電氣控制與plc技術(shù)-基于羅克韋爾plc的化堿過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(存儲(chǔ)版)
【正文】 堿粉皮帶秤運(yùn)行情況 .......................................... 21 同時(shí)啟動(dòng)時(shí)運(yùn)行情況 .......................................... 22 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） IV 第 6 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) .............................................. 23 參考文獻(xiàn) ........................................................... 24 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1章 緒論 在鋼鐵、電力、醫(yī)藥、水泥、化工、冶金等許多工業(yè)流程中，都存在配料過程。 自二十世紀(jì)六十年代美國(guó)推出可編程邏輯控制器取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來， PLC 得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。 本設(shè)計(jì)正是基于羅克韋爾 PLC 的化堿過程控 制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ，與西門子 PLC 相比羅克韋爾 PLC 具有通訊功能更強(qiáng)大，簡(jiǎn)單易用，配備軟件也相對(duì)容易的特點(diǎn) 。堿粉回路控制圖如圖 所示。死區(qū)范圍時(shí)，不調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速。用戶可以根據(jù)需要靈活配置所需的 I/O 數(shù)量，內(nèi)存容量以及通信網(wǎng)絡(luò)。硬件采取小型化設(shè)計(jì)適用于有限的配電盤空間。該標(biāo)準(zhǔn)定義了在 局域網(wǎng) 中采用的電纜類型和信號(hào)處理方法。傳統(tǒng)的共享 LAN 是在半雙工下工作的，在同一時(shí)間只能傳輸單一方向的數(shù)據(jù)。 若沒有監(jiān)聽到任何信號(hào)，就傳輸數(shù)據(jù) 傳輸?shù)臅r(shí)候繼續(xù)監(jiān)聽，如發(fā)現(xiàn)沖突則執(zhí)行 退避算法 ，隨機(jī)等待一段時(shí)間后，重新執(zhí)行步驟 1（當(dāng)沖突發(fā)生時(shí)，涉及沖突的計(jì)算機(jī)會(huì)發(fā)送會(huì)返回到監(jiān)聽信道狀態(tài)。 模擬量 I/O 模塊可執(zhí)行所要求的 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)模擬量信號(hào)與處理器數(shù)據(jù)的直接接口，分辨率最高為 16 位。 （ 2）每個(gè)模塊都需占用一個(gè)單位的槽位，并且模塊可以插在 1756 框架的任意槽中。 （ 10）模擬量信號(hào)的電壓范圍包括標(biāo)準(zhǔn)的模擬量輸入和輸出，以及直接 的熱電偶及 RTD 溫度輸入。 1756 數(shù)字量 I/O 類型有診斷型、電子熔斷型、單獨(dú)隔斷型三種， 1756 數(shù)字 I/O模塊支持： （ 1）不同范圍的電壓接口； （ 2）隔離和非隔離的模塊類型； （ 3）點(diǎn)級(jí)輸出故障狀態(tài)； （ 4）可選的直接連接或優(yōu)化機(jī)架； （ 5）選擇模塊中的現(xiàn)場(chǎng)接線故障診斷。 組態(tài) I/O 模塊 從 Controller Organizer 用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊 I/O Configuration 圖標(biāo)，選擇 New 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 11 Module。用戶在最初模塊組態(tài)時(shí)，可以選擇下列模塊。 赤泥漿控制子系統(tǒng)流程圖 啟動(dòng) 赤泥漿泵時(shí) ， 要檢查變頻器是否 能夠正常工作， 條件滿足時(shí)， 赤泥漿泵能夠正常啟動(dòng)。當(dāng)難以獲得被控對(duì)象精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論中其他技術(shù)難以控制時(shí)， PID 控制技術(shù)最為合適。其中 PV參數(shù)的 Unscaled Max=100，Engineer Unit Max=100， CV 參數(shù)的 Max=100。 （ 2）控制器屬性設(shè)置 （ 3）配置 I/O 模塊（數(shù)字量 /模擬量）。 （ 11）控制器故障處理。 在 Create In 欄內(nèi)鍵入文件保存路徑。 圖 系統(tǒng)正常運(yùn)行實(shí)景 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 23 第 6章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 本文對(duì) 基于羅克韋爾 PLC 的化堿過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 進(jìn)行了研究。 通過本次課程設(shè)計(jì)，對(duì)羅克韋爾 PLC 有了更進(jìn)一步的了解，熟練了組態(tài)過程， 對(duì)化堿過程控制理解的更加深刻。 圖 堿粉皮帶秤啟動(dòng)實(shí)景 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 22 同時(shí)啟動(dòng)時(shí)運(yùn)行情況 赤泥漿泵和堿粉皮帶秤都啟動(dòng)后，系統(tǒng)正常運(yùn)行。 （ 5）從 Chassis Type 下拉菜單中選擇 1756A10 10Slot ControlLogix Chassis。 （ 9）在線修改程序。 圖 堿粉流量及赤泥漿流量控制 PID 部分梯形圖 網(wǎng)絡(luò)配置 RSLogix 系列梯形圖編程軟件包可以最大限度地發(fā)揮可編程控制器的性能、節(jié)省工程項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間并提高生產(chǎn)率。 其中 Loop Update Time參數(shù)設(shè)置與其所在的周期任務(wù) PID_Control 的周期參數(shù)一致為 秒，并且CV Hight Limit=100%。堿粉皮帶秤停止程序流程如圖 所示。同樣的設(shè)備的停止也是有先后順 序的。由于數(shù)字量輸入模塊 1756IB16 安裝在 1756A4 機(jī)架的實(shí)際槽位是 2，因此要在 Slot 中選擇數(shù)字 2 進(jìn)行匹配。定量給料機(jī)是有環(huán)形皮帶、秤架、電機(jī)、稱重和 測(cè)速傳感器 等組成的一個(gè)整體，它是集稱重計(jì)量與流量控 制于一體的連續(xù)稱重設(shè)備，也叫調(diào)速秤。 （ 16）每個(gè)單獨(dú)的輸出回路均裝有電子式熔斷器（ 1756OAB、 OABE、OB8E OB16D、 OB16E）。 （ 8）將 I/O 模塊故障報(bào)告給處理器。除了可以將輸出值寫入模塊以及從模塊讀取輸入值外，用戶還可讀取有關(guān)模塊及 I/O 電路的診斷狀態(tài)。而掃描中的數(shù)據(jù)可以在程序中直接進(jìn)行監(jiān)控，這樣就實(shí)現(xiàn)了通過 DeviceNet網(wǎng)絡(luò)與變頻器進(jìn)行通信的目的。 以太網(wǎng)的工作過程如下： 當(dāng)以太網(wǎng)中的一臺(tái) 主機(jī) 要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，它將按如下步驟進(jìn)行： 監(jiān)聽信道上是否有信號(hào)在傳輸。 以太網(wǎng)卡可以工作在兩種模式下：半雙工和全雙工。 1756L61 的 通訊功能更強(qiáng)大，簡(jiǎn)單易用，配備軟件也相對(duì)容易 ，因此選擇1756L61 作為本設(shè)計(jì)的 CPU。也可以通過 ControlNet、 DeviceNet 和 普通 RemoteI/O鏈路 可將遠(yuǎn)程處理器的分布式 I/O 連接起來。 圖 系統(tǒng)硬件圖 Controllogix 系統(tǒng)能夠與現(xiàn)有基于 PLC 系統(tǒng)完美結(jié)合，與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)用戶完美結(jié)合并可以實(shí)現(xiàn)信息的透明呼喚，與其他網(wǎng)絡(luò)上的程序處理器完美結(jié)合。 P I 控 制 器變 頻 器 頻 率 手 動(dòng)給 出液 泵流 量 檢 測(cè)手 動(dòng)自 動(dòng)選 擇 按 鈕+赤 泥 漿 流 量設(shè) 定 值變 頻 機(jī) 構(gòu) 圖 赤泥漿回路控制 對(duì)赤泥漿流量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的目的是：通過自動(dòng)調(diào)整下料皮帶電機(jī)的轉(zhuǎn)速， 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 5 使赤泥漿流量穩(wěn)定在要求范圍內(nèi)，先給定赤泥漿流量設(shè)定值，通過 PI 控制器和變頻機(jī)構(gòu)，對(duì)堿粉皮帶的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足生料漿指標(biāo)中的堿比。 皮 帶 啟 動(dòng)按 鈕赤 泥 漿 啟動(dòng) 按 鈕赤 泥 漿 流量 計(jì)堿 粉 流量 計(jì)C o n t r o L o g i x赤 泥 漿泵變 頻 器（ 皮 帶秤 ） 圖 化堿系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖 在堿粉和赤泥漿的控制系統(tǒng)中，通過流量計(jì)檢測(cè)堿粉和赤泥漿流量反饋給PLC， PLC 控制皮帶秤和赤泥漿泵的啟動(dòng)，經(jīng)過 PID 調(diào)節(jié)，保證堿粉流量范圍為20— 40t/h，赤泥漿流量范圍為 60— 80t/h。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入 PLC 控制器的用戶程序存儲(chǔ)器中。 PLC 控制系統(tǒng)可編程邏輯控制器， 是 一種數(shù)字運(yùn)算操作 的電子系統(tǒng)，專為在
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