基于plc实现的250mva主变冷却器控制设计毕业论文

湖南水利水电职业技术学院 Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power 毕毕业业设设计计成成果果 Graduation practice achievement 设计项目名称设计项目名称 基于基于 PLC 实现的实现的 250MVA 主变冷却器控制主变冷却器控制 姓姓 名：名： 胡胡 玉玉 峰峰 专专 业：业： 电力系统自动化电力系统自动化 班班 级：级： 10 级电力一班级电力一班 学学 号：号： 201022010044 指导老师：指导老师： 陈陈 璇璇 任务下达日期：任务下达日期： 2012 年年 11 月月 12 日日 设计完成日期：设计完成日期： 2012 年年 12 月月 10 日日 电力工程系编 摘摘 要要 主变冷却器原自动控制回路主要由常规继电器组成，运行维护中主要存在 如下问题：设备残旧，绝缘低，回路元件数量多、接线复杂、通用性差，故障 率高等，同时由于使用年限已久，备品备件缺乏，有的回路还存在寄生现象， 给检修维护工作造成一定困难，也不能满足公司运行“少人值守”的需要。因 此对主变冷却器的控制回路提出了技术改进方案，新回路主要采用新型的自带 编程器的微型可编程控制器(PLC)替代大部分继电器，使控制线路具有简单可靠、 适应性强 和功能丰富等特点。主变冷却器控制回路改造用可编程控制器来实现。 关键词: PLC 主变冷却器 自动化 目录目录 第一章第一章 可编程控制器技术可编程控制器技术1 1 1.1 可编程序控制器发展历程 1 1.2 可编程序控制器分类 1 1.3 可编程序控制器的组成 4 1.4 可编程序控制器的特点 5 1.4.1 PLC 与继电器控制系统比较.7 1.4.2 PLC 与单片机的比较.8 1.5 PLC 的工作原理.8 1.6PLC 的应用领域 .9 第二章第二章 设计方案设计方案1 11 1 2.1 冷却器控制控制方案 .11 2.2 电气原理图 .11 2.3 控制系统硬件电路设计 .11 2.3.1 电源工作方式11 2.3.2 PLCI/O 接线方式的选择.12 2.3.3 PLC 型号的选择13 2.4 控制系统软件部分设计 .15 2.4.1 控制流程分析15 2.4.2 I/O 端口分配15 2.4.3 编程语言的选择16 2.4.4 程序设计17 2.5 总结 17 致致 谢谢1818 参考文献参考文献2020 附图附图 2121 1 第一章第一章 可编程控制器技术可编程控制器技术 1.1 可编程序控制器发展历程 1969 年，美国数字设备公司(DEC)研制出第一台可编程控制器，用于通用 汽车公司的生产线，取代生产线上的继电器控制系统，开创了工业控制的新纪 元。1971 年，日本开始生产可编程控制器，德、英、法等各国相继开发了适于 本国的可编程控制器，并推广使用。1974 年，我国也开始研制生产可编程控制 器。早期的可编程控制器是为取代继电器-接触器控制系统而设计的，用于开关 量控制，具有逻辑运算、计时、计数等顺序控制功能，故称之为可编程逻辑控 制器 PLC (Programmable Logic Controller)。 随着微电子技术、计算机技术及数字控制技术的高速发展，到 80 年代末， PLC 技术已经很成熟，并从开关量逻辑控制扩展到计算机数字控制 (CNC) 等 领域。近年生产的 PLC 在处理速度、控制功能、通信能力等方面均有新的突破， 并向电气控制、仪表控制、计算机控制一体化方向发展，性能价格比不断提高， 成为了工业自动化的支柱之一。这时候的可编程控制器的功能已不限于逻辑运 算，具有了连续模拟量处理、高速计数、远程输入和输出和网络通信等功能。 国际电工委员会(IEC)将可编程逻辑控制器改称为可编程控制器 PC(Programmable Controller)。后来由于发现其简写与个人计算机（Personal Computer）相同，所以又重新沿用 PLC 的简称。 目前在世界先进工业国家 PLC 已经成为工业控制的标准设备，它的应用几 乎覆盖了所有的工业企业。PLC 技术已经成为当今世界的潮流，成为工业自动 化的三大支柱（PLC 技术、机器人、计算机辅助设计和制造）之一。 1.2 可编程序控制器分类 1按结构形式分类 根据可编程序控制器的结构形式，可分为整体式和模块式两类。 （1）整体式可编程序控制器 整体式可编程序控制器是将电源、CPU、I/O 接口等部件都集中装在一个机 2 箱内， 具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。小型 PLC 一般采用这种整体 式结构。整体式 PLC 由不同 I/O 点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。 基本单元内有 CPU、I/O 接口、与 I/O 扩展单元相连的扩展口，以及与编程器 或 EPROM 写入器相连的接口等。扩展单元内只有 I/O 和电源等，没有 CPU。 基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式 PLC 一般还可配备特殊 功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。如图 1.1 所 示 图 1.1 整体式 （2）模块式可编程序控制器 模块式可编程序控制器是将 PLC 各组成部分，分别作成若干个单独的模块， 如 CPU 模块、I/O 模块、电源模块（有的含在 CPU 模块中）以及各种功能模块。 模块式 PLC 由框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或基板的插座上。这 种模块式 PLC 的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配 方便，便于扩展和维修。大、中型 PLC 一般采用模块式结构。 还有一些可编程序控制器将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠 装式可编程序控制器。叠装式 PLC 其 CPU、电源、I/O 接口等也是各自独立的 模块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层层地叠装。这样， 不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧。如图 1.2 所示 3 1.2 模块式 2按功能分类 根据可编程序控制器所具有的功能不同，可将可编程序控制器分为低档、 中档、高档三类。 （1）低档可编程序控制器 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有 少量模拟量输入输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于 逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。 （2）中档可编程序控制器 除具有低档 PLC 的功能外，还具有较强的模拟量输入输出、算术运算、 数据传送和比较、数制转换、远程 I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增 设中断控制、PID 控制等功能，适用于复杂控制系统。 （3）高档可编程序控制器 除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运 算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。高档 PLC 机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控 制系统，实现工厂自动化。 3按 I/O 点数分类 (1)根据可编程序控制器的 I/O 点数的多少，可将可编程序控制器分为小型、 中型和大型三类。 (2)小型可编程序控制器I/O 点数 2048 点；多 CPU，16 位、32 位处 理器，用户存储器容量 816K。 1.3 可编程序控制器的组成 1、电源 有些 PLC 中的电源，是与 CPU 模组合二为一的，有些是分开的，其主要 用途是为 PLC 各模组的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供 24V 的工作电源。电源如果为交流电源通常为 220VAC 或 110VAC，若为直流 电源常用的为 24V。 2、中央处理单元 PLC 中的 CPU 是 PLC 的核心，它按 PLC 的系统程式赋予的功能接收并存 贮用户程式和资料，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或资料，并 存入规划的暂存器中，同时，诊断电源和 PLC 内部电路的工作状态和编程过程 中的语法错误等。进入运行后，从用户程式存贮器中逐条读取指令，经分析后 再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路，与个人电 脑一样，主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的资料、控制及 状态总线构成，还有周边芯片、总线界面及有关电路。它确定了进行控制的规 模、工作速度、内存容量等。 3、存储器 存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为 用户程序存储器。 4、输入/输出单元 PLC 的对外功能，主要是通过各种输入/输出模组与外界联系的，按 I/O 点 数确定模组规格及数量，I/O 模组可多可少，但其最大数受 CPU 所能管理的基 本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。I/O 模组集成了 PLC 的 I/O 5 电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。 输入单元是用来连结撷取输入元件的信号动作并透过内部总线将资料送进 内存由 CPU 处理驱动程式指令部分。PLC 输入模组 PLC 系统的架构和输入模 组产品的选择端视需要被监测的输入讯号位准而定。 来自不同类型被监测的传感器与流程控制之变量讯号，可以涵盖从10mV 至10V 的输入讯号范围。 输出单元是用来驱动外部负载的接口，主要原理是由 CPU 处理以书写在 PLC 里的程式指令，判断驱动输出单元在进而控制外部负载，如指示灯、电磁 接触器、继电器、气(油)压阀等。 PLC 输出模组在工业环境中用来控制制动器、气阀及马达等的 PLC 系统类 比输出范围包括5V、10V、0V 到 5V、0V 到 10V、4 到 20mA、或 0 到 20mA 等。 5、功能模块 如计数、定位等功能模块 6、通信模块 如以太网、RS485、Profibus-DP 通讯模块等 7、编程设备 编程器是 PLC 开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、 对系统作一些设定、监控 PLC 及 PLC 所控制的系统的工作状况，但它不直接 参与现场控制运行。小编程器 PLC 一般有手持型编程器，目前一般由计算机 （运行编程软件）充当编程器。 8、人机界面 最简单的人机界面是指示灯和按钮，液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作 员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。 1.4 可编程序控制器的特点 1、抗干扰能力强，可靠性高。 2、功能强，性能价格比高 6 3、硬件配套齐全用户使用方便。适应性强 4、编程方便，现场可修改程序 5、系统的设计、安装、调试工作量少 6、维修工作量小，维修方便 7、体积小，能耗低 8、用户程序存储器容量能扩展。 9、维修方便，采用模块化结构； 10、 （1）它把传统的继电控制技术和计算机控制技术结合在一起，采用面 向 技术人员、针对控制问题，利用控制过程的自然语言进行编程，使不熟悉 计算机的人也能方便使用。 （2）它配有各种功能不同的输入和输出模块，可以根据控制要求任意 配置，当同一台 PC 机控制不同的对象时，也只是输入和输出设备及应用软 件的不同。 （3）它对开关量的处理可由无触点的电子线路来完成，对开关量的输 入可将无源触点直接接到输入端，而输出端可直接驱动接触器等器件。 PLC 具有的优点是： 在工作原理方面，可编程序控制器采用周期循环扫描方式，在执行用户程 序过程中与外界隔绝，从而大大减小外界干扰；在硬件方面，采用良好的屏蔽 措施、对电源及 IO 电路多种形式的滤波、CPU 电源自动调整与保护、CPU 与 IO 电路之间采用光电隔离、输出联锁、采用模块式结构并增加故障显示电 路等措施；在软件方面，设置自诊断与信息保护与恢复程序。PLC 由于采用现 代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗 干扰技术，具有很高的可靠性。 1.高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC 由于采用现代大规模集成电 路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有 很高的可靠性。例如三菱公司生产的 F 系列 PLC 平均无故障时间高达 30 万小 时。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均无故障工作时间则更长。从 PLC 的机外 电路来说，使用 PLC 构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气 7 接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外， PLC 带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软 件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除 PLC 以外的 电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不 奇怪了。 2.PLC 发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以 用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代 PLC 大多具有完 善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来 PLC 的功能单元大量涌 现，使 PLC 渗透到了位置控制、温度控制、CNC 等各种工业控制中。加上 PLC 通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用 PLC 组成各种控制系统变得 非常容易。 3.易学易用，深受工程技术人员欢迎。PLC 作为通用工业控制计算机，是 面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。 梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用 PLC 的少量 开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、 不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 4.PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系 统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一 设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场 合。5.以超小型 PLC 为例，新近出产的品种底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理 想控制设备。 1.4.1 PLC 与继电器控制系统比较 PLC 的编程语言梯形图与继电控制线路十分相似，梯形图中沿用了继电控 制电路中的元件名称和符号，仅有个别不同。从信号输入形式及控制功能来看， 二者也是相同的。到控制与继电控制有许多不同之处，主要有： （1）器件不同。继电控制线路由继电器组成，触点易磨损，而梯形图是由 许多“软继电器”组成，无磨损现象。 8 （2）工作方式不同。在继电控制线路中，各继电器当条件满足时是同时动 作的，即按“并行”方式工作，而在 PL 控制系统中，受同一条件制约的各“软继 电器”的动作，决定于程序的扫描顺序，即按“串行”方式工作，避免了继电控制 的触点竞争和失配问题。 （3）实施控制的方法不同。继电控制系统的功能实现是通过硬件连线来完 成，因此功能单一，不灵活，而 PC 的控制通过软件编程采实现，所以灵活、 方便。 （4）触点数量不同。继电控制系统中继电器触点数量是有限的，而梯形图 中的“软继电器”供编程使用的触点有无限对。 1.4.2 PLC 与单片机的比较 首先 PLC 是电子产品，在用户看来用户不必关心其内部实现，而只需自己 关心自己的问题编程。其实质是一个计算机产品，其实现有很多是单片机实现 的，也有用嵌入系统实现的。PLC 内部的单片机或者嵌入系统要求比较高而已， 满足较为苛刻的环境要求，特别是抗干扰能力上和元器件选择上，都比一般的 单片机设计要求高。 单片机的设计要求考虑的问题和对待问题所要采用的措施相当复杂，不是 随便的一个电子工程师就能搞定的，国内企业为了降低所谓的成本。 PLC 系统适合小批量，控制逻辑或者工艺需要经常改动的系统，比如大家 常说的工程项目，在这样的系统下能够达到最佳的性能价格比。 PLC 技术在于其内部固化了一个能解释梯形图语言的程序及辅助通讯程序， 梯形图语言的解释程序的效率决定了 PLC 的性能，通讯程序决定了 PLC 与外 界交换信息的难易。对于简单的应用，通常以独立控制器的方式运作，不需与 外界交换信息，只需内部固化有能解释梯形图语言的程序即可。 9 1.5 PLC 的工作原理 PLC 采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式。 1每次扫描过程，集中采集输入信号，集中对输出信号进行刷新。 2输入刷新过程，当输入端口关闭时，程序在进行执行阶段时，输入端有 新状态，新状态不能被读入。只有程序进行下一次扫描时，新状态才被读入。 3一个扫描周期分为输入采样，程序执行，输出刷新。 4元件映象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。 5扫描周期的长短由三条决定。 （1）CPU 执行指令的速度（2）指令本身 占有的时间（3）指令条数，现在的 PLC 扫描速度都是非常快的。 6由于采用集中采样，集中输出的方式，存在输入/输出滞后的现象，即 输 入/输出响应延迟。 1.6PLC 的应用领域 当前，PLC 在国内外已广泛使用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械 制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个职业，运用情况大致可 概括为如下几类。 开关量的逻辑操控 这是 PLC 最基本、最广泛的使用领域，它替代传统的继电器电路，完结逻 辑操控、按次操控，既可用于单台设备的操控，也可用于多机群控及自动化流 水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装出产线、电镀流 水线等。 模拟量操控 在工业出产进程傍边，有许多接连改变的量，如温度、压力、流量、液位 和速度等都是模拟量。为了使可编程操控器处置模拟量，必须完结模拟量 （Analog）和数字量（Digital）之间的 A/D 变换及 D/A 变换。PLC 厂家都出产 配套的 A/D 和 D/A 变换模块，使可编程操控器用于模拟量操控。 10 运动操控 PLC 可以用于圆周运动或直线运动的操控。从操控组织装备来说，早期直 接用于开关量 I/O 模块衔接方位传感器和执行组织，如今普通运用专用的运动 操控模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴方位操控模块。世界上 各首要 PLC 厂家的产物简直都有运动操控功用，广泛用于各种机械、机床、机 器人、电梯等场合。 进程操控 进程操控是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环操控。作为工业操控计 算机，PLC 能编制各式各样的操控算法顺序，完结闭环操控。PID 调理是普通 闭环操控系统中用得较多的调理办法。大中型 PLC 都有 PID 模块，当前许多小 型 PLC 也具有此功用模块。PID 处置普通是运转专用的 PID 子顺序。进程操控 在冶金、化工、热处置、锅炉操控等场合有十分广泛的使用。 数据处置 现代 PLC 具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算） 、数据传送、 数据变换、排序、查表、位操作等功用，可以完结数据的收集、剖析及处置。 这些数据可以与存储在存储器中的参考值比拟，完结必定的操控操作，也可以 使用通讯功用传送到另外智能设备，或将它们打印制表。数据处置普通用于大 型操控系统，如无人操控的柔性制造系统；也可用于进程操控系统，如造纸、 冶金、食品工业中的一些大型操控系统。 通讯及联网 PLC 通讯含 PLC 间的通讯及 PLC 与其它智能设备间的通讯。跟着计算机 操控的开展，工厂自动化网络开展得很快，各 PLC 厂商都十分重视 PLC 的通 讯功用，纷繁推出各自的网络系统。新近出产的 PLC 都具有通讯接口，通讯十 分便利。 11 第二章第二章 设计方案设计方案 2.1 冷却器控制控制方案 冷却器运行方式有“手动”和“自动”两种控制方式。 “手动”控制方式不受 PLC 的控制，直接由各自的控制开关 SA1n 控制冷却器潜油泵方式又分为电动机的 启动和停止。 “自动”控制方式又分为”工作“|”辅助”和“备用”三种方式。 “工作”方 式是指冷却器系统一旦投入电源，冷却器潜油泵电动机自动运行的工作方式； “辅助”方式是指变压器顶部油温升高或负荷电流增大到一定值时，冷却器潜油 泵电动机自动投入运行的工作方式；“备用”方式是指“工作”方式或“辅助”方式 运行的冷却器故障时，冷却器潜油泵电动机自动投入运行的工作方式。 冷却器自动控制方式的必备条件 总供水管阀门打开流量正常（SF1接点断开） ，备冷却器水管阀门打开流量 正常（SF1n 接点断开） ，主变带电（QFn 接点断开） ，主变（或）电源投入。 2.2 电气原理图 电气原理图见附件电气原理图见附件1 2.3 控制系统硬件电路设计 2.3.1 电源工作方式 正常时主用电源工作，当主用电源发生故障时，备用电源自动投入；当主 用电源恢复正常后，通用继电器 K101接点切换，备用电源被切除，主用电源重 新投入工作。为保证主用、备用电源切换过程中不发生两路电源短路事故，电 12 源接触器 KM1、KM2选用机械闭锁型接触器，并在接触器控制回路中采用了电 气闭锁措施。 2.3.2 PLCI/O 接线方式的选择 输入接线方式输入接线方式 13 开关量输入模块主要有汇点式和分组式两种接线方式，汇点式的开关量输 入模块所有输入点共用一个公共端（COM） ；而分组式的开关量输入模块是将输 入点分成若干组，每一组（几个输入点）有一个公共端，各组之间是分隔的。 分组式的开关量输入模块价格较汇点式的高，如果输入信号之间不需要分隔， 一般选用汇点式的。 输出接线方式 开关量输出模块主要有分组式和分隔式两种接线方式。 分组式输出是几个输出点为一组，一组有一个公共端，各组之间是分隔的， 可分别用于驱动不同电源的外部输出设备；分隔式输出是每一个输出点就有一 个公共端，各输出点之间相互隔离。选择时主要根据 PLC 输出设备的电源类型 和电压等级的多少而定。一般整体式 PLC 既有分组式输出，也有分隔式输出。 根据以上的分析采用分组式的接线方法。 2.3.3 PLC 型号的选择 在功能满足要求的前提下，保证性能可靠、维护使用方便，已获得最佳的 性能比。从技术的角度考虑，以下指标是选择 PLC 型号时应引起注意的问题。 1CPU 性能 PLC 的 CPU 性能主要涉及处理器的“位数” 、运算速度、用户存储器的容 量、编程能力（指令的功能、内部继电器、定时器、计数器的数量等） 、软件开 发能力、通信能力等方面。在使用特殊功能模块、特殊外部设备或是需要网络 连接的场合，应考虑到 CPU 的功能与以上要求相适应。 此外，在满足控制要求的前提下，CPU 的价格也是需要设计人员考虑的问 题之一，选择的 PLC 既要满足系统的功能要求，同时也应该充分利用其功能， 避免不必要的浪费。 2. I/0点数 PLC 的输入输出点数是 PLC 的基本参数之一。I/O 点数的确定，应以上 述的 I/O 点汇总表为依据。在正常情况下，PLC 的 I/O 点可以适当留有余量， 14 但同时也必须考虑生产制造成本。对于以下情况，应适当考虑增加一定的 I/O 余量. 控制对象的部分要求不明确，存在要求改变可能； I/O 点统计不完整，设计阶段或者现场调试时可能增加 I/O 点： PLC 扩展较困难，但控制系统存在变动可能性； 使用环境条件相对较差，PLC 工作负荷较重： 维修服务不方便，配件供应周期较长。 I/O 点（包括程序存储器容量）的余量选择无规定的要求，更没有固定的计 算公式，一切都必须根据实际情况进行，避免教条主义，这样才能做到科学与 合理。 3功能模块的配套 选择 PLC 时应考虑到功能模块配套的可能性。选用功能模块涉及硬件与软 件两个方面。在硬件上，首先应保证功能模块可以方便地与 PLC 进行连接， PLC 应有连接、安装位置与相关接口、连接电缆等附件。在软件上，PLC 应具 有对应的控制功能，可以方便地对功能模块进行编程。 4通信能力 对于分布式 PLC 控制系统、远程 I/O 控制系统，PLC 的通信功能是必须考 虑的问题。而对于集中控制系统或单机控制系统，既要考虑到用户现有外部调 试设备等的正常使用，还应考虑到用户管理水平的提高与技术发展的可能性。 增强通信功能，既是信息技术发展的基本要求，也是当前 PLC 的技术发展方向 之一。因此，在选择 PLC 通信能力方面，应有一定的超前考虑，保留系统的发 展空间。 三菱 FXPLC 是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相当FX 系列中最 高档次的超小程序装置，除输入出1625 点的独立用途外，还可以适用于 多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足 多样化广泛需要的 PLC。 系统配置即固定又灵活； -编程简单；备有可 自 由选择，高速运算；使用于多种特殊用途；外部机器通讯简单化；共同的外 部设备 15 根据以上分析，本次设计中需要选择输入点个数31,输出点个数 22， 考虑到将来的系统升级改造留一定余量， 所以我们选择的 PLC 型号是 FX2N-64MR，该型号的 PLC 有 32 个输入点， 32 个输出点。 16 2.4 控制系统软件部分设计 2.4.1 控制流程分析 2.4.2I/O 端口分配 输入端口分配表 X0主变油温达550CX203#冷却器工作位 X1主变油温500CX213#冷却器辅助位 X2主变过负荷X223#冷却器备用位 X3总供水中断X233#冷却器油流中断 X4主变未带电X243#冷却器水流中断 X5冷却器无电源X25 4#冷却器工作位 X61#冷却器工作位X264#冷却器辅助位 X71#冷却器辅助位X274#冷却器备用位 X101#冷却器备用位X304#冷却器油流中断 X111#冷却器油流中断X314#冷却器水流中断 X121#冷却器水流中断X325#冷却器工作位 X132#冷却器工作位X335#冷却器辅助位 17 X142#冷却器辅助位X345#冷却器备用位 X152#冷却器备用位X355#冷却器油流中断 X162#冷却器油流中断X365#冷却器水流中断 X172#冷却器水流中断X37备用 输出端口分配表 Y0起动1#油泵Y20冷却器事故 Y11#油泵运行Y21备用冷却器投入 Y21#油泵故障Y22辅助冷却器投入 Y3起动2#油泵Y23总供水中断 Y42#油泵运行Y24冷却器堵塞 Y52#油泵故障Y25备用 Y6起动2#油泵Y26备用 Y73#油泵运行Y27备用 Y103#油泵故障Y30备用 Y11启动4#油泵Y31备用 Y124#油泵运行Y32备用 Y134#油泵故障Y33备用 Y14起动5#油泵Y34备用 Y155#油泵运行Y35备用 Y165#油泵故障Y36备用 Y17备用Y37备用 2.4.3 编程语言的选择 根据我们的实际情况，在对可编程控制器的编程语言不是特别的熟练、专 业的学者来说，只要语言形象直观，逻辑关系明显、实用，而且能使我们最快 的方法编写可编程控制器的语言，选择梯形图语言，梯形图语言看上去简单、 明了，而且在以后的修改十分的方便，只需要修改程序就可以了，用其他的语 言编写如果需要修改的话，需要动好多的电气设备，非常的复杂、麻烦，用梯 形图语言编写，电气技术人员容易接受，所以编程语言选择梯形图语言。 18 2.4.4 程序设计 主变油温达到 550C 时或主变负荷达到整定值 120S 后，M1 线圈得电。 1#冷却器在工作位或 1#冷却器在辅助位满足 M1 的要求，当 1#油泵故障，此时 接通 T1 延时 90S 发出信号。其他四台冷却器发生油泵故障动作过程与此类似。 程序设计见附件 2 2.5 结论 针对本次基于 PLC 实现的 250MVA 主变冷却器控制设计的需要，采 用 PLC 控制，运用简单程序且便于调试。在仿真模拟室对自己设计的模拟，此 次设计的通过模拟达到想要的效果，也由此证明这次设计的非常的成功。 19 致致 谢谢 2012 年 11 月，我开始了我的毕业设计工作，我选的课题是老师带领的 基于 PLC 实现的 250MVA 主变冷却器控制 。时至今日，设计已经圆满完成。 在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨，从开始时满腹激情到最后辛勤劳 累的复杂心情，点点滴滴无不令人回味无穷。 我从最初选完课题后的茫然，有老师的带领慢慢的进入状态，再由自己对 书本的复习到思路逐渐的清晰，过程曲折艰辛可谓一语难尽。生活就是这样， 汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。历经了 一个月的奋战，紧张而又充实的毕业设计终于落下了帷幕。回想这段日子的经 历和感受，我感慨万千，设计虽然有些辛苦，每天都有着不同的任务和设计过 程，每天都要完成众多的事件，但是苦中有乐，让我收获多多，受益匪浅。同 时我认为我们的设计工作是一个团队的工作,团队需要个人，个人也离不开团队， 必须发扬团结协作的精神，所以在设计过程中，我们采用分工合作的方式，每 个人负责一部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的 问题。在交流中，大家积极发言和提出意见，同时我们还向别的同学请教，我 们大家解决不了的问题，就一同向陈老师反应，然后老师再慢慢地给我们分析 讲解，直至所有的疑问解决为止。在此过程中，每个人都想自己的方案得到实 现，积极向同学说明自己的想法，并能通过比较选出最好的方案。团结协作是 我们设计成功的重要保证。 在这次毕业设计的过程中，我拥有了无数难忘的回忆和收获。知识上的收 获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。 这次毕业设计历时一个月，从一开始的确定课题，到后来的资料查找、理 论学习，阐述总结资料设计出课题，这一切都使我的理论知识经一部加深，与 此同时，也使我的动手能力进一步提高。 在这一个充满挑战的过程中，我感触颇深，它不仅是一个对我三年学习知 识情况和我的应用动手能力的检验，而且还是我对我的专业精神、面对困难的 20 信、做事的毅力和耐心的考验，我在这个过程中能够深刻的感受到了毕业设计 的意义所在。 此次设计是对自己三年来学习的锤炼，是一次知识综合的结晶体，通过本 次设计让我在 PLC 的知识有了更深一步的理解，也为自己将来的工作奠定了基 础。在此感谢和我一起做设计的同学们，在设计过程中给予我的鼓励、支持和 帮忙。也感谢陈璇老师给予我们的指导，在我最迷茫的时候指引我方向，给我 点明设计的方法与方向。当然在设计中也感受到了自己知识的不足，理论知识 的不扎实，曾今学过的知识只能知道而不能生巧，所以设计中出现的错误恳请 指导老师批评指正。 这次设计是 250MVA 主变冷却器控制，在自己学习的同时也很好的回顾了一 下从前的课程，可谓一举两得。当然这两门课程奠定了我对这次设计所有部分 的基础，在此特别感谢陈璇老师，谢谢您的辛勤教导，使我学到了很多理论知 识，而今我能够灵活运用到我的毕业设计中来，能够学其所用，不枉费您们的 教育。 当做完这次毕业设计，大学生活可以说告一段落了，在这三年大学生活里， 让我学会了许多专业知识，更加学到了许多做人的道理，这对于以后走入社会 意义很大。回想起这三年大学生活，让人十分怀恋。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利 完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，他们给予的真诚的 鼓励和无私的帮助是我终生难忘的，一次次徘徊，一次次绝望，是他们给了我 巨大的鼓励。论文过程中，我们相互鼓励，相互帮助，相互分享资源，探讨论 文，我再次深表谢意。 致：我诚挚的谢意。 21 参考文献参考文献 1、高勤 主编 可编程控制器原理及应用 电子工业出版社 2、胡学林 主编 可编程控制器教程（基本） 电子工业出版社 3、廖常初 主编 PLC 编程及应用 机械工业出版社 4、郁汉琪 主编 电气控制与可编程序控制器应用技术 东南大学出版社 5、张万忠 可编程控制器应用技术 化学工业出版社 6、王兆义 小型可编程控制器实用技术 机械工业出版社 7、三菱微型可编程控制器手册 MITSUBISHI SOCIO-TECH 8、吴晓君，杨向明 电气控制与可编程控制器应用 中国建材工业出版 社 22 湖南水利水电职业技术学院毕业设计 基于 PLC 实现的 250MVA 主变冷却器控制 1 附件附件 专业 本科毕业论文管理制度与相关文件汇编 大学教育科学学院 系 湖南水利水电职业技术学院毕业设计 基于 PLC 实现的 250MVA 主变冷却器控制 2 二零一三年七月 湖南水利水电职业技术学院毕业设计 基于 PLC 实现的 250MVA 主变冷却器控制 3 目 录 专业本科毕业论文写作规范专业本科毕业论文写作规范3 专业本科毕业论文参考文献写作要求专业本科毕业论文参考文献写作要求.9 专业本科毕业论文装订规范与要求专业本科毕业论文装订规范与要求 20 专业本科毕业论文指导教师工作要求专业本科毕业论文指导教师工作要求.22 大学本科毕业论文（设计）大学本科毕业论文（设计）封皮样式封皮样式.24 学位论文独创性声明学位论文独创性声明.25 大学本科生毕业论文任务书大学本科生毕业论文任务书26 大学本科生毕业论文评审书大学本科生毕业论文评审书27 大学教育科学学院本科毕业论文大学教育科学学院本科毕业论文开题报告开题报告 2013 版版28 大学毕业论文（设计）指导记录大学毕业论文（设计）指导记录32 湖南水利水电职业技术学院毕业设计 基于 PLC 实现的 250MVA 主变冷却器控制 4 专业本科毕业论文写作规范 为了加强对我院专业本科毕业论文工作的规范化管理，现将毕业论文写作 过程中需遵循的格式规范做如下要求。 一、毕业论文的选题与设计要求 专业本科毕业论文的内容选题必须是心理学领域或与心理学相关的交叉领 域课题，符合专业培养目标要求，具有一定的学术性。在研究设计与方法上必 须采用实证研究范式，即相关设计或因果实验设计，具体收集数据方法可用实 验法、测验法、问卷法、访谈法、观察法。 二、毕业论文的组成部分及写作要求 （一）封面 封面模板由学校统一制定，但封面的颜色由本学院规定。作者应将封面上 的相关内容（毕业论文题目、学生姓名、学生学号、学院名称、专业名称、指 导教师等）用计算机填写完成（注意适当对齐）后再套印输出，填写时注意修 改封面模板上的届数及年月。印刷输出前请向学院办公室询问封面颜色和年月 时间。 （二）目录 目录需通过 WORD 定义三级大纲形式自动生成目录。目录内容包含：中文 题目与摘要页、英文题目与摘要页、正文各部分、参考文献、附录、致谢（或 后记）、学位论文独创性声明。目录的二级标题与一级标题、三级标题与二级 标题在格式上应自动向内缩进 2 个字符；页码右对齐。字体采用宋体 5 号字， 数字采用 5 号 Times New Roman 字体编排。中英文摘要页单独编排页码，页码 居中采用罗马数字排序。 （三）题目、摘要、关键词 题目：题目：说明该研究做了哪些方面的探讨以及研究中的变量有哪些。如果是 相关研究，应指出是哪两个或几个变量之间的相关；如果是因果研究，要尽量 讲清实验中的自变量和因变量是什么。应让读者根据题目就能判断该研究属于 湖南水利水电职业技术学院毕业设计 基于 PLC 实现的 250MVA 主变冷却器控制 5 哪种类型。注意将所要研究的问题界定清楚，题目不要过大或含糊不清。此外， 在题目中应尽量明确界定所要研究的被试群体，这一点尤其体现在发展研究上。 应注意使题目简洁明了：题目一般在 25 个字以内，言简意赅，尽量不使用副标 题。为了便于检索，应在题目中拼写出所有的术语的全称，尽量避免使用缩略 词。英文题目表达可以不与中文题目完全一致，但要求与中文题目内容要对应。 摘要：摘要：是对全文内容的概括，方便论文检索，限 500 字以内。主要内容包 括：目的（说明研究问题与对象） 、方法（说明研究方法） 、结果（概括主要结 果） 、结论（简要结论） 。写作要求高度概括，独立成文；一般在 500 字以内； 不包含任何论文中没有的内容；摘要中应该写出术语的全部名称，不要用缩略 词；摘要不能出现文献引用。英文摘要(Abstracts)，主要内容包括：Objective; Method; Results; Conclusions。其表达可以不与中文摘要完全一致，但要求与中 文摘要内容要对应。 关键词：关键词：是论文的文献检索标志，是表达文献主题概念的自然语言词汇。 关键词是从论文的题名、层次标题和正文中选出来的能反映论文主题概念的词 或词组。一般来说，每篇论文应选取 35 个词作为关键词，中英文一一对应。 避免选用一些外延较广的词作为关键词，应从汉语主题词表和专业主题词 表中选用。英文关键词(Key Words)，要求中文关键词内容要对应。 以上内容写作时，中英文各占一页，中文在前，英文在后。 （四）引言 引言是用一段简短的文字提出本研究的问题。指出本研究问题的重要性及 其应用价值，即作者对这一问题进行研究的原因。说明本研究问题与所属领域 的以往研究有什么样的关系，在本研究中主要解决的问题是什么（研究目的） 。 注意引言不要与摘要雷同。 （五）正文 正文是论文的核心部分，占主要篇幅。正文内容应该观点突出，言之有物， 逻辑清晰，层次分明，结构完整，方法得当，论证严谨，资料真实，行文流畅， 用语规范。论文正文字数不少于7000字。专业本科毕业论文的正文包括如下几 部分内容： 湖南水利水电职业技术学院毕业设计 基于 PLC 实现的 250MVA 主变冷却器控制 6 1、文献综述 内容包括：核心概念界定、国内外研究概况、以往研究不足、问题提出、 研究意义等。 核心概念界定：核心概念界定：包括内涵界定（抽象定义）和操作界定（操作性定义） 。 国内外研究概况：国内外研究概况：是对国内外相关研究的历史回顾与现状分析。 以往研究不足：以往研究不足：客观总结、评述以往研究存在的问题，进而有针对性的提 出本研究的问题。 问题提出：问题提出：指出研究目的，并逐条写出具体的研究假设。 研究意义：研究意义：包括理论意义与现实意义。 2、研究方法 内容包括：被试、研究工具、实验设计、研究程序、数据管理与分析等。 被试：被试：即研究对象。用简练的语言清楚地介绍被试的自然情况、取样情况、 匹配情况、中途丢失情况等。 研究工具：研究工具：简要说明研究所用的实验仪器设备及其型号信息、各种实验材 料、测量工具（问卷与量表）的来源及其信效度信息、计算机软件的版本信息。 实验设计：实验设计：如果是实验研究，还应该在研究工具与研究程序两部分之间加 入实验设计。简要说明实验设计模式、自变量的种类及其处理水平、因变量的 种类及其测量指标等。 研究程序：研究程序：说明研究过程的每一个步骤。如果是实验研究则包括指导语、 刺激的呈现、具体的实验范式及实验程序、以及无关变量的控制方法。如果是 描述性或相关研究，则要说明访谈的程序、观察的过程、编码记分方法、问卷 的编制过程、问卷的施测过程等。 数据管理与分析：数据管理与分析：说明对研究数据管理与分析的软件，以及研究计划要使 用的统计分析方法 3、结果分析 结果分析的主要任务是把数据的统计过程和统计结果以文字、表格或插图 的形式表现出来，以展示研究所得到的客观结果。即要求运用恰当的统计分析 湖南水利水电职业技术学院毕业设计 基于 PLC 实现的 250MVA 主变冷却器控制 7 方法对结果做描述统计与推论统计，分析统计数字背后的心理学规律。 结果分析的写作应注意以下几点： 只需列出数据的统计结果，不要列出原始数据，即只列描述统计和推论统 计的结果。 选择正确的统计分析方法，按合理的逻辑顺序报告结果。 尽可能报告全部结果，不要只报告有利的结果，而不报告不利的结果，以 保证结果的真实性、客观性。 只对数据结果做客观报告，并进行简单分析，揭示数据背后的规律，不需 要做原因的解释和评论。 字母符号：使用法定计量单位、符号和标准化、规范化的名词、术语。 常用的统计学符号规定如下：样本代表的总体数为 N，样本数为 n，平均 数为 M，标准差为 SD，t 检验为 t，F 检验为 F，卡方检验为 ，相关系数为 r，显著性为 p。以上符号均为斜体。 表和图：凡是用文字已经说明的问题，尽量不用表和图。如已用表或图， 则文中不必重复其数据，只需摘其要点即可。表和图不要重复表达同一内容。 表要求设计科学，简洁明了。一律使用三线表，不用竖线。一般应把自变量作 为列，因变量作为行。表格要有表头（即表的标题），置于表格之上，标明表 格序号，表格内的统计符号用斜体，数字采用 5 号 Times New Roman 字体编排。 插图要有图题（即图的标题），置于图形之下。注意将图中的坐标名称、字符、 数码标示清楚，并在图下方标出图号及名称。图线名称用汉字。同一个表格或 插图不能分两页显示。图需清晰可读。 4、讨论 首先，讨论是对结果所得原因的解释，需要明确地说明所得研究结果与研 究假设相一致还是推翻了研究假设。如果一致则要对产生该结果的原因进行深 入解释，并在此基础上进行推论。即将统计所得结果通过逻辑推论上升到理论 高度，这需要研究者通过充分运用已经收集到的文献资料，来分析为什么会得 出这样的结果，进而得出有关心理机制的科学结论。如果不一致，也要分析原 因，通常在假设依据充分的情况下，要考虑是否是由于研究方法问题，导致结 果与假设的不一致。 湖南水利水电职业技术学院毕业设计 基于 PLC 实现的 250MVA 主变冷却器控制 8 其次，讨论部分应该将本研究的结果与其他相关研究的结果进行比较，从 而进一步分析二者存在的共同特点和规律，用其他研究的结果支持自己研究的 推论。 第三，讨论时还应指出研究结果的意义，通常可以针对研究结果的发现， 给出相应的应用建议，如教育建议、工作建议等等。 最后，讨论还必须对本研究的不足之处、局限性、或可进一步探讨的研究 问题有明确的论述。 写讨论应注意避免重复结果分析中对数据的说明，尽量不要再出现统计数 字；研究结果就是论文的论点，要证明论点应注意避免就事论事，主观推测， 论证要拿出充分的理论、研究、及事实论据。 5、结论 结论是在讨论的基础之上，以简明扼要的文字对研究结果做出高度概括的 推论。一般逐条列举出结论，语言表达要明确，不能有含糊不清或模棱两可的 含义。结论（结果推论）不能对研究获得的结果进行夸大或缩小，对所提出的 假设未能充分证明之处也不要回避。结论中不应再出现具体的统计数字的结果。 以上15各部分内容标题采用1；1.1；1.1.1的三级顺序编码制。 （六）参考文献 最新的心理学论文写作规范废止了参考文献著录”顺序编码制”，而是采用 APA“著者-出版年制”。我系参照心理学报参考文献著录格式（著者-出版年 制） ，专门制定了专业本科毕业论文参考文献写作要求 。 正文中的文献引用：使用著者-出版年引用法（英文文献著者只写英文姓氏， 中文文献著者需写全姓名） 。作者可以根据行文需要灵活安排位置，既可作为句 子的一个成分，也可放在引用句尾或其他适当位置的括号中。 正文后的文献列表：先列中文文献，后列英文文献。文献按著者姓氏字母 顺序排列；著者相同，按出版年排列；著者和出版年都相同，按文题的首字母 顺序排列，出版年后加 a、b、c 常见的参考文献格