爐窯溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)plc課程設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-17 08:56 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 輸出模塊以及輸入/輸出模塊。為了保證 PLC 的工作可 靠性,在輸入模塊中都采用提高可靠性的技術(shù)措施。如光電隔離,輸入保護(hù)(浪 涌吸收器,旁路二極管,限流電阻),高頻濾波,輸入數(shù)據(jù)緩沖器等。由于 PLC 要控制的對(duì)象有多種,因此輸出模塊也應(yīng)根據(jù)負(fù)載進(jìn)行選擇,有直流輸出模塊, 交流輸出模塊和交直流輸出模塊。按照輸出開(kāi)關(guān)器件種類不同又分為 3 種：繼電 器輸出型,晶體管輸出型和雙向晶閘管輸出型。這三種輸出方式中,從輸出響應(yīng)速度來(lái)看，晶體管輸出型最快，繼電器輸出型最差，晶閘管輸出型居中；若從 與外部電路安全隔離角度看,繼電器輸出型最好。在實(shí)際使用時(shí)，亦應(yīng)仔細(xì)查看開(kāi)關(guān)量 I/O 模塊的技術(shù)特性，按照實(shí)際情況進(jìn)行選擇。 由于本系統(tǒng)是單回路的反饋系統(tǒng)，CPU224XP相比與其他型號(hào)具有更好的硬件指標(biāo)，其上自帶有模擬量的輸入和輸出通道，因此節(jié)省了元器件的成本，CPU224XP自帶的模擬量I/O規(guī)格如表：I/O信號(hào) 信號(hào)類型電壓信號(hào)電流信號(hào)模擬量輸入*2177。10V/模擬量輸出0~10V0~20mACPU224XP自帶的模擬量輸入通道有2個(gè)，模擬量輸出通道1個(gè)。在S7200中，單極性模擬量的輸入/輸出信號(hào)的數(shù)值范圍是0~32000，雙極性模擬信號(hào)的數(shù)值范圍是32000~+32000 溫度傳感器的選擇 在此設(shè)計(jì)中, 爐窯窯頂安裝兩個(gè)熱電偶傳感器進(jìn)行爐內(nèi)溫度采集。按照測(cè)溫的范圍，選擇熱電偶傳感器。熱電偶傳感器的測(cè)量范圍為50℃~1600℃，精度為177。（1%~5%）。1號(hào)爐和2號(hào)爐的溫度分別由兩個(gè)熱敏電阻傳感器進(jìn)行采集。按照測(cè)溫的范圍，選擇熱敏電阻傳感器。熱敏電阻：由具有很高電阻溫度系數(shù)的固體半導(dǎo)體材料構(gòu)成的熱敏類型的溫度檢測(cè)元件。熱敏電阻器是敏感元件的一類，按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）。熱敏電阻器的典型特點(diǎn)是對(duì)溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）在溫度越高時(shí)電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）在溫度越高時(shí)電阻值越低，它們同屬于半導(dǎo)體器件。熱電偶溫度傳感器的工作原理：兩種不同的金屬A和B構(gòu)成閉合回路,當(dāng)兩個(gè)接觸端T﹥ T0時(shí)，則在該回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng), 該電動(dòng)勢(shì)稱為熱電勢(shì)。這兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體的組合稱為熱電偶，導(dǎo)體A、B稱為熱電極。 兩個(gè)接點(diǎn)，一個(gè)稱熱端，又稱測(cè)量端或工作端，測(cè)溫時(shí)將它置于被測(cè)介質(zhì)中。另一個(gè)稱冷端，又稱參考端或自由端，它通過(guò)導(dǎo)線與顯示儀表相連。 圖 熱電偶流量傳感器是對(duì)進(jìn)入養(yǎng)護(hù)爐空氣流量的檢測(cè)部件，在此論文中選擇法蘭式V錐流量傳感器FFM61S。 工作原理：V錐流量計(jì)是由V錐傳感器和差壓變送器組合而成的一種差壓流量計(jì)，可精確測(cè)量寬雷諾數(shù)（8103≤Re≤5107）范圍內(nèi)各種介質(zhì)的流量。其測(cè)量理論是：由于實(shí)際流體都具有粘性，不是理想流體，當(dāng)其在管道中流動(dòng)時(shí)，在充分發(fā)展管內(nèi)流動(dòng)的前提下，具有層流和紊流兩種流動(dòng)狀態(tài)。根據(jù)連續(xù)流動(dòng)的流體能量守恒原理和伯努力方程：對(duì)于以層流狀態(tài)流動(dòng)的流體，其流速分布是以管道中心線為對(duì)稱的一個(gè)拋物面，流體通過(guò)一定管道的壓力降與流量成正比；對(duì)于紊流狀態(tài)流動(dòng)的流體，其流速分布是以管道中心線為對(duì)稱的一個(gè)指數(shù)曲面，流體通過(guò)一定管道的壓力降與流量的平方成正比。 控制開(kāi)關(guān)及電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制中的重要執(zhí)行單元儀表。隨著工業(yè)領(lǐng)域的自動(dòng)化程度越來(lái)越高正被越來(lái)越多的應(yīng)用在各種工業(yè)生產(chǎn)林宇中。與傳統(tǒng)的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，節(jié)電，環(huán)保，安裝便捷?？煽亻y門是對(duì)進(jìn)出爐窯內(nèi)空氣流量的控制部件，在此論文中選擇電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的額定功率22Kw，額定電壓380V，額定電流7A，額定轉(zhuǎn)速1450rpm。電機(jī)使氣流在爐窯內(nèi)循環(huán)，因此應(yīng)該考慮其功率和電流的大小，所以選擇YC YCL系列的電動(dòng)機(jī)。 第三章 I/O地址的分配 I/O地址的簡(jiǎn)介 輸入/輸出信號(hào)在PLC接線端子上的地址分配是進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。對(duì)軟件來(lái)說(shuō)，I/O地址分配以后才可進(jìn)行編程；對(duì)控制柜及PLC的外圍接線來(lái)說(shuō)，只有I/O地址確定以后，才可以繪制電氣接線圖、裝配圖，讓裝配人員根據(jù)線路圖和安裝圖安裝控制柜。 系統(tǒng)各元件對(duì)應(yīng)的I/O地址 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書所給資料和設(shè)計(jì)任務(wù)要求，現(xiàn)把各元器件對(duì)應(yīng)的I/O地址列在下表： I/O地址分配表名稱代碼地址編號(hào)名稱代碼地址編號(hào)總啟動(dòng)按鈕SF1二號(hào)進(jìn)氣閥AIW1總停止按鈕SF2 一號(hào)排氣閥AQW0一號(hào)爐急停SF3二號(hào)排氣閥AQW1二號(hào)爐急停SF4總進(jìn)氣閥AIW2風(fēng)機(jī)一啟動(dòng)SF5總排氣閥AQW2風(fēng)機(jī)二啟動(dòng) SF6風(fēng)機(jī)一MB1風(fēng)機(jī)一停止SF7風(fēng)機(jī)二MB2風(fēng)機(jī)二停止SF8一號(hào)爐MB3一號(hào)進(jìn)氣閥AIW0二號(hào)爐MB4 第四章 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) S7—200軟件的介紹 S7—200 PLC編程軟件是由西門子公司專為S7200系列PLC設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，它功能強(qiáng)大，主要為用戶開(kāi)發(fā)控制程序使用，例如創(chuàng)建用戶程序、修改和編輯原有的用戶程序，編輯過(guò)程中編輯器具有簡(jiǎn)單語(yǔ)法檢查功能。同時(shí)它還有一些工具性的功能，例如用戶程序的文檔管理和加密等。此外，還可直接用軟件設(shè)置PLC的工作方式、參數(shù)和運(yùn)行監(jiān)控等。程序編輯過(guò)程中的語(yǔ)法檢查功能可以提前避免一些語(yǔ)法和數(shù)據(jù)類型方面的錯(cuò)誤。梯形圖中的錯(cuò)誤處的下方自動(dòng)加紅色曲線，語(yǔ)句表中錯(cuò)誤行前有紅色叉，且錯(cuò)誤處的下方加紅色曲線。軟件功能的實(shí)現(xiàn)可以在聯(lián)機(jī)工作方式（在線方式）下進(jìn)行，部分功能的實(shí)現(xiàn)也可以在離線工作方式下進(jìn)行。聯(lián)機(jī)方式：有編程軟件的計(jì)算機(jī)與PLC 連接，此
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