plc技術論文（新版多篇）

plc技術論文 篇一

目前，在工業領域中，PLC屬於單臺設備自動化控制較爲典型的設備，有着不易受干擾、可靠性高、編程簡單、安裝快捷以及體積小等優點。最近幾年以來，PLC技術得到快速發展，技術、硬件以及軟件的開發都得到了十足進步，功能強大，系統開發性與兼容性比較好，PLC技性比較高。在冶金、電力、化工以及機械等方面PLC得到廣泛應用，是自動化控制的主要支柱，推動了自動化與機械工程的持續發展。PLC技術包含生產管理、順序控制、生產監控、位置控制以及過程控制等，要想將這些複雜控制完成就需要將PLC處理器核心同控制設備之間所產生的通信問題解決，對於通信技術的重點是確保通信的穩定性與正確性。PLC技術在通信功能方面較爲穩定，以下幾點分析PLC在數據共享或者是傳遞中的主要特點。1.程序編輯簡單化。大部分的PLC生產廠家均爲PLC用戶設計了專業的通信軟件以及計算機軟件，進而完成程序的翻譯，使用戶編程工作量得以減輕，進而使得PLC編程不在僅僅侷限在專業人員，PLC編程門檻大大的降低。2.應用國際上標準的通信協議。爲了方便PLC用戶的使用以及PLC的推廣，PLC生產廠家規定需要使用國際統一的標準通信協議，這樣在一定程度上提高不同生產廠家PLC產品進行生產互換的可能性，同時還爲PLC用戶的維修帶來了便利，使PLC產品通信開放程度得到大大提高。3.現場總線界面之間的契合度。PLC的大部分生產廠家都能生產出現場總線，並且廣泛應用於通信領域中，比如，目前廣泛應用於PLC中並且符合國家標準的AS一工總線、Profibus總線以及DeviceNet總線。這類的現場總線同PLC界面有着較高的契合度，在一定程度上使通信穩定性得到保證。

二、遠程通信控制與系統控制中PLC技術的應用

目前，在自動化控制系統中，PLC技術不僅在其他繼續結構控制中應用，同時還在自動化系統本身的控制中得到應用，也可以說，PLC技術能在本身系統中採取邏輯錯誤糾正以及故障排查，這樣才能保證自動化控制系統運行的穩定性。在工業自動化的實際生產中，設備所進行的每個動作都會有相應的自動化系統進行控制，並且應用系統檢測裝置會進一步調整執行期間所出現的累積誤差，一旦設備的運行情況發生異常，PLC整個系統的邏輯關係就會發生混亂，通過發生混亂現象的邏輯關係，PLC控制系統就會自行診斷故障，並且報警。在不同系統間PLC進行遠程信息控制的過程中，只要確保信息傳輸界面同互聯網通信模塊之間的正確性，PLC技術便能穩定的進行遠程通信。

三、邏輯運算中PLC技術的應用

PLC在自動化控制系統中，數據處理與邏輯運算有着比較重要的作用，例如運算功能、數據篩查功能、數據傳輸功能、數據轉換功能、數據位處理功能以及控制開關量等。利用PLC運算功能，進而對生產數據進行處理，比如數據的分析、採集以及工作總結等，目前大部分的造紙工業、冶金以及食品等都是通過PLC對數據信息進行監控。通過PLC控制開關量，可以使軟接觸點得到有效的增加，進而使工業自動化系統質量得以提升，企業能夠節省大量的物力成本與人力成本，對比傳統意義上繼電器，其可靠性較好、操作簡單、便於維修、迅速控制，目前基本上能替代大多數的繼電器。

四、生產系統自動化控制中PLC技術的應用

在自動化生產的過程中，通常PLC是利用主機模塊、位置控制模塊、模擬參數控制模塊、工//0界面模塊、通信模塊以及計數模塊對工業自動化生產進行控制。在實際的工業生產過程中，PLC技術可以利用對於生產過程的瞭解，並且按照實際生產過程中需要控制的監控對象與動作對象，優化組合以及合理調整PLC系統中的相關控制模塊，進而通過最合理方式與最少模塊構建功能完善且全面的一個自動化控制系統，這樣才能確保生產中靈活調整控制以及生產中的準確運行。在運行PLC控制系統的過程中，對參數模塊功能的模擬是在監控整個生產的過程，並且將控制語句傳輸到監控儀表，進而對控制精度進行改善，比如，熱處理日常運行的維護，鍋爐溫度升降控制或者是保溫工作等等。目前世界上的大部分國家，都已經利用PLC技術完成機械工程自動化的相關標準設備，這一技術的應用範圍比較廣，覆蓋到食品、娛樂、交通、化工以及冶金等全部輕重工業，在自動化領域中使用最爲重要，也是用途最爲廣泛的控制設備。僅在2009年全國PLC的生產件數就己經達到了1500萬件，到2010年時，其產量突破了1800萬件，2011年時產品最終數量達到2300萬件，到目前爲止呈現爲持續增長的趨勢。

五、結論

在信息化與工業化快速發展的時代，機械工程與自動化水平的高低是國家工業發展水平的重要標誌，PLC技術的迅速發展有利於工業生產自動化水平的提升。本文主要探討在各個領域自動化設備中PLC的應用，並且分析機械工程和自動化中PLC的重要作用，進而爲自動化領域中PLC的推廣提供參考依據。

plc技術論文範文 篇二

關鍵詞：PLC；組態軟件；PLC教學；雙師型；理實一體教學

中圖分類號：TP273.5文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 （2010） 14-0000-01

Discussion on Education Reform of PLC Courses Using Configuration Software and New Measures

Zhuo Min

(Zhenjiang Electrical and Mechanical Branch of Jiangsu Union Technical Institute,Zhenjiang212016,China)

Abstract:This article aims at the problems in higher vocational PLC(Programmable Logic Controller)teaching and puts forward adjusting the content of class hours,using new measures of reformation such as configuration software combining PLC teaching and rational configuration of training equipment,in order to adapt PLC courses in current new technology environment.

Keywords:PLC;Configuration software;PLC teaching;Double-master pattern;Theoretical and practical teaching

高職的《PLC控制應用技術》課程教學內容多且抽象，而學生存在實踐基礎薄弱，理解和掌握比較困難等問題。再加上工控設備品種繁多，各校設備條件有限，因此就如何利用現有資源，理論聯繫實際，講授好這門課程，談一下我校的做法。

PLC（可編程控制器）是綜合計算機技術、自動控制技術和通信技術的一種新型自動控制裝置。由於當前企業應用普遍，故該課程在高職院校廣泛開設。組態軟件是一種工控軟件，具有動畫顯示、流程控制、數據採集、設備控制與輸出工程報表、數據與曲線等強大功能，其已逐漸成爲工業自動化的靈魂。

進行PLC教學時，教師可以利用組態軟件很容易地實現文字錄入、圖形繪製、動畫連接、程序編寫、視頻輸出等功能。因此組態軟件除了具有實時監控PLC工作，實施信息交互的工程價值外，還有利用其仿真模擬PLC系統輸入、輸出設備，輔助PLC教學的應用價值。

下面，就教學實際情況，來談談我校的PLC課程教改的一些新舉措。

一、調整PLC課程學時，增強實踐環節

課程學時進行改進：

理論授課學時和實踐教學學時比例要達到1：1。從以下幾個方面做好學生實踐動手能力的培養工作：

（一）加強實驗學時的教學效果與質量。專業教師要能利用PLC軟硬件工具設計改進實驗實訓項目。將教學內容帶入實驗室，要求“（實）訓”即是“教”，嚴格保證“訓”的課時。

（二）實訓內容要和實際工作環境的相適應。實訓時，在教師的指導下，學生要能夠及時分析、解決現場出現的問題。實驗室採用工廠化管理制度，嚴格規範操作。

（三）注重實踐教學內容的設計編排。我們對《PLC控制技術》教學大綱做出了調整，適當減少理論授課學時，增加實踐學時，並特別注重實驗、實訓課程設計。應用知識要求在實踐操作現場講授。在人才培養方案中，實施“以訓代教”的原則，突出能力培養的教學內容，並制定了學生所要達到的能力標準和要求。

二、用新技術，新手段，改進PLC課教法

授課教師要是“雙師型”教師，要能在實訓室、實驗室、實際工作現場上課。

（一）採用理實一體化教學模式，理論要和實際應用相結合。授課要多在實踐現場進行。例如在講PLC控制機牀電動刀架換刀時，教師就到機牀車間開展教學，和學生一起邊拆卸邊講解，大大提高了學生的動手能力，鍛鍊了他們的實戰技能。

教學內容要有工程實際意義。例如我校組織教研室教師到電廠儀電部等有關企業部門開展教研活動，根據崗位操作項目編寫教學講義。進行課程設計時，教師要能指導學生完成一些工程實用項目，並輔導操作實踐。做到教師“拿做來教”，學生“用做來學”，培養出了具有較強實際動手能力的學生。

（二）採用模擬情境教學，以增強教學的趣味性。PLC實驗設備不滿足教學時，我們用組態軟件結合PLC在線運行製成動畫，模擬自動設備系統的現場工藝流程，讓學生深刻領會控制的現場工藝要求和生產過程。例如在PLC步進控制課上，我們使用KingView組態王軟件來製作電鍍工藝流程：首先電動機M1牽引輸送帶1啓動，輸送鍍件，電動機M2，拖動提升機構左移，到達鍍件位置上方，電動機M3拖動抓子下移，至鍍件位置時，抓住鍍件上移一定距離後，右移一定距離，下放鍍件至鍍液中，滯留一定時間後，爪子抓住鍍件至輸送帶2上方，放下鍍件，同時啓動輸送帶2電動機M4，將鍍好的工件送走。這個工藝過程，如果僅僅課堂授課，沒有工程經驗的學生很難聽懂，更談不上順利地編寫程序，調試、監控、下載、接線等技能的培養，而採用組態王模擬現場的動畫，講解PLC順控指令，就非常直觀，學生很容易理解掌握。

（三）採用理論和實踐雙向的考覈方法。我們改進了《PLC控制技術》課程的考覈方法：理論答卷佔50分，專業的實踐技能考覈佔50分，專業實踐技能考覈的內容要求學生針對具體工藝，進行PLC的程序編寫、下載、調試、監控、實際接線，以能力體現考覈學生是否達標。

三、授課教師要有先進的教學理念，自身綜合素質要高

（一）教師需要具備機電一體化應用能力，綜合全面的專業素質。PLC課程不能只單講PLC本身。比如，在講解PLC在機牀電氣控制上的應用時，我們要求教師在講授電氣控制內容的同時，還要講授機牀相關知識，並且要能操作機牀。這需要教師備課綜合幾門課的知識，授課內容大大超出了PLC本身。這對教師自身的知識能力要求很高。只有具備這樣綜合素質，PLC授課纔有實際教學意義。

（二）授課教師要不斷補充新知識，適應新技術的發展。授課教師要多關注PLC應用技術新進展，要有能服務社會的科研內容或項目，要經常和兄弟院校企業單位進行教研和交流。要保持自己的專業知識不與社會脫節。例如組態軟件的應用就是工控技術的一個重要發展，PLC如何適應這一發展，這就很值得我們去研究。

總之，隨着當今科技的快速發展，像組態軟件等新技術的應用正促使PLC教學的內容、方法、手段不斷髮生着變化，我們只有儘快適應這一變化，才能培養出符合專業培養目標和社會需求的高職畢業生。

參考文獻：

[1]霍俊儀。電氣控制與PLC技術運用仿真教學探討。中國科技信息，2005,12

plc技術論文 篇三

本文根據中小型油庫髮油系統控制管理髮展現狀，針對中小型油庫髮油系統 中所存在的問題，設計了中小型油庫自動化髮油系統，編寫了上位機監控軟 件和下位機 PLC 控制程序及管理軟件。 在中小型油庫髮油系統的設計和開發中我主要完成了下面的工作：

(1)根據該項目設計的要求：對系統進行了總體設計。構建了以通用 PC 機 爲上位機，可編程序控制器(S7-200PLC)爲下位機的控制系統。

(2)控制軟件編程：控制軟件採用自適應設計，使系統的穩定性發揮到最佳 狀態。採用提前量自整定的控制算法並編寫了 PLC 程序，實現了提高了髮油精 度的設計目標。

(3)組態軟件設計：利用組態軟件實現上位機對系統的組態控制。

由於時間有限，本課題難免存在一些不足，需在以後的研究中進一步完善。 後續工作應集中在以下幾方面：

(1)本系統設計主要是針對中小型油庫而設計的，總的髮油鶴位小於十個， 如果油庫的規模再大些，可以採用 S7-300PLC 作控制主站，S7-200PLC 通過 PROFIBUS 現場總線掛接在 S7-300 上作爲控制從站，形成 PROFIBUS 現場總線 結構，系統的適應能力會更強大。

(2)爲了加強系統的可靠性，如果條件允許，還可以增加雙設備冗餘或雙 機熱備功能。

(3)在原有控制程序的算法上加入人工智能方法(專家系統、模糊邏輯、神 經網絡),實現智能控制，從而提高控制系統的性能。

6 技術經濟分析

本文是針對中小型油庫設計的。設計的對象是自動髮油系統；設計的目的是在日益激烈的國際市場競爭面前，提高油庫效率，加快週轉，加強安全管理，減少人爲差錯，增強竟爭力和提升企業形象。信息化、自動化、規範化是油庫發展的必然趨勢。

以PLC爲控制器投資比較大。一臺西門子S7-200的PLC加上擴展模塊售價爲5000元；油泵每臺2500元以內；電動機每臺2000元，總投資爲23000元。它比DCS系統和以太網系統要貴一些，但是，它以良好的人機界面、髮油的穩定性和兼容性爲以後的維修和長時間的使用打下了基礎，後期的維修費用大大降低了。

致謝

本論文是老師的悉心指導下完成的，在課題進展的全過程中，宋老師精心指導，嚴格要求，可以說自己每一步的前進都是與老師的指導分不開的。 宋老師學識淵博、治學嚴謹，具有豐富的實際科研項目經驗。宋老師待人熱情，從不以長者自居，他是學生的良師益友。總而言之，無論是在做學問還是在做人方面，宋老師爲我樹立了榜樣，指明瞭方向。

本論文之所以能順利完成，還要感謝同學們的熱心幫助，我還要向自己的父母、親戚和朋友表示感激，感謝他們的全力支持和鼓勵。最後，我再一次向曾經支持和幫助過我的老師、同學表示衷心 的感謝！

參考文獻

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plc技術論文範文 篇四

努力提高教師的PLC技術理論與實際操作技能水平。教師是培訓教學主體，是學校教學工作成敗的關鍵。開展PLC培訓教學就要有一支勇於鑽研、善於學習，敢啃骨頭，敢打硬仗的專業教師隊伍。扎煤培訓中心是一傢俱有着50多年辦學經驗的教育培訓單位，教師隊伍基礎理論教學經驗豐富，技術培訓教學特別是針對煤礦職工的變頻器、PLC技能培訓教學起步較晚，如要開展PLC教研、教學工作，師資力量明顯不足，師資隊伍建設仍需繼續完善。

2009年面對企業內部急需的PLC、變頻調速應用維護技術人員培訓工作的現實需求，中心領導開始籌劃以PLC、變頻調速教學爲重點的機電實驗室建設。2010年初，中心一次選派5名專業教師前往呼倫貝爾大學工程技術學院機電專業進修學習。2011年初由3名教師組成的PLC課題組時常深入礦井一線瞭解設備使用情況和現場職工的技術需求。結合實際需要中心領導相繼安排教學人員先後走訪北京、洛陽等設備廠家進行技術諮詢與學習。還適時地安排相關教師參加國內知名的PLC、變頻器應用技術學習班，進一步提了高教師的技術技能水平。經過兩年多的精心準備與教學實踐錘鍊，機電實驗室全體教師的專業技術理論與PLC、變頻器實訓操作技能水平得到全面提高，爲深入開展PLC實踐教學奠定了師資基礎。

二、增添教學設施有針對性的開展教學研討活動

教學實驗設施建設是開展技能教學活動的首要條件。爲了建好用好機電實驗室，並且最大限度的發揮其教學作用，先期我們在走訪了基層各生產單位，開展了廣泛的設備使用情況的調研工作。有針對性的提出了實驗室建設意見，選定了PLC、變頻器的具體型號，如西門子S7―200、S7―300、三菱FX2N、歐姆龍、松下等PLC教學實驗裝備。這些教學設備各種功能擴展模塊、傳感器和相應的編程軟件齊全，方便學員學習PLC基本指令和功能指令有着較好的實用性。

在教學研究方面，要確定實驗室學科帶頭人，並結合教師各自特點安排教師任課。搞計算機程序的教師負責PLC編程軟件的應用研究和教學，有自動化學科教學經驗的教師負責PLC編程指令和控制項目的程序設計教學研究，有維護檢修經驗的教師負責變頻器、PLC及器件的檢測維護實訓技能的授課。三名教師各有所長綜合發揮，有針對性的提高能力，彌補了中心缺少專職教師的不足，教學教研工作得以順利開展。

體教室。它不僅讓我們瞭解什麼是PLC，PLC能做什麼，更爲我們提供了學習PLC最好的教學手段。從PLC原理，組成，指令到編程軟件的授課都要用計算機通過大屏幕來進行。課件教學的便捷，直觀，學員容易理解的特點對提高教學效果有很大的幫助。

三、結合實例開展PLC教學能夠取得事半功倍的學習效果

plc技術論文 篇五

關鍵詞：PLC 工業自動化 發展趨勢 應用前景

中圖分類號：TP342 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（b）-0094-01

在當前工業自動化發展背景下，PLC控制手段的出現加快了工業自動化的發展進程，從其當前發展趨勢我們不難預測PLC技術的應用前景是極其廣闊的。系統控制方面，多樣化的系統控制功能使得PLC系統兼具信號採集、信息輸入、數據運算、邏輯信息處理、定時存儲及網絡通訊等功能，這些功能爲實現國內工業系統的遠程化、智能化和自動化提供了可能。從可靠性和安全性角度來看，PLC在電氣設備可靠性方面越發強調抗干擾能力的體現，無論置於何種環境之下它都可以持續工作。行業化的PLC技術應用從硬件集成和軟件控制的角度突出了自身的技術優勢，使得工業控制範圍不斷擴大。

1 關於PLC的發展

1.1 PLC的概念和特點

PLC，意指可編程邏輯控制器，其核心配置以微處理器爲主，是一種融合了電子通信技術、網絡控制技術、自動化電器處理技術的新型電子裝置設備。PLC主要應用於我國的工業生產領域，爲工業生產的自動化發展創造了無限可能。關於PLC技術的應用特點，主要表現在以下五個方面：第一，PLC技術具備了高可靠性與抗干擾性的雙重特點，從工業控制角度提升了生產工藝的製造水平，延長了元件的使用週期；第二，簡單易學的編程是PLC技術的功能性體現，無論是數據處理還是邏輯運算都能夠在網絡技術的輔助下得以優化，實現工業生產的過程性控制；第三，PLC技術的通用性使得工業產品生產方面已經具備了標準化與模塊化的系統方案，接口控制更加易於操作；第四，從設計與調試的工作量方面也相對變少，利於器件的使用與維護；第五，PLC在使用能耗方面也相對節能，這不僅節省了控制系統的所佔面積，在資源利用方面也更加高效。

1.2 PLC的發展趨勢

在工業應用過程中，PLC的發展受到了業界人士的一致好評，無論是工業生產的自動化還是製造系統的控制都得到了廣泛應用。開關量邏輯控制方面，PLC的出現替代了原有的繼電器控制設備，從邏輯控制角度提升了工業系統的可靠性與安全性。類似機電設備中的衝牀、運輸帶或是化工設備中的電磁閥等都突出了PLC技術的使用優勢，就連當前的核心站系統也與PLC技術之間有着密切聯繫。運動控制領域，PLC技術主要應用於金屬的成型機械或是配裝設備。閉環過程控制領域，主要運用PLC技術來處理鍋爐或是熱爐裝備，以提高溫度的可控性。數據處理領域，PLC技術還有類似數學運算的查表與排序功能，這對提升柔性製造系統的可靠性大有裨益。除此之外，PLC技術還實現了對工業機器人的系統控制和處理，提高了自動化控制的有效性。

2 關於PLC的應用前景

我國當前的製造業發展與國外相比尚存在一定差距，這主要是由於國內工業生產的自動化水平還有待提高，與國際標準之間還有距離。工業領域的自動化生產推動着PLC技術在我國的應用和普及，無論是產品類型還是市場需求都亟需從技術革新角度來體現科技爲工業生產領域帶來的發展優勢。

2.1 我國PLC技術的應用前景

縱觀當前國內的工業自動化發展水平，無論是控制系統的技術處理還是網絡化模式的應用程度都處於發展階段，其自動化水平與發達國家之間還存在着明顯的距離。甚至在我國的機械行業仍然採用的是傳統的繼電器設備，工業生產的自動化亟需技術革新。對於製造業的自動化控制來說，PLC技術的應用顯然是勞動生產率及產品自身質量的根本保障，在離散控制過程中爲PLC技術的應用與推廣創設更加廣闊的發展空間。此外，PLC技術崇尚的低碳理念也是今後工業發展的主流方向，生產效益的提升必須建立在必要的環境保護基礎之上，無論是化工行業領域還是交通運輸業的應用都需要從根本上突出PLC的環境保護優勢，體現PLC應用於工業製造業的技術發展優越性。從目前的發展趨勢來看，PLC技術在我國的應用還有廣闊的空間亟待挖掘，只有真正從市場發展與經濟效益提升的雙重角度來凸顯PLC的技術革新才能從根本上發揮PLC技術的系統功能。

2.2 PLC在發展過程中的注意事項

關於PLC技術在今後發展過程中的注意事項主要表現爲以下幾點：其一，突出PLC技術在行業應用中的重點。專業化的PLC技術革新需要從行業特點及行業優勢出發切實保證行業發展重點的突出，而穩定的行業客戶就成爲了PLC技術發展的根本保障。其二，從產品使用優勢角度來拓展PLC技術的定製需求，產品優勢的突出依賴於必要的市場需求，這就需要PLC使用主體能夠從個性化定製角度來提升產品的市場影響力。其三，在PLC軟件開發力度方面也應做到切實滿足市場需求，PLC軟件使用過程中的一些複雜控制程序都源於基本軟件的開發，這也需要在今後的PLC發展及應用過程中得以體現。

3 結語

從當前PLC技術的應用趨勢我們不難看出，今後PLC的發展前景主要集中表現爲三大方向。其一，PLC技術的專業化發展。伴隨工業系統的自身功能不斷增強，PLC技術能夠根據行業特點來合理調整自身的產品建設，從產品性能與系統成本的雙重角度來體現PLC技術與應用系統的專業化特徵；其二，PLC技術的規模化發展。這一規模化發展進程既包括了小型系統化發展又涵蓋了大型應用領域系統的研究，從根本上保障了所有客戶的使用需求；其三，PLC技術的標準化發展。標準化的PLC技術接口從全新開發平臺的角度出發體現了結構系統的開放性特徵，標準化發展更趨全面。可見，PLC在工業應用領域的拓展與深入是實現工業自動化的必然要求，同時這一技術革命也爲網絡時代的到來做好了技術鋪墊。

參考文獻

[1] 齊從謙，王士蘭。PLC技術及應用[M].北京：機械工業出版社，2000.

plc技術論文 篇六

[關鍵詞]可編程序控制器（PLC） 培養 工程 能力

[中圖分類號] G712 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）14-0037-02

一、引言

“卓越工程師教育培養計劃”旨在改變目前高校人才培養和企業需求脫節的現象，建立高校和企業間的制度化聯繫。針對“卓越工程師培養計劃”，全國各地高校進行了相應的改革，PLC課程從理論到實踐各個環節都做出相應的改革，旨在促進學生各方面工程能力的提高。

二、PLC課程概述

針對“卓越工程師培養計劃”，PLC課程內容進行了改革，包括繼電器接觸器控制部分、S7-200PLC控制部分和S7-300/400PLC控制部分，每一部分都與一項工程實踐課程相對應。PLC課程所涉及內容是工業控制自動化技術的一個重要方向，與相關實踐課程內容結合緊密，學好PLC要樹立終身學習的信念，注重理論與實踐相結合，以工程應用爲目的。

PLC課程的特點有：PLC課程實踐性強，理論課與實踐課程結合緊密；PLC課程內容緊跟工程實際，新技術、新元件層出不窮；PLC課程與學生畢業設計聯繫密切，畢業論文題目越來越多；PLC課程與學生就業方向高度相關，是學生將來工作應用的主要技術。

三、工程能力的培養

（一）設計能力的培養

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圖1 PLC理論知識與實踐環節及設計能力的關係圖

PLC理論知識與實踐環節及設計能力的關係圖如圖1所示。以PLC課程爲核心，整合相關的實踐課程包括電氣控制與電器裝配工程實踐、PLC控制工程實踐和工業自動化項目設計等實踐課程。PLC課程三部分知識與三個實踐課程內容相對應。

PLC控制系統綜合應用PLC技術、電機控制技術、檢測技術、電力電子技術等先進技術，設計能力具體體現在以下兩個方面：

1.硬件設計能力

硬件設計能力包括系統方案選擇、系統原理框圖設計、系統網絡規劃與設計、硬件原理圖設計、硬件計算與選型、安裝接線圖設計、元件實際位置圖設計、控制面板設計和控制櫃工藝設計等設計項目。在理論課程教學過程中，針對上述設計項目進行相關知識貯備。積累了相關知識之後，在實踐環節中進行鍛鍊，可使學生更有信心和能力地完成設計工作。PLC設計不單純完成控制功能，PLC設計內容更多方面與安全、環保和質量息息相關。PLC硬件電路中安全保護和控制是同等重要的，沒有安全保證的電路對於控制來說毫無意義，設計中必須爲設備安全和產品安全考慮。節能環保是國家未來發展戰略，新型PLC產品在這方面也增加了相關設計。

2.軟件設計能力

軟件設計能力包括控制系統程序規劃、系統程序流程設計、主程序設計、功能子程序設計、中斷設計和組態設計等。在程序設計過程中必須會應用STEP-7編程軟件，在組態設計過程中必須會應用WinCC。上述2項設計能力要有一個循序漸進的過程，要讓學生們從傳統的繼電器接觸器控制系統過渡到PLC控制系統，從S7-200PLC小系統漸漸地過渡到S7-300/400PLC工業自動化網絡大系統。在工業自動化生產的大背景下，讓學生知道將來自己走上工作崗位面對的不只是單臺生產機械，工作中面對的更多是網絡化的控制系統，這也是當今工業自動化發展的必然趨勢。

（二）動手能力的培養

動手能力包括實驗設備操作能力、程序仿真調試能力和控制櫃製作能力。

1.實驗設備操作能力

PLC課程實驗是針對S7-200PLC和S7-300PLC兩種PLC的綜合設計性實驗，學生根據實驗課題要求進行方案設計與選擇，確定好控制方案後進行硬件和軟件設計。硬件設計必須在現有實驗條件下進行，這就要求學生根據現有條件進行設計，最大限度地滿足實驗要求。實驗臺上的PLC、觸摸屏、電動機、變頻器和傳感器等器件，學生可根據實驗要求選擇相應器件，不僅限於一個實驗臺，必要時可對多個實驗臺上的器件進行選擇應用。這樣實驗接線複雜了，2臺或3臺步進電機控制程序設計上多樣性和複雜性也增強了，這樣既鍛鍊了學生的動手能力，又鍛鍊了學生的編程能力。

2.程序仿真調試能力

PLC控制程序仿真調試方面靈活性更大些，現有的仿真軟件可以更好地滿足設計要求。S7-200仿真軟件專門針對於S7-200PLC，PLCSIM專門針對於S7-300/400PLC控制程序仿真。這兩種仿真軟件圖形界面形象，仿真功能強大，在不需要PLC硬件情況下可完成大部分程序的仿真工作。這樣增強了實驗的靈活性和可操作性，學生可不侷限於實驗設備而進行大膽的設計，大大提高了學生軟件設計能力。

3.控制櫃製作能力

控制櫃製作工藝通過多媒體教學方式對學生進行相關知識傳授，待學生有了感性認識之後，在相關實踐環節中加入簡單的控制櫃製作訓練。圖2是電機正反轉控制電氣接線圖和位置圖。只有真正理解原理圖、接線圖和位置圖三者的關係，才能做好電氣控制櫃的工藝設計，才能製作出適合工程應用的控制櫃。

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（1）接線圖 （2）位置圖

圖2 電氣原理圖、接線圖和位置圖

（三）繪圖能力的培養

設計出的各種草圖最終要應用專業繪圖軟件繪製成標準的圖紙。應用AutoCAD繪製結構示意圖、硬件原理圖、元件位置圖、安裝接線圖、控制面板圖和控制櫃結構圖。學生繪圖能力關係圖如圖3所示，完成一個完整的PLC控制系統設計工作要學會繪製十多種圖。設計中常用Visio繪製結構示意圖、系統框圖、工藝流程圖和程序流程圖。WinCC繪製組態界面圖，STEP-7繪製程序梯形圖，程序仿真圖由PLCSIM來完成。學生繪圖能力的提高對其將來走上工作崗位是非常有利的，大學畢業生工作之初大多是從最基本的繪圖工作開始的。

■

圖3 繪圖能力關係圖

四、結論

隨着科學技術的不斷髮展，現代工程問題的綜合性與複雜性也不斷增強。工程專業文化精神的滲透是基於工程教育觀念的一種實質性轉變。本科層次工程師的培養目標是勝任在現場從事產品的生產、營銷和服務或工程項目的施工、運行和維護。本科層次培養的未來工程師應能完全勝任生產一線的各項工作。本文探討了PLC課程教學過程中如何與“卓越工程師培養計劃”相結合，使學生具備一定的設計能力、動手能力和繪圖能力，進而能夠達到“卓越工程師教育計劃”對學生一般性工程能力的要求。

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plc技術論文 篇七

關鍵詞：電氣控制；PLC技術；自動化；無人值守

1 引言

隨着可編程邏輯控制器（PLC）技術的逐漸發展，很多工業生產要求實現自動化控制的功能，都採用PLC來構建自動化控制系統，尤其是對於一些電氣控制較爲複雜的電氣設備和大型機電裝備，PLC在電氣化和自動化控制方面具有獨到的優勢，如順序控制，可靠性高，穩定性好，易於構建網絡化和遠程化控制，以及實現無人值守等衆多優點。基於此，PLC技術逐漸成爲工業電氣自動化控制的主要應用技術。

本論文主要結合數控機牀的電氣化功能的改造，詳細探討數控機牀電氣化改造過程中基於PLC技術的應用，以及PLC技術在實現數控機牀自動化控制功能上的應用，以此和廣大同行分享。

2 數控機牀的電氣化改造概述

2.1 數控機牀的主要功能

數控機牀是實現機械加工、製造和生產中應用的最爲廣泛的一類機電設備。數控機牀依託數控化程序，實現對零部件的自動切削和加工。但是目前我國仍然有超過近1000萬臺的數控機牀，主要依靠手動控制完成切削加工，無法實現基本的電氣化和自動化控制。爲此，本論文的主要的目的是基於PLC控制技術，實現數控機牀的電氣化改造，主要實現以下功能：

（1） 數控機牀的所有電機、接觸器等實現基於PLC的自動化控制；

（2）數控機牀的進給運動由PLC控制自動完成，無需人工手動干預；

（3） 自動檢測零部件切削過程中的相關參數，如加工參數、狀態參數等等；

（4） 結合上位機能夠實現對數控機牀的遠程控制，以達到無人值守的目的。

2.2 電氣化改造的總體方案

結合上文對於數控車牀的電氣化、自動化改造的功能要求，確定了採用上位機與下位機結合的自動化改造方案。該方案總體結構分析如下：

（1） 上位機藉助於工控機，利用工控機強大的圖像處理能力，重點完成數控車牀的生產組態畫面顯示，以及必要的生產數據的傳輸、保存、輸出，同時還要能夠實現相關控制指令的下達，確保數控車牀能夠自動完成所有切削加工生產任務。

（ 2）下位機採用基於PLC技術的電氣控制模式，由傳感器、數據採集板卡負責採集數控車牀的生產數據、環境數據、狀態數據等所有參數，由PLC實現對相關數據的計算，並傳輸給上位機進行相關數據的圖形化顯示和保存；另一方面，PLC控制系統還接收來自於上位機的控制指令，實現對數控車牀的遠程控制。

（3） 對於數控車牀最爲關鍵的控制――進給運動的控制，利用PLC+運動控制板卡的模式實現電氣化和自動化的控制。具體實現方式爲：選用合適的運動控制板卡，配合PLC的順序控制，對進給軸電機實現伺服運動控制，從而實現對數控車牀進給運動的自動化控制。

3 數控車牀電氣化自動控制改造的實現

3.1 系統改造結構設計

數控車牀的電氣化自動控制改造，其整體結構如下圖1所示，其整體結構主要由以下幾個部分構成：

3.1.1 底層設備

底層設備主要包括兩個方面，首先是實現數控車牀自動切削加工運轉等基本功能的必要電氣、機電設備，如電源模塊、電機模塊等，這些機電設備能夠保證數控車牀的基本功能的穩定可靠的實現；其次，底層設備還包括各類傳感器，比如監測電機轉速、溫度的速度傳感器和溫度傳感器，監測進給軸運動進給量的光柵尺等，這些傳感類和數據採集類設備爲實現數控車牀自動化控制提供了基礎數據源。

3.1.2 本地PLC站

本地PLC站主要負責接收底層傳感設備傳送過來的傳感參數、狀態參數及其他檢測參數，通過內部程序的運算，判斷整個數控車牀的工作狀態，並將其中的重點參數上傳到遠程控制終端進行數據的圖形化顯示、存儲、輸出打印等操作；另一方面，本地PLC站同時還接收來自於遠程控制終端所下達的控制指令，比如停機、啓動等控制指令，PLC站通過對相應執行器（比如電機）的控制，從而實現自動化控制的功能。

3.1.3 遠程控制終端

遠程控制終端主要是依賴於工控機實現的上位機數據管理和狀態監控，需要專門開發一套面向數控車牀加工、生產和自動控制的軟件程序，以實現對數控車牀的遠程化、網絡化、自動化控制，真正實現無人值守的功能。

基於PLC的數控車牀電氣自動化改造框圖

3.2 PLC電氣控制系統的設計實現

本研究論文以CK6140普通數量機牀爲具體研究對象，詳細探討其電氣化、自動化控制的改造。通過上文對機牀改造方案和結構功能的分析，可以確定整個機牀電氣化、自動化改造，一共需要實現14個系統輸入，9個系統輸出。結合控制要求，這裏選用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，輸入迴路採用24V直流電源供電方式。根據對數控機牀的各模塊控制功能的分析，選用合適的接觸器、繼電器、開關、輔助觸點等電氣控制元件，與PLC共同實現對電氣設備的控制，比如PLC通過接觸器控制電機模塊，PLC通過繼電器控制電磁閥等部件，從而完成基於PLC控制的數控車牀電氣化改造。

4 結語

隨着電氣設備的越來越複雜，工業生產對於電氣控制的要求也越來越高，基於PLC的自動化控制技術得到了廣泛的應用，逐漸成爲了當前工業自動化生產控制中的主流技術之一。採用PLC技術最大的優勢在於實現自動化控制同時具有較高的可靠性和抗干擾能力，極大的避免了由於採用單片機技術而造成的系統不穩定現象。本論文結合電氣控制詳細探討了PLC自動化技術的應用，給出了具體的系統設計實例，對於進一步提高PLC自動化技術的工業化應用具有很好的指導和借鑑意義。

參考文獻：

plc技術論文 篇八

PLC，全稱ProgrammableLogicController，可編程邏輯控制器，是一種以微處理器爲核心的數字運算操作的電力系統裝置。它是專門爲工業現場應用而設計的。採用一類可編程的存儲器，相關人員可以在該存儲器內部執行相應的邏輯運算、順序控制等操作指令，並通過數字式或模擬式的輸入、輸出接口，實現對各種類型設備的識別或生產過程的控制。PLC技術屬於計算機控制技術範疇，其工作原理主要有三個不同的階段，即輸入採樣階段、用戶程序執行階段和輸出刷新階段。在輸出採樣階段，PLC可以依次掃描所有輸入狀態和數據，並將其存入I/O映像區中的相應單元內，然後轉而執行用戶程序，控制輸出操作；在用戶程序執行階段，PLC可以按照從上到下、自左向右的順序，依次掃描用戶程序，並對掃描到的數據信息進行運算，根據運算結果控制邏輯線圈的狀態，以確定程序是否處於正常運行狀態；在輸出刷新階段，CPU會發出相應的指令，然後依據I/O映像區數據和相關狀態，結合電路封鎖功能驅動外部設備的運行，從而實現電氣自動化控制。

2PLC技術的優點

作爲微機技術和傳統繼電接觸控制技術相互結合的產物，PLC技術克服了繼電接觸控制系統中機械觸點接線複雜、可靠性低、功耗高、靈活性差等缺點，充分利用了微處理器的優勢，具體包括以下優點。

2.1功能完善

當前，PLC產品的規模和型號非常豐富，可以滿足各種工業控制的需要，而且具有非常完善的邏輯處理和數據運算功能，被廣泛應用於各種數字控制領域。

2.2可靠性高

在PLC的生產過程中，採取了先進的內部抗干擾技術，極大地提高了系統的可靠性。同時，PLC具備相應的自我檢測能力，一旦發現硬件故障，可以及時發出警報信號，提醒相關人員處理故障，因此，PLC控制系統具備很高的可靠性。

2.3編程語言簡單

作爲一種工控計算機，PLC的接口相對簡單，編程容易，其使用的梯形圖語言編程對工作人員的專業技能要求較低，不需要面對複雜的彙編語言，即使那些不熟悉計算機的人員也可以輕鬆上手。

2.4維護方便

在PLC技術中，以存儲邏輯代替了接線邏輯，極大地降低了裝置外部的接線數量，減少了系統的建設週期，同時，也在一定程度上降低了設計難度，以便於系統的維護和管理。不僅如此，PLC可以實現在線編程，轉變生產過程，被廣泛應用於多品種、小批量的工業生產控制中。

3PLC技術在電力工程中的應用

在電力工程中，PLC技術的應用主要表現在以下幾個方面。

3.1開關量控制

開關量控制包括以下兩方面的內容。

3.1.1斷路器控制

在傳統的電力自動化控制系統中，對斷路器的控制多是採用繼電器控制的方式，需要使用大量的電磁繼電器，存在許多觸點和聯接點，進而降低了系統的可靠性。而PLC技術的應用和普及，使得軟繼電器逐漸代替了繼電元件，極大地提高了控制系統的可靠性。在PLC控制系統中，操作人員只需要執行一些非常簡單的工作，比如分閘、合閘等，系統就會自動根據實際運行狀況，給出正確的操作信號。同時，在系統出現故障時，會自動跳閘，併發出相應的報警信號。而且，PLC控制系統不需要進行復雜的二次接線，可以有效地降低接線失誤率，大大減少維護檢修的工作量。

3.1.2備用電源自動投入裝置

備用電源自動投入裝置的主要功能是提高供電系統的可靠性，被廣泛應用於大型企業的供電系統中。在原有的備用電源投入系統中，多采用手動或自動供回電線路的方式供電，在投切過程中，會出現幾秒鐘的斷電時間，影響供電的連續性和可靠性。而應用PLC，可以實現對備用電源自動投入裝置的控制，可以根據系統的實際情況進行抗干擾，具有可靠性高、操作簡單、接線方便等優點。

3.2順序控制

在原有的電力工程中，控制系統一般都是採用繼電器控制，而隨着PLC技術的發展，高性能的PLC控制系統逐漸取代了繼電器控制。在實際應用中，PLC不僅能夠全面調節整個電力工程，也可以控制部分電路。同時，PLC控制器屬於遠方終端單元，可以利用遠程控制的方式控制變電站現場的RTU裝置，實現對各種開關狀態量的採集和處理，並通過相應的反饋環節獲得故障信息，以便及時處理和解決其中存在的問題和故障，以保證電力系統的安全、穩定運行。

4結束語

總而言之，PLC技術的發展和普及爲電力工程的自動化控制提供了良好的技術支持，對電力工程自動化的發展起着極其重要的作用。電力工作人員應結合實際情況，充分重視PLC技術的合理應用，進一步推動電力行業的持續、穩定發展。

plc技術論文 篇九

【關鍵詞】自動化控制；plc；發展趨勢

0 引言

自動化控制是一種通過利用控制理論、儀器儀表、計算機和其他信息實現對生產過程的檢測、控制、優化、調度和管理。在自動化的控制下能夠達到增加產量、提高產品質量、降低消耗、提高產品安全性的目的。自動化控制是現代控制領域中最重要的一項技術，對提高生產效率具有重要意義，在科學水平不斷進步的今天，自動化控制技術打上科技進步的列車，呈現快速發展的態勢。

1 plc技術在自動化控制中的重要地位

自動化控制技術自20世紀發展以來，其發展速度越來越快，對自動化控制技術的發展具有重要的推動作用。自動化控制技術主要包含三個層析，按照自下而上的順序可以分爲基礎自動化、過程自動化和管理自動化。在自動化控制技術中，較爲核心的部分就是基礎自動化和過程自動化。在傳統的自動化系統中，plc和dcs在基礎自動化中佔據核心地位，而管理自動化和過程自動化由計算機和小型機組成。在自動化控制領域中，80%的plc在i/0少於128點的小型系統中應用較爲廣泛，且80%的plc應用在20個梯形圖指令中就可以將問題解決[1]。從應用的觀點來看，這一統計數據向我們展示了傳統plc自動化控制領域中的重要作用，對滿足工業控制簡單實用、成本低廉、穩定可靠的要求具有重要意義，從這一面來看，plc在控制領域佔有穩固的地位，從其發展至今不會輕易退出其發展的舞臺。plc技術之所以有如此重要的作用，與plc產品追求密不可分。plc在其發展中根據自身技術和產品發展的需求爲基本，同時與新數字技術和新信息技術緊密結合，且在推廣應用過程中採用的是iec61131國際標準，編程的語言較爲校準，傳統的編程語言可以體現在現代的軟件中，plc的體系結構、控制任務和控制要求等多方的軟件描述進行了改造[2]。從1990年以來，plc在自動化控制領域的核心地位仍是巋然不動。

2 傳統plc與現代plc之間的區別

傳統plc技術與現代plc技術之間的差別主要體現在cpu模塊、軟件模型等幾方面。從硬件來看，傳統plc技術cpu模塊只有一塊，儲存器的容量有限，在100kb以下，i/0以開關量爲主，運算速度上，傳統plc掃描時間更長，一般爲幾十至幾百ms，背線總線採用的是傳統的低速系統總線。而現代plc的cpu模塊不再侷限於一塊，可以多塊cpu模塊，儲存器的容量較大，且可以根據實際需要進行配置，i/0有高低速開關量、模擬量和其他不同類型的信號，運算速度較快，可以達到0.2ms，背板總線採用的是高速背板總線或與低速串行總線並存。從軟件方面來看，傳統plc技術採用的是符合iec61131.3軟件模型且可以運行，編程語言上採用的是較爲靈活且通用的編程語言，如c、c+等，操作系統上，採用的是基於pc的實施商用時鐘；現代plc軟件模型採用的是符合iec61131.3軟件模型，在編程語言上，採用的是iec61131.3模型標準編程語言，操作系統的掃描方式採用了時間驅動和事件驅動，且可以按照程序功能設置不同的掃描週期[3]。從技術層面上，傳統plc與現代plc之間的區別根本上體現在軟件模型的不同。現代plc軟件模型在完整地接觸編程語言以外的全部內容上表現較爲出色，使現代plc突破了傳統plc的硬件體系結構，使得現代plc技術簡單實用、成本低廉、穩定可靠的特點更加突出，其應用範圍也較爲廣泛。

3 現代plc的應用以及展望

3.1 現代plc的應用範圍

由於現代突破了傳統plc的硬件體系結構，其簡單實用、成本低廉、穩定可靠的特點更加突出，因此在自動化領域受到廣泛的親睞，成爲了現代工業自動化領域中的主導力量。從應用範圍上看，plc的應用範圍主要開關量的邏輯控制、運動控制、模擬量控制、過程量控制、數據處理、聯網通信6種。開關量的邏輯控制，plc可以藉助邏輯控制和順序控制來替代繼電器，因此，plc在開關量邏輯控制方面應用最爲廣泛。運動控制在機牀、機器人。裝配機械等方面運用較爲廣泛。模擬量控制，因plc技術具有可以將流量、溫度等模擬量數值轉換爲數字值的功能，如此一來，就可以實現cpu處理控制和由轉換模塊實現模擬量控制。過程控制，由於多路模擬量控制和i/o模塊，這樣就可以實

現閉環控制。數據處理，由於plc具有強大的運算和處理能力，在數據採集、分析和處理中具有強大的優勢。聯網通信，由於plc的連接功能較完善，不同系統之間可以實現聯網通信、數據信息共享和交換，從而形成多級分佈式控制系統[4]。

3.2 現代plc的應用應注意的問題

plc所處的環境溫度具有一定的限制，一般處於0℃至50℃之間，因此在安裝plc的時候，要注意與發熱量較大設備上[5]。如果plc所安裝部位的溫度突破了其極限，則有可能造成控制失效，甚至出現嚴重的後果。由於plc的溫度範圍較小，所以在應用plc時，要確保plc安裝於較大空間內，且空間內的通風散熱效果較爲理想，使plc的各個基本單元和擴展單元之間的間隔要在30.5mm以上。開關櫃上面的通風百葉窗，可有可無，但是如果環境溫度處於50℃以上，那麼就需要採取措施，如安裝風扇來使通風效果增強，進而降低溫度，確保plc能夠正常工作。plc工作環境的溼度也需要進行控制，要控制在85%以內，對凝露現象也要注意控制，以避免其絕緣性遭到破壞。plc工作環境要保持平穩狀態，不能出現強烈振動現象，爲保證plc工作環境的穩定性，可以採取一些減震措施。plc工作電源選擇上，應選用直流穩壓電源，從而保證plc反饋信息的準確性，提高plc工作的可靠性。

3.3 自動化控制器件plc展望

隨着網絡技術的快速發展，plc技術也趁着網絡技術發展的東風乘風破浪，在plc技術上逐漸形成了pac技術。在工業控制技術的發展中，自動化控制器件由最初的plc控制，發展到pc控制，再由傳統plc控制轉向現代plc技術和pac技術。plc技術的發展使其在自動化市場中的地位更加牢固。而在plc技術基礎上發展起來的pac技術以其異型和異構系統之間數據相互交換共享的優勢，成爲未來自動化控制的主要發展趨勢。

4 結語

plc自動化控制技術是科技發展的必然結果，自20世紀90年代以來，plc技術歷經多個發展階段，不斷使自動化控制技術得到優化，在自動化控制領域應用也日益廣泛，相信在未來plc控制技術會更加完善，使工業自動化水平提升到更高的平臺。

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plc技術論文 篇十

課題名稱： PLC先進控制策略研究與應用

1、選題意義和背景。

可編程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC)具有可靠性高、抗干擾能力強、功能豐富等強大技術優勢，已經成爲目前自動化領域的主流控制系統。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、數據採集和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定性，但對於一些複雜控制系統，PID控制很難滿足控制要求，這也使PLC的發展面臨着一種挑戰。隨着越來越多的PLC產品與IEC1131-3標準兼容，PLC控制系統越來越開放，將先進控制算法嵌入PLC常規控制系統成爲可能。本課題從工業控制實際應用角度出發，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範圍。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及組態系統上得以實現，並開發相應的應用程序，經過驗證後最終應用到工業過程控制中去。

在PLC組態系統中實現先進控制算法，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，能大大提高系統的控制水平，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的工業改造。因此開發較爲通用的先進算法實現技術，對於我國中小型企業的工業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爲成熟的分支，因此，研製和開發出適合工業環境的實時先進控制開發工具，實現模糊控制、預測控制嵌入PLC,與常規控制集成運行，讓先進控制從教授、專家手中走出來，實現先進控制的工程化、實用化、轉化爲社會生產力，對縮短控制系統開發週期，加快先進控制技術的廣泛應用，提高我國的工業自動化水平有着重大的意義。

2、論文綜述/研究基礎。

在過程工業界，從40年代開始，採用PID控制規律的單輸入單輸出簡單反饋控制迴路己成爲過程控制的核心繫統。目前，PID控制仍廣泛應用，即便是在大量採用DCS控制的最現代的工業生產過程中，這類迴路仍佔總迴路80%-90%.這是因爲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操作與運行，而且這類算法簡單且應用歷史悠久，工業界比較熟悉且容易接受。

然而，單迴路PID控制並不能適用於所有的過程和不同的要求[4}0 50年代開始，逐漸發展了串級、比值、前饋、均勻和Smith預估控制等複雜控制系統，即當時的先進控制系統，在很大程度上滿足了單變量控制系統的一些特殊的控制要求。在工業生產過程中，仍有10%-20%的控制問題採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後等特性，並存在着苛刻的約束條件，更重要的是它們大多數是生產過程的核心部分，直接關係到產品的質量、生產率和成本等有關指標。隨着過程工業日益走向大型化、連續化，對工業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年代末發展起來的以狀態空間方法爲主體的現代控制理論，爲過程控制帶來了狀態反饋、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，工業過程的複雜性使得建立其正確的數學模型比較困難。同時，計算機技術的持續發展使得計算機控制在工業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爲是無法求解的問題，這一切都孕育着過程控制領域的新突破。

整個80年代，出現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、優化算法、控制結構分析、參數整定和有關穩定性和魯棒性研究等一系列工作，基於模型控制的理論體系己基本形成，併成爲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並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、神經網絡、模糊系統是最有潛力的三種工具。專家系統可望在過程故障診斷、監督控制、檢測儀表和控制迴路有效性檢驗中獲得成功應用。神經網絡則可以爲複雜的非線性過程的建模提供有效的方法，進而可用於過程軟測量和控制系統的設計上。模糊系統不僅是行之有效的模糊控制理論基礎，而且有望成爲表達確定性和不確定性兩類混合並提煉這些經驗使之成爲知識進而改進以後的控制，也將是先進控制的重要內容。

由於先進控制受控制算法的複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。隨着DCS功能的不斷增強，更多的先進控制策略可以與基本控制迴路一起在DCS控制站上實現。國外發達國家幾乎所有企業都採用了DCS系統或其它智能化設備來實現對生產過程的控制，並在此基礎上通過實施先進控制與優化較大的提升了系統的性能。可以說，高性能控制系統，尤其是DCS系統的普及爲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及應用，並在DCS的基礎上實現先進控制和優化。如愛默生公司的DeltaV和Honeywell公司的TDC3000,其先進控制軟件RMPGT和RPID等在現場的實際應用都集中在自己的DCS系統上。傳統的PLC由於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，其他的先進控制並沒有在PLG平臺上實現。然而，在過程工業中大多系統使用先進靈活的PLC控制系統，因此1996年Barnes提出了一種基於PC-PLC通訊的混合方式，通過控制網絡實現計算機與PLG的通訊，從而實現先進控制。

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4、論文提綱。

第一章前言

1. I論文研究的目的和意義

1. 2論文研究的主要內容及工作簡述

1. 3國內外文獻綜述

I. 3. 1先進控制的發展及現狀

1 .3 . 2 PLC在工業控制領域的應用

1.3 . 3 PLC基本控制方法

1. 3. 4 PLC模糊控制器

I. 3. 5 PLC預測控制算法

第二章SIMATIC S7-300 PLC及STEP7系統

2.1 SIMATIC 57-300 PLC系統

2.1.1 S7-300 PLC

2.1.2 S7-300 PLC控制系統

2.2 STEP7系統

2.2.1 STEP7功能及結構

2.2.2組態環境及編程語言

2.2.3基本控制算法的實現二

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

3.1.1模糊控制理論

3.1.2模糊控制系統

模糊控制器的組成

模糊控制算法

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

模糊控制器離線部分算法設計內容

基於MATLAB模糊邏輯工具箱的設計

3.2.3 STEP7實現模糊控制器設計

模糊算法流程圖

模糊算法的功能塊

3.2.4 PLC模糊控制器的仿真驗證

仿真系統的建立

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

第五章基於PLC的空調性能檢測實驗室計算機控制系統

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控制系統結構及配置

5.3監控系統組態設計

5.4 57-300 PLC控制系統設計

5.4.1硬件系統組態

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，它依然沿用傳統的PID控制。許多PLC開發商把PID算法做成模塊，固化在PLC中。

但從長遠角度看，對於一些複雜的控制系統，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。本課題以此爲主要研究內容。

工業過程的複雜性以及對於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，但由於PLC的編程目前還限於低級語言(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，使先進控制策略在S7-300 PLC上得以較好的實現。本論文重點研究基於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，設計出一個基於PLC的通用的模糊控制器，並使其固化在STEP7軟件中。此外，對於PLC預測控制雖已有一些研究，但都僅限於理論方面，尚未給出PLC上實現的實例。本課題也想在此方面有所創新，開發出基於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，系統組成及控制系統的配置與實現，同時介紹了STEP?軟件的功能及結構，組態環境，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。提出了基於PLC的模糊控制器的實現方法，即採用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。

最後建立一個過程仿真系統，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，並結合PLC的特點，提出了基於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。最後建立一個二階大滯後的對象模型，構成仿真控制系統，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於PLC實現的計算機控制系統，從系統控制方案的設計、系統配置和硬件構成、監控系統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，提出了以後工作的注意事項，改進方法。

6、研究條件和可能存在的問題。

I.儘快建立樣板工程，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，有其自身的侷限性，如控制精度不高。目前，應用較爲成熟的是MPC算法，因此可以把PLC-MPC控制器作爲今後研究的一個重點。

3.對於PLC模糊控制器的改進，主要是在算法上，爲了提高控制效果，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PLC模糊PID控制器。

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

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，理解了傳統控制方法與先進控制方法的區別。

2.基於PLC實現先進控制與基於PC實現先進控制相比較，最重要的一個優勢在於PLC實現先進控制不需要通訊協議，而基於PC實現先進控制，在系統設計和運行之前必須正確的配置PC與PLC之間的通訊協議，因此可以降低系統得開發時間。其次，在系統運行時，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，由於基於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，從而使系統的控制精度下降，而基於PLC實現先進控制避免了這類現象的發生。

3.西門子57-300 PLC功能強、處理速度快、模塊化結構易於擴展，被廣泛的應用於自動化控制系統中；其相應開發軟件STEP7採用模塊化編程方法，提供多種編程語言，豐富的功能模塊，能實現較爲複雜的功能和算法。因此二者結合 起來，爲先進控制的設計與開發提供了很好的軟硬件平臺。

4. PLC模糊控制器採用MTALAB離線設計和PLC在線查表的方法，把複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。此方法將複雜瑣碎的模糊控制系統的開發工作變得簡單明瞭，大大縮短了開發週期，同時也提高的PLC控制的實時性，是目前被廣泛採用且效果良好的PLC模糊控制器的設計方法。

5. PLC單值廣義預測控制器採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，可適用於PLC類控制採樣週期較短的快速動態過程系統。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