基于fx3u的電加熱鍋爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 水鍋爐 裝配是由 微電腦控制器 【 9】 ，電加熱管，把 電磁閥作為補(bǔ)水裝置，控制器經(jīng)過設(shè)定 后， 鍋爐 就 開始全自動(dòng)工作，自 來水 首 先把鍋爐蓄滿，之 后電加熱管開始加熱， 然后 爐水達(dá)到 了 設(shè)定溫度 100 度 后，控制鍋爐進(jìn)水的電磁閥打開，自來水從下部進(jìn)入鍋爐，開水從上部的出水口推入保溫水箱，保溫水箱可以 持 續(xù)大量供應(yīng) 熱 水。在實(shí)際的應(yīng)用中，采用 PID 功能指令進(jìn)行編程，對(duì)溫度實(shí)現(xiàn)滿意的控制效果設(shè)計(jì)。它擁有全 PLC 控制的所有優(yōu)點(diǎn)，克服了全 PLC 控 制的所有缺點(diǎn)，可產(chǎn)品化，成本低，易與各種電熱鍋爐配套，參數(shù)可以由操作人員去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行設(shè)置和解決。 第三階段： PLC 控制是為了滿足市場(chǎng)對(duì)電 熱鍋爐的自動(dòng)化更高的要求，有一小部分廠家開發(fā)研究了全 PLC 控制系統(tǒng) 【 7】 ，全 PLC 控制就是不止使用了PLC 主機(jī)，還加入了溫度輸入模塊和顯示單元，在硬件上合成了完整的控 4 制系統(tǒng) 。 第二階段：順序控制器或 PLC 程控器，溫度儀表參與控制。本文用 PLC 控制容易實(shí)現(xiàn)鍋爐控制、并且有造價(jià)低，程序易于調(diào)試、一部分出現(xiàn)故障不會(huì)影響其他部分的工作、維修方便等各優(yōu)點(diǎn) 。據(jù)電加熱爐恒溫控制特點(diǎn)和要求，本文主要研究了由 PLC 控制，三相可控硅供電的高精度恒溫控制系統(tǒng)。 電加熱蒸汽鍋爐廣泛用在醫(yī)院，學(xué)校，紡織廠，服裝廠，服裝超市，制衣廠，干洗店，飯店，酒店，食品廠，建材廠，美容院，洗浴中心，桑拿房，賓館等各場(chǎng)所。更重要的是其可靠性比較高?，F(xiàn)在生產(chǎn)線控制大部分是用繼電器、接觸器控制為主的裝置。為了增加電加熱鍋爐使用范圍，本文從 PLC 的程序開發(fā)體系和 PLC控制軟件設(shè)計(jì)出發(fā)，進(jìn)行深入的鉆研和探討，從而升高并擴(kuò)大 PLC 控制器的利用水平和使用的范圍，最大程度提高鍋爐的應(yīng)用，滿足發(fā)展要求。之前 DCS 是國內(nèi)大多場(chǎng)所鍋爐系統(tǒng)主要控制方式，這是因?yàn)殄仩t系統(tǒng)儀表信號(hào)比較多，采用這個(gè)系統(tǒng)性價(jià)比較好，但隨著電子技術(shù)不斷的發(fā)展， PLC 用于回路調(diào)用和組態(tài)畫面的功用越來越完善，在儀表控制方面功能也不斷加深，而且可編程序邏輯控制器具有很多的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，比如可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、功能豐富，對(duì)電源質(zhì)量要求較低，因此 PLC 在過程工業(yè) 中擁有良好的應(yīng)用前景?，F(xiàn)在使用的大多 數(shù)電加熱鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還不夠完善，因此需要一種新的、高性能的電加熱鍋爐控制系統(tǒng)取代原來的控制系統(tǒng)，用來完善原有的控制系統(tǒng)。同時(shí)維護(hù)也變得更加容易起來。熱效率非常高，使鍋爐能在很短的時(shí)間內(nèi)迅速提升溫度，即使在補(bǔ)水過程中也不會(huì)有溫度和壓力的波動(dòng)，在某些程度上成了改變中國能源環(huán)境的關(guān)鍵。工業(yè)生產(chǎn)中大部分應(yīng)用電阻加熱爐溫度控制，傳統(tǒng)的采用全通和全斷簡單控制方法，很難保證爐溫控制精度。提出了一種適合于電加熱爐對(duì)象特點(diǎn) 的控制算法，并且以 PLC 為核心，組成了電加熱爐自適應(yīng)控制系統(tǒng)，控制精度，可靠性穩(wěn)定性指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過常規(guī)儀表組成的系統(tǒng)。第一階段是手動(dòng)控制方式，它的自動(dòng)化水平十分低，控制效果非常差。然而因?yàn)槿匀皇褂昧藴乜貎x表去進(jìn)行全功率的溫控，動(dòng)作頻繁，控制的效果十分差，更甚會(huì)產(chǎn)生控制振蕩。 第四階段：電腦控制用電熱鍋爐專用電腦代替通用的 PLC，更代替了溫控表。把 PLC 作為核心，構(gòu)成電熱爐適應(yīng)的控制系統(tǒng)，它的控制精度，可靠性，穩(wěn)定性等都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)儀表組成的系統(tǒng)。從適用的環(huán)境考慮，鍋爐應(yīng)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行，自動(dòng)補(bǔ)水，自動(dòng)保溫，低水位加熱保護(hù)，漏電保護(hù)。 鍋爐結(jié)構(gòu)圖如下圖 21 所示。 另外還設(shè)有 控制鍋水水質(zhì)的排污裝置和維修用的頭孔，手孔裝置。 FX2N2AD 的外部接線圖如圖 22 所示， FX2N2DA 的外部接線圖如圖 23 所示。 電源選擇 本系統(tǒng)所需電源有 220V 交流電、直流 5V 電源和低壓交流電，因此電源電路里需要安裝變壓器、整流裝置和穩(wěn)壓芯片等。低壓交流電電壓互感器二次側(cè) ， 也就是說 ,通過過零檢測(cè)電路的交流 ， 零控制在每一個(gè)采樣周期的雙向可控硅導(dǎo)電正弦波的方法調(diào)整加熱功率。 C 允許誤差 為 +（ +） % 液位傳感器的選擇 把液位傳感器安裝在鍋爐的內(nèi)側(cè)，用來檢測(cè)鍋爐的水位。 總體方案 基于 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，鍋爐控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 25 所示。 表 31 IO 地址分配圖 IN 編號(hào) OUT 編號(hào) 系統(tǒng)開 X10 高溫指示燈 Y1 系統(tǒng)關(guān) X15 數(shù)據(jù)顯示 Y2Y5 數(shù)據(jù)顯示片段 Y6Y9 圖 32 PLC 控制原理接線圖 復(fù)位電路 復(fù)位電路是由一個(gè)開關(guān) SB12 完成功能的，當(dāng)按下開關(guān) SB12 的時(shí)候，系統(tǒng)啟動(dòng) ，正常工作運(yùn)行，當(dāng)斷開開關(guān) SB12 的時(shí)候，系統(tǒng)停止運(yùn)行，不洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 執(zhí)行任務(wù)。 圖 34 鍵盤電路圖 顯示電路 本次設(shè)計(jì)選用 LCDLM016L液晶顯示屏作為系統(tǒng)的顯示器件，如圖 34所示CDLM016L采用標(biāo)準(zhǔn)的 16腳接口 【 11】 ,仿真時(shí)隱藏 了背光正極和背光負(fù)極兩個(gè)引洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 腳。 溫度傳感器 信號(hào)放大器 A/D PLC 圖 35 溫度檢測(cè)基本結(jié)構(gòu) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 3
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