基于mcgs的鍋爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)
2024-07-15 16:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 控制器。常用的西門子S7200系列的PLC有224或226，本次設(shè)計選用224作為控制器。西門子S7200系列PLC作為西門子推出的小型PLC，擁有體積小、通訊開放、程序和數(shù)據(jù)存儲器較大、集成的RS485接口、擴(kuò)展性良好、指令功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，被廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的小規(guī)模控制系統(tǒng)。表2 控制器選型分析單片機(jī)PLC價格 便宜貴功能隨意開發(fā)部分受限穩(wěn)定性相對較差好 其他學(xué)習(xí)相對復(fù)雜、抗干擾能力弱、造價低學(xué)習(xí)簡單、工程造價高、抗干擾能力強(qiáng)、可靠 組態(tài)軟件在國內(nèi)是一個約定俗成的概念，并沒有明確的定義，它可以理解為“組態(tài)式監(jiān)控軟件”。是指用戶通過類似“搭積木”的簡單方式來完成自己所需要的軟件功能，而不需要編寫計算機(jī)程序，也就是所謂的“組態(tài)”。組態(tài)軟件，又稱組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)軟件。它是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件。它們處在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。 目前常用的組態(tài)軟件有西門子的WINCC、北京昆侖的MCGS、亞控的組態(tài)王、北京三維的力控，國外的組態(tài)軟件大多只針對自己的PLC，而國內(nèi)的組態(tài)軟件基本能與幾大主流的PLC進(jìn)行配合使用。表3 主要組態(tài)軟件情況對比WINCCMCGS組態(tài)王力控所屬公司西門子北京昆侖亞控科技北京三維屬性國際產(chǎn)品國內(nèi)產(chǎn)品國內(nèi)產(chǎn)品國內(nèi)產(chǎn)品知名度 較早出現(xiàn)國內(nèi)組態(tài)第二品牌國內(nèi)最早，裝機(jī)量最多的組態(tài)軟件近幾年發(fā)展的產(chǎn)品兼容性支持西門子產(chǎn)品兼容性強(qiáng)兼容性強(qiáng)兼容性強(qiáng)其他軟件加密不夠嚴(yán)密，國內(nèi)盜版多基于VB開發(fā)、效率較低、系統(tǒng)穩(wěn)定性差國外組態(tài)軟件的替代品，多用于需求較大場合系統(tǒng)相對穩(wěn)定、驅(qū)動比較完善、推廣和售后都較好本設(shè)計選擇北京昆侖的組態(tài)軟件MCGS作為上位機(jī)，MCGS是一套用于快速構(gòu)造和生成計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件。它能夠在基于Microsoft 的各種32 位Windows 平臺上運(yùn)行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理,以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案,在自動化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。4 系統(tǒng)設(shè)計本設(shè)計使用西門子S7200型PLC作為控制器，北京昆侖的組態(tài)軟件MCGS作為上位機(jī)，通過現(xiàn)場溫度傳感器進(jìn)行溫度采集，使用可控硅調(diào)節(jié)加熱器兩端電壓等系列方法控制加熱效果，達(dá)到控制的所需要的工藝要求。目的在于設(shè)計過程中能夠了解S7200 PLC是如何被運(yùn)用于工業(yè)實際生產(chǎn)過程的，解決工業(yè)現(xiàn)場干擾多、情況復(fù)雜等情況下大多數(shù)控制器不穩(wěn)定的問題。通過在上位機(jī)上動手操作和觀察，實時遠(yuǎn)程監(jiān)控鍋爐內(nèi)水溫的具體情況，并得到完整的爐溫實時曲線。同時監(jiān)控工藝運(yùn)行時是否正常，達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。 工藝分析所選被控對象是常見的電加熱鍋爐，通過電加熱棒與待加熱液體直接進(jìn)行熱傳遞，將一定量的液體加熱到工藝要求的溫度。圖 1 鍋爐加熱系統(tǒng)流程圖待加熱液體由丹麥泵直接抽到鍋爐中，同時輸送管道上面有電動調(diào)節(jié)閥，鍋爐內(nèi)部也有液位傳感器，傳感器與電動調(diào)節(jié)閥形成閉環(huán)控制回路，保證鍋爐內(nèi)部液體穩(wěn)定，同時在程序內(nèi)設(shè)定液位上下限，保證鍋爐內(nèi)運(yùn)行安全。在鍋爐內(nèi)有電加熱棒并通過單相SCR可控調(diào)壓裝置控制其輸出電壓，同時鍋爐內(nèi)有溫度檢測裝置，兩者與控制器PLC構(gòu)成閉環(huán)控制回路，達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。在本設(shè)計中要求控制鍋爐溫度，故而對于液位部分只檢測鍋爐內(nèi)有無液體，將此液位作為參考值，在安全控制方面作為液位上、下限的報警值。 硬件選型本設(shè)計主要選擇控制器、加熱裝置、溫度檢測裝置、上位機(jī)選型等?？刂破鬟x擇西門子S7200系列PLC，型號為224；加熱裝置為電加熱棒，可控硅調(diào)節(jié)其端電壓，調(diào)壓范圍為0—220V；溫度檢測裝置選擇鉑熱電阻PT100，其溫度測量范圍為0—100℃。 硬件連接及I/O分配鍋爐溫度控制系統(tǒng)主要有溫度傳感器、變送器、控制器PLC、帶MCGS的PC機(jī)作為上位機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)可控硅調(diào)壓電路等構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖2。 圖2 鍋爐溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 計算機(jī)上裝有MCGS可作為上位機(jī)，同時計算機(jī)通過PC/PPI電纜通過RS485通信與PLC進(jìn)行通訊，西門子S7200 PLC與模擬量模塊EM235安裝在同一導(dǎo)軌上，PLC的CPU模塊224有2
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