原创《PLC在工业自动化控制中应用》：这篇工业自动化论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
摘 要：本文对PLC进行了概述,介绍了PLC的特点、基本结构以及PLC的工作原理.以西门子公司PLC为例介绍了S7-200、300、400系列PLC的特点以及适用场合.以S7-300系列PLC介绍了PLC的选型方法,最后通过案例介绍了PLC在工业自动化控制中的应用.
1 PLC概述
1.1 PLC概述
PLC自二十世纪70年代问世以来,即在工业领域得到了广泛的应用和不断的发展进步,从最初的仅仅具有简单的逻辑运算能力和开关量输入输出功能到现如今的功能丰富强大,在工业技术领域占据了不可替代的一席之地.PLC具备的特点主要有：
①编程方法简便、易学、易上手;②可靠性强,具有较强大的抗干扰能力;③功耗低、体积小;④前期安装、使用、调试以及后期维护、维修、更改等操作简便,工作量小;⑤功能强大,扩展模块丰富,扩展能力强大[1].
1.2 PLC基本结构
PLC基本结构如图1所示,主要由 处理器（CPU）、存储器（ROM/RAM）、输入输出接口（I/O）、通讯接口、电源模块、以及其他扩展模块组成.CPU是PLC的最重要的核心.
图1 PLC基本结构
1.3 PLC工作原理
PLC工作过程如图2所示,其工作过程主要分为输入采样、执行用户程序以及刷新输出三个阶段.完成这三个阶段所用时间即为PLC的一个扫描周期.
图2 PLC工作过程
①输入采样阶段.PLC的CPU将读取到的输入端子的输入信号输入至输入映像寄存器.
②执行用户程序阶段.CPU对用户编写的程序进行从上到下,从左到右逐行扫描执行,根据输入、输出映像寄存器以及内存数据寄存器的数据进行处理,并将处理结果存储到输出映像寄存器.
③刷新输出阶段.根据程序执行后的结果,将输出映像寄存器的输出信号送至输出端子上,完成刷新输出阶段[2].
2 PLC的选型
2.1 常用PLC及特点
以西门子公司生产的PLC为例,西门子公司的S7-300系列的PLC属于中型PLC.它可以处理的开关量输入/输出点数能够达到256到1024个,同时它对模拟量处理的能力远远大于S7-200系列的PLC.S7-300系列PLC的处理数据速度、数字计算能力、网络通信能力要优于S7-200系列,并且相对于S7-200系列拥有更加完善、更加丰富的指令,比如在处理模拟量输入时,S7-200系列需要编写大段程序才能将从传感器采集到的4-20mA电流信号转为数字量然后再转化为人们能够直观看到的实际值,需要用到超过6个以上的数学运算及传送指令,而S7-300系列只需要调用一个已经由软件本身自带的功能模块,简单的设置几个参数便可以轻松读取传感器测量到的实际值;再比如S7-300系列对高速脉冲计数的处理能力比S7-200系列更加简洁及完善.S7-300系列相对于S7-400系列来说,价格相对低廉,不会造成功能上的过度浪费.
西门子公司的S7-400系列PLC属于大型PLC.它能够处理1024个开关量输入/输出点数,网络通信能力非常强大,因此比较适合分布式控制领域或者是规模比较大的过程控制领域.
2.2 PLC选型
以西门子公司S7-300系列PLC为例,简单介绍PLC选型.
2.2.1 CPU选型
S7-300系列PLC的CPU型号繁多,有适合普通用户的普通型、适合在恶劣条件下使用的户外型及紧凑型等,能够适合于各种场合的要求.我们需要选取适合要求的CPU,然后搭配相应的通信及功能模块.S7-300系列和上位机通信一般可以采用MPI多点接口、Profibus总线以及工业以太网等,MPI协议适合属于对通信速率要求不高,通信距离较短的一种简单的经济的通信方式.Profibus是一种开发的通信协议,可以使得PLC能够和西门子产品之外的设备进行通信.工业以太网则是适合传输速度要求极高,传输距离远的场合.314C-2DP紧凑型CPU为一款应用较多的CPU.314C-2DP紧凑型CPU本身自带一个最大传输速率为187kbit/s,传输距离为50M的MPI多点接口及一个可用于Profibus总线的DP端口,满足了系统的通信要求.
2.2.2 数字量输入模块的选型
S7-300系列根据输入电压、点数等因素的不同生产了各种不同规格型号的 321数字量输入模块,各个型号的参数如表1所示.
表1 数字量输入模块
[型号＼&输入电压＼&点数＼&电流消耗＼&6ES7 321-1BH02-0AA0
6ES7 321-1BL00-0AA0
6ES7 321-1CH00-0AA0
6ES7 321-1CH80-0AA0
6ES7 321-1EL00-0AA0
6ES7 321-1FF01-0AA0＼&24V DC
24V DC
24-48V AC/DC
48-125V DC
120V AC
120/230V AC＼&16
32
16
16
32
8＼&10mA
15mA
100mA
40mA
16mA
100mA＼&]
2.2.3 数字量输出模块的选型
各种不同规格型号的 322数字量输出模块的参数如表2所示.
工业自动化论文参考资料：
结论：PLC在工业自动化控制中应用为大学硕士与本科工业自动化毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写工业自动化控制设备方面论文范文。
