基于西门子PLC的伺服平台控制系统设计
摘要
PLC的技术随着计算机和微电子技术的发展而得到迅速发展。从开发出第一PLC后，随着CPU的应用和单片机技术在PLC中的应用,形成现代意义上的第一台PLC。自80年代到20世纪的第一个十年，随着微电子技术的大跃进，出现了大规模集成电路和超级大型微电子技术，16通道和32通道的微处理器的出现PLC得到了惊人的开发，这使得PLC在概念、设计、性价比以及应用上获得了新的突破，不仅控制功能增强,功耗和体积减少，成本下降，可靠性上升，编程和故障检测更加灵活和方便，同时远程通信网络、数据处理以及人机界面(HMI)也得到了快速的发展。本设计应用了西门子系列的S7-224可编程控制器，由于此设计输入/输出信号较多，而且逻辑过程也比较复杂，因此本液压系统适用于PLC控制。
关键词：可编程控制器 人机界面 液压系统
第一章 引言
随着计算机技术的发展，以可编程控制器、变频器、计算机通信和组态软件等为主体的新型电气控制系统已经逐渐取代传统的继电器电气控制系统，并广泛的应用于各行业。传统的继电器控制结果已经被PLC的软件结构所代替，把继电气图翻译成PLC的梯形图；电机调速方式在日新月异的今天已经慢慢退去，一般的鼠笼式电机只能通过变频器改变电源频率和电压进行调速，调速方法单一，由于变频器的安装位置和屏幕面积较小不能够直观的显示当前运行频率，本论文结合当前所学，设计了一个用两个拨挡开关，对电机进行四种速度的切换，或通过改变PLC的梯形图数据和改变触摸屏的输入输出域的数据的大小对转速进行设定的一个集成系统。
PLC它是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术等操作的指令，并通过数字式，模块式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。最初只具备逻辑控制，定时，计数等功能，主要用来取代继电接触控制器。
在它诞生不久就显示了在工业控制中的重要地位。许多的西方工业发达国家相继研制成了各自的PLC。它的技术同时也随着计算机技术的发展而迅猛的发展。许多工业发达国家已经逐步将PLC计算机化，采用功能强大的微处理器和大容量的存储器，将逻辑控制，模拟控制，数字运算和通信功能融化为一体，增强PLC与个人计算机，工业控制计算机在功能和应用上的相互渗透力，提高控制系统的性能价格比，极大的拓展了PLC的应用环境和加强了市场的竞争力。
由于它是专为工业环境而设计的，所以具有很高的可靠性，它和它的相关产品几乎可以实现所有的控制任务，功能十分的强大，是目前工业系统中应用前景最为广阔的自动化控制设备。同时由于它极易将微型计算机技术与继电器控制技术很好的融化在一起，使它已经成为改造传统机械产品，构成机电一体化的新一代产品和实现机械工业自动化的控制核心。
近年来，随着改革开放的不断深入，国外的新技术和新工艺已经很容易的被我们所引进和应用，PLC在我国的工业生产中已经越来越显示出了它的强大生命力和广阔前景，但由于我国工业长期处于一种较为落后的生产水平阶段，使PLC的应用和推广处于一种较为低的水平，它受到了各种环境和条件的限制，在使用和推广的方面具有一定的局限性，即使有的部门和企业使用了PLC技术，客观的说，也只是使用了PLC技术中较为简单的一部分，即顺序控制技术。而对于过程控制和运动控制以及数据处理技术这几方面，即使使用了，也只是停留在较浅肤的阶段，根本就没有把过程控制和运动控制以及数据处理技术这几方面能有机的，全面的结合在一起，还远没有发挥出它的巨大潜力和实际效果，达到解放生产力的目的。
在化工工业的生产中，运动控制和过程控制起着决定性的作用。它们决定着生产过程的顺利与否，产品质量的好坏与产量的高低。温度，压力，速度，流量，转速，电压，电流，频率，方向，浓度等每时每刻无不在发生着变化，而且它们本身的前工段与后工段，此时与彼时，内部与外部以及它们相互之间都相互影响，相互作用。
在我们传统的化工生产过程中对运动控制和过程控制都是采用人工手动控制的方法，这种控制方法根本就不可能适应舜时千变万化的生产变化过程，往往是前面的各项工艺指标基本趋于正常，而后面的某项指标或几项指标达不到标准，当你对它们进行调整时往往是凭经验和感觉努力使它们达到工艺指标的要求。尽管这样，一般还是很难达到预定的效果。
如果说我们同时运用了PLC技术中专用设备的智能模块如模拟量处理模块，高速控制处理模块，温度控制处理模块，通讯处理控制模块等来实现运动控制和过程控制，并将各种控制能有机的结合起来，各项数据指标与存储在存储器中的参数值进行比较再传送到各自的智能装置，使各工段，各类型，各项指标都按照工艺指标的要求，在各自允许的范围内上下波动，相互牵制，相互影响，相互作用，自动的进行有效而和谐的调控，使生产能有序和完美的进行下去。这将极大的改变工人的工作环境和极大的提高劳动生产率和劳动生产力。
综上所述，我们不难看出PLC在化工领域的诱人前景，它将使我们减少大批笨重而庞大的控制柜，繁重的查线维修工作，手忙脚乱，顾此失彼的操作方法。如果说我们再把PLC的通信网络技术与其它的智能化控制设备之间实现互联网，那将全面改变我国化工工业整体的生产技术和劳动生产率水平低的状况，增强国际竞争能力，为我国的国民经济的向前发展做出更大的贡献。
目 录
毕业设计任务书 II
毕业设计调研报告 III
摘要 V
Abstract VI
第一章 引言 1
第二章 伺服介绍 3
2.1伺服系统的发展 3
2.2伺服系统的组成 4
2.3伺服产品的特点 4
第三章 PLC简介 5
3.1 PLC的定义 5
3.2 PLC的发展 5
3.3 PLC的应用特点 7
第四章 系统结构 9
4.1 PLC 9
4.2 触摸屏 11
4.3 低压电器 14
第五章 PLC控制系统设计 15
5.1 设计思路 15
5.2 确定控制对象和控制范围 16
5.3 PLC的选型 17
5.4 PLC控制系统的硬件设计 18
5.5 PLC控制系统的软件设计 21
第六章 设计小结 26
参考文献 27
附录 28
致谢 30
外文翻译 31
参考文献
1、 向晓汉、黎雪芬，《PLC控制技术与应用》，清华大学出版社
2、 李长军、曾国新、刘桂全，《维修电工技师培训教程》，电子工业出版社
3、 张豪，《机电一体化设备维修》，化学工业出版社
4、 孟晓芳，《西门子系列变频器及工程运用》
5、 S7-200可编程控制器系统手册
6、 深入浅出西门子S7-200PLC，北京航空航天大学出版社
7、 刘栋良、赵光宙, 交流伺服系统及其控制策略综述[J]电气时代
8、 王秀丽，《电机与拖动基础》，化学工业出版社
9、 王磊、涂杰，《机电工程专业英语》 冶金工业出版社
10、 王兆义，《可编程序控制器教程》 机械工业出版社
http://www.bysj360.com/html/4705.html http://www.bylw520.net/html/5035.html
