和PC機相比，要遜色很多，因此在工業(yè)現(xiàn)場對復雜模型進行控制時，可以借助上位機PC來建立生產模型，通過構建監(jiān)督式控制系統(tǒng)，完成監(jiān)控，僅用PLC人們不能及時直觀地觀察到系統(tǒng)運行狀況。隨著工業(yè)控制要求的不斷提高，計算機和PLC聯(lián)合協(xié)作是必然的趨勢，計算機具有較強的數據處理功能，配備著多種高級語言，若選擇適當的操作系統(tǒng)，則可提供優(yōu)良的軟件平臺，開發(fā)各種應用系統(tǒng)，特別是動態(tài)畫面顯示等。隨著工業(yè)PC的推出，PC在工業(yè)現(xiàn)場運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)軟件應運而生，組態(tài)軟件實現(xiàn)PC機和PLC之間的通信，PLC完成現(xiàn)場的監(jiān)控，上位機進行直觀顯示。其廣泛應用于工業(yè)控制系統(tǒng)，例如煤礦化工監(jiān)控系統(tǒng)的應用，在船舶機艙集中監(jiān)控系統(tǒng)的應用，電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計應用等。
三、對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(技術路線)或設計(實驗)方案進行說明本次設計主要以MITSUBISHIPLC為控制器，以實驗室已有的PLC實驗平臺為控制對象，或模擬工業(yè)過程，采用MCGS組態(tài)軟件實現(xiàn)PC機和PLC之間的通訊，完成PLC實驗系統(tǒng)的監(jiān)督與控制。主要研究方案如下：
1.分析設計任務，搜集參考文獻，根據設計任務要求進行分析與論證，認真完成開題報告。
2.通過文獻的`閱讀，熟悉過程控制、計算機控制技術的原理及PLC應用與開發(fā)技術，熟練掌握MITSUBISHIPLC的編程軟件，熟悉MCGS組態(tài)軟件的使用方法。
3.根據工藝及控制要求，通過MCGS開發(fā)應用軟件，設計控制界面，利用PLC完成控制系統(tǒng)設計，包括：PLC的硬件設計及軟件設計，主要有：PLC機型的選擇、輸入/輸出點數的選擇、儲器類型及存儲容量的選擇、開關量輸入/輸出模塊的選擇、通訊方式的確定與實現(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)的軟件設計。
4.利用PLC編程軟件進行系統(tǒng)設計、調試、下裝及診斷，用MCGS軟件作為上位機監(jiān)控組態(tài)軟件，設計界面友好的的人機交互窗口，能夠實現(xiàn)系統(tǒng)工藝的顯示、報表、系統(tǒng)控制及參數設置、形成實時及歷史曲線和數據。
5.系統(tǒng)調試與安裝。
6.總結設計過程，完成畢業(yè)設計。
解決這些問題的主要方法可以采用先仿真后實際應用的方法，這樣試驗成本低，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)，進行PLC程序的修改與完善，逐步達到要求的合格水平，再進行實際試驗，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與計算機的通信通常是遠距離通信，只要少數的數據線，故采用串行通信，串行其有兩種通訊方式，一種是PC機作主動者，即主局，PLC為從動者，即子局。另一種是PLC為主局，而PC機為子局。無論工作在哪種方式，都是可通過RS232、RE422或RS485電纜線來進行信息傳遞。
采用串行通信實現(xiàn)上位機PC和下位機PLC通訊一般可采用兩種方法：可以通過Windows或高級語言編程，實現(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制，另外還要掌握某種高級語言，并對所編程序花費一定調試時間，而且容易出錯，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言技術，就能很好的完成一個復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)境和運行環(huán)境兩個部分。組態(tài)環(huán)境，用來設計和構造自己的應用系統(tǒng)。運行環(huán)境則按照組態(tài)環(huán)境中構造的組態(tài)工程，以用戶指定的方式運行，并進行各種處理，完成用戶組態(tài)設計的目標和功能。其優(yōu)點是編程語言簡單，在較短的時間內編制出控制功能復雜的程序，而且調試時間也相對較短。綜上，采用串口通信，用組態(tài)軟件和PLC通信比較合適。
四、檢索與本課題有關參考文獻資料的簡要說明
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五、畢業(yè)設計進程安排。
2月學習相關基礎知識，例如過程控制、計算機控制技術的原理及PLC應用與開發(fā)技術，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日完成開題報告，三月初做好PLC的硬件設計及軟件設計，主要有：PLC機型的選擇、輸入/輸出點數的選擇、儲器類型及存儲容量的選擇、開關量輸入/輸出模塊的選擇、通訊方式的確定與實現(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)的軟件設計;
3月下旬實現(xiàn)PC機和PLC之間的通訊，完成用MCGS軟件作為上位機監(jiān)控組態(tài)軟件，設計界面友好的的人機交互窗口，能夠實現(xiàn)系統(tǒng)工藝的顯示、報表、系統(tǒng)控制及參數設置、形成實時及歷史曲線和數據。
4月初系統(tǒng)調試與安裝;
4月下旬總結設計過程，完成畢業(yè)設計。
plc開題報告 2
一、設計的目的和意義
1、設計的目的PLC設計開題報告
①通過畢業(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(xiàn)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(xiàn)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。
二、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。
三、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 3
�。�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(xiàn)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。可以說，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。
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，按人體生理適應要求，利用計算機優(yōu)化設計而成的理想運行曲線，實現(xiàn)更穩(wěn)定、更舒適的運行。
對現(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 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、功能豐富等強大技術優(yōu)勢，已經成為目前自動化領域的主流控制系統(tǒng)。然而，從目前的應用情況來看，PLC還大都只是承擔最基本的控制功能，如順序控制、數據采集和PID反饋控制。各個PLC廠家也在其產品中設計了PID模塊。雖然PID算法控制有很高的穩(wěn)定性，但對于一些復雜控制系統(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)。隨著越來越多的PLC產品與IEC1131-3標準兼容，PLC控制系統(tǒng)越來越開放，將先進控制算法嵌入PLC常規(guī)控制系統(tǒng)成為可能。本課題從工業(yè)控制實際應用角度出發(fā)，對PLC的控制功能進行深入的研究和探討，以提高和擴展PLC控制器的應用水平和應用范圍。本課題：PLC先進控制策略的研究與應用，其目的是通過研究使一些先進控制算法在PLC及組態(tài)系統(tǒng)上得以實現(xiàn)，并開發(fā)相應的應用程序，經過驗證后最終應用到工業(yè)過程控制中去。
在PLC組態(tài)系統(tǒng)中實現(xiàn)先進控制算法，包括預測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絡系統(tǒng)，能大大提高系統(tǒng)的控制水平，改善控制質量。從經濟角度來看，目前PLC生產商的一些產品具備先進控制模塊，如模糊模塊。但它們的價格十分昂貴，且封閉性較強，不適合我國中小型企業(yè)的工業(yè)改造。因此開發(fā)較為通用的先進算法實現(xiàn)技術，對于我國中小型企業(yè)的工業(yè)改造具有很大的意義，既可降低生產成本，又可提高經濟效益。
模糊控制與預測控制是智能控制中技術較為成熟的分支，因此，研制和開發(fā)出適合工業(yè)環(huán)境的實時先進控制開發(fā)工具，實現(xiàn)模糊控制、預測控制嵌入PLC,與常規(guī)控制集成運行，讓先進控制從教授、專家手中走出來，實現(xiàn)先進控制的工程化、實用化、轉化為社會生產力，對縮短控制系統(tǒng)開發(fā)周期，加快先進控制技術的廣泛應用，提高我國的工業(yè)自動化水平有著重大的意義。
2、論文綜述/研究基礎。
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控制仍廣泛應用，即便是在大量采用DCS控制的最現(xiàn)代的工業(yè)生產過程中，這類回路仍占總回路80%-90%.這是因為PID控制算法是對人的簡單而有效操作的總結和模仿，足以維護一般過程的平穩(wěn)操作與運行，而且這類算法簡單且應用歷史悠久，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、比值、前饋、均勻和Smith預估控制等復雜控制系統(tǒng)，即當時的先進控制系統(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)生產過程中，仍有10%-20%的控制問題采用上述控制策略無法奏效，所涉及的被控過程往往具有強藕合性、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是生產過程的核心部分，直接關系到產品的質量、生產率和成本等有關指標。隨著過程工業(yè)日益走向大型化、連續(xù)化，對工業(yè)生產過程控制的品質提出了更高的要求，控制與經濟效益的矛盾日趨尖銳，迫切需要一類合適的先進控制策略。自50年代末發(fā)展起來的以狀態(tài)空間方法為主體的現(xiàn)代控制理論，為過程控制帶來了狀態(tài)反饋、輸出反饋、解疆控制、自適應控制等一系列多變量控制系統(tǒng)設計方法}s}.上述多變量控制策略有其自身的不足之處，工業(yè)過程的復雜性使得建立其正確的數學模型比較困難。同時，計算機技術的持續(xù)發(fā)展使得計算機控制在工業(yè)生產過程中得到了廣泛的應用，強大的計算能力可以用來求解過去認為是無法求解的`問題，這一切都孕育著過程控制領域的新突破。
整個80年代，出現(xiàn)了許多約束模型預測控制的工程化軟件包。通過在模型識別、優(yōu)化算法、控制結構分析、參數整定和有關穩(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用最成功，也最有前途的先進控制策略。近年來，人工智能技術有了長足的長進并在許多科學與工程領域中取得了較廣泛的應用。就過程控制而言，專家系統(tǒng)、神經網絡、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、檢測儀表和控制回路有效性檢驗中獲得成功應用。神經網絡則可以為復雜的非線性過程的建模提供有效的方法，進而可用于過程軟測量和控制系統(tǒng)的設計上。模糊系統(tǒng)不僅是行之有效的模糊控制理論基礎，而且有望成為表達確定性和不確定性兩類混合并提煉這些經驗使之成為知識進而改進以后的控制，也將是先進控制的重要內容。
由于先進控制受控制算法的復雜性和計算機硬件兩方面因素的影響，早期的先進控制算法通常是在PC機和UNIX機上實施的。隨著DCS功能的不斷增強，更多的先進控制策略可以與基本控制回路一起在DCS控制站上實現(xiàn)。國外發(fā)達國家?guī)缀跛衅髽I(yè)都采用了DCS系統(tǒng)或其它智能化設備來實現(xiàn)對生產過程的控制，并在此基礎上通過實施先進控制與優(yōu)化較大的提升了系統(tǒng)的性能。可以說，高性能控制系統(tǒng)，尤其是DCS系統(tǒng)的普及為先進控制的應用提供了強有力的硬件和軟件平臺。國外從70年代末就開始了先進控制技術商品化軟件的開發(fā)及應用，并在DCS的基礎上實現(xiàn)先進控制和優(yōu)化。如愛默生公司的DeltaV和Honeywell公司的TDC3000,其先進控制軟件RMPGT和RPID等在現(xiàn)場的實際應用都集中在自己的DCS系統(tǒng)上。傳統(tǒng)的PLC由于不支持浮點運算以及先進控制所必須的精確的時間，因此，除了模糊邏輯控制外，其他的先進控制并沒有在PLG平臺上實現(xiàn)。然而，在過程工業(yè)中大多系統(tǒng)使用先進靈活的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，通過控制網絡實現(xiàn)計算機與PLG的通訊，從而實現(xiàn)先進控制。
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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(xiàn)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(xiàn)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。
二、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(xiàn)以下功能：
�。�1）實現(xiàn)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(xiàn)遠程監(jiān)控
通過監(jiān)控畫面實現(xiàn)遠程監(jiān)控，及時調整參數設置，對整個生產加工實現(xiàn)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(xiàn)場級。監(jiān)控級采用VB編程語言在上位機上實現(xiàn)，也可用ControlLogix系統(tǒng)構建�？刂萍壊捎肧WOPC-FXGP/WIN-C編程軟件進行程序控制。現(xiàn)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。
三、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(xiàn)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(xiàn)，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(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以及語句表ST。支持最大30個本地I/O，可以實現(xiàn)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。
四、仿真監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)
4.1采用VB編程語言實現(xiàn)
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VisualBasic6.0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(xiàn)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）VisualBasic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。
五、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(xiàn)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(xiàn)場仿真與控制。而微機與PLC通過RS232/RS485接口連接并實現(xiàn)通信。
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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(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(xiàn)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(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(xiàn)代污水處理系統(tǒng)的控制要求，取而代之的是DCS,現(xiàn)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(xiàn)的功能也更多,由于PLCCPU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(xiàn)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(xiàn)的可行性論證
擬采取的研究方法：
�。ㄒ唬┵Y料搜集法:利用互聯(lián)網，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(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，組網簡單的特點，是實現(xiàn)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
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(xiàn)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(xiàn)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2005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%。2005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(xiàn)，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(xiàn)更完善的自動控制，例如對于電梯平層可以實現(xiàn)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
(2)、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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)的。
可編程控制(ProgremmableController)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(xiàn)由繼電器實現(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。
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(xiàn)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EC20.2012BRA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(xiàn)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(xiàn)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EC20.2012BRA型PLc的編程開發(fā)軟件Controlst開發(fā)出本控制器軟件，實現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)和改進提供理論依據。
研究方案及準備采取的技術路線：
1、查閱資料，選定設計方案;
2、確定設計方案;
3、確定工藝流程;
4、PLC的選擇;
5、繪制程序圖;
6、實驗室調制程序;
7、比較得出結論;
8、撰寫設計論文。
擬解決主要研究內容：
(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，平層精確度無法達到國家標準的相關規(guī)定。
(3)原有的電梯為雙速電梯，起動和制動時的加速度和減速度比較大，乘客乘坐時不舒服，舒適感差。
四、已進行的科研工作基礎和已具備的科學研究條件(包括已經取得的科研成果、已經完成的科學實驗及調查研究、具備的主要儀器設備及資料與數據等)，以及可行性分析
五、課題研究起止年限、任務安排、分階段要求和預期結果
六、指導教師審查意見
plc開題報告 8
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(xiàn)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(xiàn)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，汽缸動作將材料推下，電容傳感器檢測到鋁塊材料時，汽缸動作將材料推下，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 9
一、選題背景與意義
隨著工業(yè)自動化技術的快速發(fā)展，PLC因其高可靠性、強抗干擾能力、豐富的功能以及靈活的編程特性，已成為工業(yè)自動化領域的主流控制系統(tǒng)。PLC不僅集成了傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點，還融合了計算機技術的`先進特性，廣泛應用于各種工業(yè)控制場景。本選題旨在深入研究PLC的應用，特別是針對特定工業(yè)過程的控制策略優(yōu)化，以提高生產效率、降低生產成本，并探索PLC在先進控制算法中的實現(xiàn)與應用。
二、研究目的
1. 提升PLC應用水平：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)控制場景中的應用，提高PLC的應用水平和應用范圍。
2. 研究先進控制算法：探索并實現(xiàn)基于PLC的先進控制算法，如預測控制、模糊控制等，以提升控制系統(tǒng)的精度和響應速度。
3. 優(yōu)化工業(yè)控制流程：結合具體工業(yè)過程，設計并實現(xiàn)基于PLC的自動化控制系統(tǒng)，優(yōu)化生產流程，提高生產效率和產品質量。
三、研究內容與方法
1. PLC系統(tǒng)選型與配置
根據工業(yè)控制需求，選擇合適的PLC型號和配置，包括CPU、I/O模塊、通信模塊等。
設計PLC控制系統(tǒng)的硬件架構，包括輸入輸出設備的選擇與連接。
2. 控制算法研究與實現(xiàn)
研究先進控制算法的基本原理和實現(xiàn)方法，如預測控制、模糊控制等。
將選定的控制算法嵌入到PLC控制系統(tǒng)中，通過編程實現(xiàn)算法功能。
3. 系統(tǒng)設計與調試
設計PLC控制系統(tǒng)的軟件架構，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）進行程序編寫和調試。
在實驗室或工業(yè)現(xiàn)場進行系統(tǒng)的聯(lián)調與測試，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
4. 監(jiān)控與管理系統(tǒng)開發(fā)
開發(fā)上位機監(jiān)控與管理系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控、數據采集、故障報警等功能。
使用VB編程語言或WinCC組態(tài)軟件實現(xiàn)監(jiān)控界面的設計與開發(fā)。
四、預期成果
1. 完成PLC控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)：包括硬件選型、軟件編程、系統(tǒng)調試等。
2. 實現(xiàn)先進控制算法在PLC中的應用：提高控制系統(tǒng)的精度和響應速度。
3. 開發(fā)上位機監(jiān)控與管理系統(tǒng)：實現(xiàn)遠程監(jiān)控、數據采集、故障報警等功能。
4. 形成完整的研究報告和技術文檔：包括系統(tǒng)設計報告、控制算法研究報告、系統(tǒng)調試報告等。
五、研究計劃
1. 準備階段（第1-2周）
確定研究課題，收集相關資料，進行文獻綜述。
確定研究方案，制定研究計劃。
2. 系統(tǒng)設計與開發(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，實現(xiàn)控制算法。
開發(fā)上位機監(jiān)控與管理系統(tǒng)。
進行系統(tǒng)聯(lián)調與測試。
3. 總結與報告撰寫階段（第11-12周）
整理研究數據，撰寫研究報告和技術文檔。
提交研究成果，進行答辯準備。
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一、選題背景與意義
隨著工業(yè)自動化技術的飛速發(fā)展，PLC（可編程邏輯控制器）作為現(xiàn)代工業(yè)控制的核心設備之一，因其高可靠性、抗干擾能力強、功能豐富等特性，在工業(yè)自動化領域得到了廣泛應用。PLC不僅繼承了傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)的優(yōu)點，還結合了計算機技術的靈活編程與強大功能，使得其在工業(yè)自動化控制中發(fā)揮著越來越重要的作用。
然而，當前PLC的應用大多局限于基本的控制功能，如順序控制、數據采集和PID反饋控制。面對復雜多變的工業(yè)控制需求，傳統(tǒng)的控制算法往往難以滿足。因此，研究PLC的先進控制策略，如預測控制、模糊控制等，對于提高工業(yè)自動化水平、降低生產成本、提升產品質量具有重要意義。
二、研究內容
1. PLC選型與配置：根據具體工業(yè)控制需求，選擇合適的PLC型號和配置，包括輸入輸出點數、內存大小、通信接口等。
2. PLC程序設計：采用先進的控制算法（如預測控制、模糊控制）進行PLC程序設計，實現(xiàn)復雜的工業(yè)控制需求。
3. 系統(tǒng)集成與調試：將PLC與傳感器、執(zhí)行機構、上位機等設備集成，構建完整的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)，并進行系統(tǒng)調試與優(yōu)化。
4. 實時監(jiān)控與故障診斷：開發(fā)上位機監(jiān)控軟件，實現(xiàn)對工業(yè)過程的實時監(jiān)控和故障診斷，提高系統(tǒng)的可靠性和維護性。
三、研究方法
1. 文獻研究：查閱國內外相關文獻，了解PLC及其先進控制策略的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。
2. 實驗研究：在實驗室環(huán)境下，搭建PLC控制系統(tǒng)實驗平臺，進行算法驗證和系統(tǒng)調試。
3. 仿真模擬：利用仿真軟件對PLC控制系統(tǒng)進行仿真模擬，預測系統(tǒng)性能并優(yōu)化控制算法。
4. 實地測試：在工業(yè)生產現(xiàn)場進行實地測試，驗證PLC控制系統(tǒng)的實際效果和可靠性。
四、預期成果
1. 開發(fā)出基于PLC的.先進控制策略應用程序：實現(xiàn)預測控制、模糊控制等先進算法在PLC控制系統(tǒng)中的應用。
2. 提高工業(yè)自動化水平：通過應用先進控制策略，提高工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制精度和響應速度，降低生產成本，提升產品質量。
3. 促進工業(yè)技術改造：為中小型企業(yè)提供可行的工業(yè)技術改造方案，推動工業(yè)自動化技術的普及和應用。
五、研究計劃與安排
1. 第一階段（1-2個月）：完成文獻研究，確定研究方案和技術路線。
2. 第二階段（3-5個月）：進行PLC選型與配置，設計并編寫PLC控制程序。
3. 第三階段（6-8個月）：搭建實驗平臺，進行系統(tǒng)集成與調試，完成仿真模擬和實地測試。
4. 第四階段（9-12個月）：整理研究成果，撰寫畢業(yè)論文，準備答辯。
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一、選題意義和背景
隨著工業(yè)自動化技術的飛速發(fā)展，PLC因其高可靠性、抗干擾能力強、功能豐富等優(yōu)勢，已成為自動化控制領域的主流控制系統(tǒng)。然而，目前PLC的應用大多局限于基本的控制功能，如順序控制、數據采集和PID反饋控制。隨著工業(yè)生產對控制精度和響應速度要求的不斷提高，PLC的先進控制功能研究顯得尤為重要。本課題旨在深入研究PLC的先進控制策略，如預測控制算法和模糊邏輯控制算法，并將其應用于實際工業(yè)過程控制中，以提高系統(tǒng)的控制水平和經濟效益。
二、研究現(xiàn)狀分析
1. PLC技術發(fā)展現(xiàn)狀：PLC技術自誕生以來，經歷了從簡單邏輯控制到復雜系統(tǒng)集成的轉變。目前，市場上主流的PLC產品均支持多種編程語言（如梯形圖、功能塊圖、順控表等），并具備強大的網絡通信能力。然而，在復雜控制系統(tǒng)中的應用仍面臨挑戰(zhàn)，如控制算法復雜、實時性要求高等。
2. 先進控制算法研究：預測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)生產過程中展現(xiàn)出巨大的應用潛力。這些算法能夠處理非線性、時變、多變量等復雜控制問題，提高系統(tǒng)的控制精度和魯棒性。
3. PLC與先進控制算法的結合：近年來，隨著PLC功能的不斷增強和IEC1131-3標準的推廣，將先進控制算法嵌入PLC常規(guī)控制系統(tǒng)成為可能。這種結合不僅能夠提升PLC的控制能力，還能促進先進控制技術的廣泛應用。
三、研究內容
1. PLC選型與配置：根據課題需求，選擇合適的PLC型號和配置，確保滿足控制精度和實時性要求。
2. 先進控制算法研究：深入研究預測控制算法和模糊邏輯控制算法的原理和實現(xiàn)方法，探索其在PLC中的應用途徑。
3. PLC程序設計：采用合適的編程語言（如梯形圖、功能塊圖等），設計并實現(xiàn)包含先進控制算法的PLC程序。
4. 系統(tǒng)調試與優(yōu)化：對PLC控制系統(tǒng)進行硬件和軟件調試，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。同時，根據實際應用情況對控制算法進行優(yōu)化調整。
5. 實驗驗證與效果評估：通過實際工業(yè)過程控制實驗，驗證先進控制算法在PLC中的.應用效果，評估其對系統(tǒng)控制性能的提升程度。
四、研究方法
1. 文獻研究法：查閱相關文獻資料，了解PLC技術和先進控制算法的最新研究進展。
2. 實驗研究法：設計并實施實驗方案，驗證先進控制算法在PLC中的實際效果。
3. 仿真模擬法：利用仿真軟件對PLC控制系統(tǒng)進行模擬仿真，預測系統(tǒng)在不同工況下的運行效果。
4. 數據分析法：對實驗數據進行收集、整理和分析，評估系統(tǒng)控制性能的提升程度。
五、預期成果
1. 提出一種基于PLC的先進控制策略實現(xiàn)方法，為工業(yè)過程控制提供新的解決方案。
2. 開發(fā)出一套包含先進控制算法的PLC控制系統(tǒng)，并在實際工業(yè)過程中得到驗證和應用。
3. 發(fā)表相關學術論文或技術報告，為PLC技術和先進控制算法的研究提供理論支持和實踐參考。
六、研究計劃
1. 準備階段（第1-2個月）：進行文獻調研和資料收集，明確研究方向和研究內容。
2. 設計階段（第3-4個月）：進行PLC選型與配置、先進控制算法研究和PLC程序設計等工作。
3. 實驗階段（第5-6個月）：搭建實驗平臺，進行系統(tǒng)調試和優(yōu)化，完成實驗驗證工作。
4. 總結階段（第7個月）：整理實驗數據和分析結果，撰寫畢業(yè)論文和技術報告。
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一、選題背景和意義
可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡稱PLC）是近幾十年來發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制器。它將計算機的編程靈活、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)點相結合，成為工業(yè)控制領域的主流設備。隨著計算機技術、自動控制技術的發(fā)展及現(xiàn)代工業(yè)生產過程的需求，PLC在工業(yè)生產過程控制中的應用越來越廣泛。本次設計旨在通過PLC構建自動加工監(jiān)控系統(tǒng)，以提高生產效率、降低生產成本，并提升控制系統(tǒng)的控制精度和響應時間。
二、研究現(xiàn)狀
目前，PLC在工業(yè)自動化領域已經得到了廣泛應用，但大多僅承擔基本的控制功能，如順序控制、數據采集和PID反饋控制。盡管PID控制算法具有很高的穩(wěn)定性，但在一些復雜控制系統(tǒng)中，PID控制難以滿足控制要求。隨著PLC產品與IEC1131-3標準的兼容，PLC控制系統(tǒng)越來越開放，為嵌入先進控制算法提供了可能。本課題從工業(yè)控制實際應用角度出發(fā)，對PLC的控制功能進行深入研究，旨在提高和擴展PLC控制器的應用水平和應用范圍。
三、研究內容
1. PLC控制器的選擇與編程：
選用三菱PLC作為控制核心，因其結構靈活、不受環(huán)境限制、傳輸質量高、速度快、成本低等優(yōu)點。
使用SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件進行程序控制，實現(xiàn)對自動加工系統(tǒng)的`控制。
2. 自動加工監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)：
設計分三級控制的方案：監(jiān)控級、控制級和現(xiàn)場級。
監(jiān)控級采用VB編程語言在上位機上實現(xiàn)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和參數設置。
控制級采用PLC進行程序控制，實現(xiàn)生產加工過程的自動化。
現(xiàn)場級通過PLC工具箱上的步進電機等設備模擬生產加工過程。
3. 上位機與PLC的通信：
通過RS232/RS485接口實現(xiàn)上位機與PLC的通信，確保數據實時傳輸。
利用MCGS組態(tài)軟件實現(xiàn)PC機和PLC之間的通信，完成PLC實驗系統(tǒng)的監(jiān)視與控制。
4. 系統(tǒng)調試與優(yōu)化：
設計完成后，進行系統(tǒng)的調試與優(yōu)化，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
通過仿真和實際測試，逐步調整和完善系統(tǒng)參數，提高系統(tǒng)的控制精度和響應時間。
四、研究方法和技術路線
1. 文獻閱讀：
查閱相關文獻，了解PLC的基本原理、應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。
學習PLC編程技術、組態(tài)軟件使用方法及上位機與PLC的通信技術。
2. 系統(tǒng)設計：
根據設計任務要求，設計自動加工監(jiān)控系統(tǒng)的總體框架。
確定各級控制單元的功能和通信方式。
3. 編程與調試：
使用SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件進行PLC編程。
使用VB編程語言編寫上位機監(jiān)控程序。
通過MCGS組態(tài)軟件實現(xiàn)上位機與PLC的通信，并進行系統(tǒng)調試。
4. 系統(tǒng)測試與優(yōu)化：
進行系統(tǒng)仿真測試，驗證系統(tǒng)功能和性能。
根據測試結果進行系統(tǒng)優(yōu)化，提高系統(tǒng)的控制精度和響應時間。
五、預期成果
1. 完成基于PLC的自動加工監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。
2. 提高生產效率和降低生產成本，提升控制系統(tǒng)的控制精度和響應時間。
3. 發(fā)表相關學術論文或技術報告，為PLC在工業(yè)控制領域的應用提供參考。
六、時間規(guī)劃
1. 第一階段（1-2個月）：文獻閱讀、系統(tǒng)設計和方案論證。
2. 第二階段（3-4個月）：編程與調試，包括PLC編程、上位機監(jiān)控程序編寫及系統(tǒng)通信實現(xiàn)。
3. 第三階段（5-6個月）：系統(tǒng)測試與優(yōu)化，包括仿真測試、實際測試及系統(tǒng)優(yōu)化。
4. 第四階段（7個月）：撰寫論文、準備答辯及提交成果。
七、參考文獻
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2. 陳夕松, 張景勝. 過程控制發(fā)展綜述與教學研討[J]. 南京工程學報, 2002, 2(1): 49-52.
3. 廖常初. PLC編程及應用[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2005.
4. 柴瑞娟, 陳海霞. 西門子PLC編程技術及工程應用[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2006.
5. 齊占慶, 王振臣. 電氣控制技術[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, xx: 30-32.
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