聚合釜溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-08-03 15:31 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 內(nèi)的溫度信號(hào)，經(jīng)變送器將流量值轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)送入 PLC 模塊。PLC 把這個(gè)測(cè)量信號(hào)與設(shè)定值比較得到偏差，經(jīng) PID 運(yùn)算后，發(fā)出控制信號(hào)，經(jīng)可控閥門調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)聚合釜溫度的控制。如圖 所示。圖 冷卻水溫度檢測(cè)硬件框圖可控閥門聚合釜溫度傳感器S7200PLCCPU 運(yùn)算處理變送器給定流量可控閥門 冷卻水輸送管道流量傳感器S7200PLCCPU 運(yùn)算處理變送器給定流量可控閥門 冷卻水輸送管道溫度傳感器S7200PLCCPU 運(yùn)算處理變送器給定流量本科生課程設(shè)計(jì)（論文）第 3 章 硬件設(shè)計(jì) PLC 的選型和硬件配置S7200 系列 PLC 是由德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的一種超小型系列可編程控制器，它能夠滿足多種自動(dòng)化控制的需求，其設(shè)計(jì)緊湊，價(jià)格低廉，并且具有良好的可擴(kuò)展性以及強(qiáng)大的指令功能，可代替繼電器在簡(jiǎn)單的控制場(chǎng)合，也可以用于復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。由于它具有極強(qiáng)的通信功能，在大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮作用。S7200 系列可以根據(jù)對(duì)象的不同, 可以選用不同的型號(hào)和不同數(shù)量的模塊。并可以將這些模塊安裝在同一機(jī)架上。SiemensS7200 主要功能模塊介紹： (1)CPU 模塊 S7200 的 CPU 模塊包括一個(gè)中央處理單元,電源以及數(shù)字 I/O 點(diǎn),這些都被集成在一個(gè)緊湊,獨(dú)立的設(shè)備中。CPU 負(fù)責(zé)執(zhí)行程序,輸入部分從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中采集信號(hào),輸出部分則輸出控制信號(hào), CPU 模塊的功能來看, CPU 模塊為 CPU22*,它具有如下五種不同的結(jié)構(gòu)配置 CPU 單元：①CPU221 它有 6 輸入/4 輸出,I/0 共計(jì) 10 ,程序和數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)容量較小,有一定的高速計(jì)數(shù)處理能力,非常適合于少點(diǎn)數(shù)的控制系統(tǒng)。②CPU222 它有 8 輸入/6 輸出， I/0 共計(jì) 14 點(diǎn)，和 CPU 221 相比 ,它可以進(jìn)行一定的模擬量控制和 2 個(gè)模塊的擴(kuò)展,因此是應(yīng)用更廣泛的全功能控制器。③CPU224 它有 14 輸入/10 輸出，I/0 共計(jì) 24 點(diǎn)，和前兩者相比,存儲(chǔ)容量擴(kuò)大了一倍,它可以有 7 個(gè)擴(kuò)展模塊,有內(nèi)置時(shí)鐘,它有更強(qiáng)的模擬量和高速計(jì)數(shù)的處理能力,是使用得最多 S7200 產(chǎn)品。④CPU226 它有 24 輸入/16 輸出,I/0 共計(jì) 40 點(diǎn),和 CPU224 相比,增加了通信口的數(shù)量,通信能力大大增強(qiáng)。它可用于點(diǎn)數(shù)較多,要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。⑤CPU226XM 它在用戶程序存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量上進(jìn)行了擴(kuò)展,其他指標(biāo)和 CPU226 相同。 (2)開關(guān)量 I/O 擴(kuò)展模塊 當(dāng) CPU 的 I/0 點(diǎn)數(shù)不夠用或需要進(jìn)行特殊功能的控制時(shí),就要進(jìn)行 I/O 擴(kuò) 展,I/O 擴(kuò)展包括 I/O 點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展和功能模塊的擴(kuò)展。通常開關(guān)量 I/O 模塊產(chǎn)品 分 3 種類型:輸入模塊,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)行本科生課程設(shè)計(jì)（論文）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)，選用 CPU224 使電路控制簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。在 S7200 中，單極性模擬量的輸入/輸出信號(hào)的數(shù)值范圍是 0~32022，雙極性模擬信號(hào)的數(shù)值范圍是32022~ +32022。系統(tǒng)需要檢測(cè)一路溫度，一路流量，故選擇模擬量輸入模塊 EM231。模擬量輸入模塊 EM231 選擇電流輸入，雙極性輸出方式，即輸入 0~ 20mA 電流信號(hào)，對(duì)應(yīng)的數(shù)字量輸出為32022~ +32022，EM231 采用二線制—電流接法。 傳感器的選擇一體化溫度變送器（以下簡(jiǎn)稱溫度變送器）由溫度傳感器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器組成、信號(hào)轉(zhuǎn)換器安裝在溫度傳感器的冷端接線盒內(nèi)，把溫度傳感器檢測(cè)到的電壓、電阻信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成 4～20mA 電流輸出。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、使用、維修方便，是新一代溫度檢測(cè)、控制儀表，深受廣大設(shè)計(jì)人員和用戶的歡迎。目前已廣泛用于石油、化工、冶金、電站、輕工等部門，與調(diào)節(jié)器、記錄儀表、計(jì)算機(jī)等配套使用，組成各種測(cè)量控制系統(tǒng)。JWB 一體化溫度變送器是一種接觸式測(cè)量溫度的現(xiàn)場(chǎng)用儀表，通常與其相應(yīng)的二次儀表或計(jì)算機(jī)采集測(cè)量系統(tǒng)配套使用，可準(zhǔn)確測(cè)量生產(chǎn)工作過程中各種介質(zhì)或物體的溫度（使用范圍 200℃ ～ 1600℃）。JWB 一體化溫度變送器是在裝配式溫度傳感器的防水或隔爆接線盒內(nèi)裝入放大變送模塊，與傳感器連接形成一體化，標(biāo)準(zhǔn)輸出 4～20mA DC（兩線制）。整個(gè)產(chǎn)品可靠、精確，非常適合各種環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)的溫度測(cè)量。因此本系統(tǒng)選用JWB 一體化溫度變送器作為溫度的檢測(cè)器件。本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 圖 JWB 一體化溫度變送器 MV10TC 系列智能流量/差壓/壓力多變量變送器是美國(guó) KENTINTRU 公司在高精度電容式壓力變送器基礎(chǔ)上結(jié)合國(guó)際上通用的流量測(cè)量技術(shù),采用現(xiàn)代數(shù)字化處理技術(shù)開發(fā)的新一代高科技產(chǎn)品,集成一體化的差壓/壓力/溫度測(cè)量模塊，內(nèi)置各種節(jié)流裝置數(shù)據(jù)庫(kù)，其功能相當(dāng)于三臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)變送器和一臺(tái)流量積算儀之和。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)選用的流量一體化變送器的型號(hào)是 AYG，具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性，高可靠性，使用方便，測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)。圖 AYG 一體化流量變送器 變頻器的參數(shù)設(shè)置本次設(shè)計(jì)所選用的變頻器是 ABB 變頻器，變頻器的參數(shù)設(shè)定步驟如下：一、初始化先按“MODE”鍵，“L00”改為“L73”,按 ENTER 鍵進(jìn)入，將面板上“0”改為“1”，再按“ENTER”確定寫入值。 二、加減速設(shè)定 按“MODE”鍵，將面板上“b00”改為“b07”按“ENTER”進(jìn)入，這時(shí)面板上顯示是加速時(shí)間，一般時(shí)間大于 160 秒，設(shè)定完以后按“ENTER”確認(rèn)；在按“上、下”鍵到“b08”，按“ENTER”進(jìn)入，這時(shí)顯示的是減速時(shí)間，一般大于 220 秒。 再按上下鍵直到“b15”的時(shí)候，按“ENTER”進(jìn)入，將面板上“0”改為“1”，按“ENTER”確定寫入值。 三、低、中、高三
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