基于PLC毕业设计题目.docx

毕业设计（论文）

PAGE

1-

毕业设计（论文）报告

题目：

基于PLC毕业设计题目

学号：

姓名：

学院：

专业：

指导教师：

起止日期：

基于PLC毕业设计题目

摘要：本论文以PLC（可编程逻辑控制器）为核心，针对工业自动化领域中的实际问题，设计并实现了一套基于PLC的控制系统。通过对PLC编程语言的深入研究，结合实际工业场景，提出了针对特定问题的解决方案。论文首先介绍了PLC的基本原理和编程方法，然后详细阐述了控制系统设计过程，包括系统需求分析、硬件选型、软件设计等。通过仿真实验验证了所设计系统的可靠性和有效性，并对系统进行了优化和改进。最后，对整个设计过程进行了总结和展望。

随着工业自动化技术的不断发展，PLC在工业控制领域的应用越来越广泛。PLC以其可靠性高、编程灵活、易于维护等优点，逐渐成为工业自动化控制系统的首选。然而，在实际应用中，PLC控制系统也面临着诸多挑战，如系统设计复杂、编程难度大、调试周期长等。为了解决这些问题，本文提出了一种基于PLC的控制系统设计方法，旨在提高系统设计的效率和可靠性。

一、1.PLC技术概述

1.1PLC的发展历程

(1)20世纪60年代，随着电子技术的飞速发展，可编程逻辑控制器（PLC）应运而生。早期的PLC主要用于替代传统的继电器控制系统，实现了对工业生产过程的自动化控制。在那个时期，PLC主要由集成电路构成，体积庞大，编程方式也相对简单，主要用于简单的逻辑控制和定时器功能。据相关资料显示，第一台PLC是由美国的数字设备公司（DEC）于1969年研发成功，命名为PDP-14。

(2)进入20世纪70年代，随着微处理器的出现，PLC的性能得到了显著提升。这一时期的PLC采用了微处理器作为核心控制单元，使得PLC的功能更加丰富，如增加了模拟量输入输出、PID控制等功能。同时，PLC的编程语言也逐渐从低级的梯形图发展到高级的语言，如结构化文本（ST）、功能块图（FBD）等。1971年，美国通用电气（GE）推出了世界上第一台基于微处理器的PLC——GESeries3PLC，这一产品在工业界引起了广泛关注。

(3)20世纪80年代，PLC技术逐渐成熟，广泛应用于各个领域。随着计算机技术的不断发展，PLC的性能和功能得到了进一步提升。这一时期的PLC在硬件上采用了高速微处理器和大量存储器，使得PLC的处理速度和存储容量得到了显著提高。软件方面，PLC编程环境不断完善，用户界面更加友好，编程方式更加多样化。例如，德国西门子公司于1985年推出了S5系列PLC，该系列PLC采用了模块化设计，具有极高的可靠性和可扩展性，成为当时市场上的主流产品。此外，随着PLC技术的普及，全球PLC市场也呈现出快速增长的趋势，据统计，1980年全球PLC市场规模仅为1亿美元，而到2000年已增长至40亿美元。

1.2PLC的基本原理

(1)PLC的基本原理是基于数字逻辑电路和微处理器技术。它通过接收输入信号，执行预编程的控制逻辑，然后将输出信号发送给执行机构，实现对工业过程的自动化控制。PLC的核心是中央处理单元（CPU），它负责执行用户程序，监控输入输出信号，并控制输出信号。例如，在现代汽车制造中，PLC被广泛应用于引擎控制、变速器控制和车身焊接等过程。

(2)PLC的工作原理通常包括输入处理、逻辑运算、输出处理和监控等环节。在输入处理阶段，PLC接收来自传感器或控制按钮的模拟或数字信号，并将这些信号转换为CPU可以处理的数字信号。逻辑运算阶段，CPU根据预设的程序对输入信号进行处理，执行逻辑判断、定时、计数等功能。输出处理阶段，CPU将处理后的信号发送到执行机构，如电机、阀门等，以控制实际的生产过程。例如，在食品加工行业，PLC可以用来控制温度、压力和流量等参数，确保产品质量。

(3)PLC的程序设计通常采用梯形图、指令列表、结构化文本等编程语言。梯形图是最常用的编程语言，它直观地表示了控制逻辑，类似于传统的继电器控制电路。指令列表和结构化文本则适用于复杂的控制算法。PLC的程序存储在非易失性存储器中，即使在断电情况下也不会丢失。以某钢铁厂炼钢生产线为例，PLC通过监控炉温、炉压等参数，实现对炼钢过程的精确控制，提高了生产效率和产品质量。

1.3PLC的编程方法

(1)PLC的编程方法主要包括梯形图（LadderDiagram，LD）、指令列表（InstructionList，IL）、功能块图（FunctionBlockDiagram，FBD）、结构化文本（StructuredText，ST）和顺序功能图（SequentialFunctionChart，SFC）等。梯形图是最常用的编程语言，它通过图形化的方式展