【正文】 最后感謝 河北建筑工程學(xué)院 四年來(lái)對(duì)我的大力栽培。 然后還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，為我們打下 電氣 專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。 其次要感謝和我一起作畢業(yè)設(shè)計(jì)的 劉志強(qiáng)、沈金豪、張金合等 同學(xué) 對(duì)我的幫助和指點(diǎn)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是 范 老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師 范老師 。 范 老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，給以終生受益無(wú)窮之道。 參考文獻(xiàn) 范永勝 王岷 主編 電氣控制 PLC應(yīng)用 中國(guó)電力出版社 張鳳珊．電氣控制及可編程序控制器 （第二版） ．北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，． 袁任光．可編程序控制器選用手冊(cè) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， ． 何友華．可編程序控制器及常用控制電器 [M]．北京：冶金工 業(yè)出版社，． 吳麗 主編 電氣控制與 PLC實(shí)用教程 黃河水利出版社 廖常初 主編 FX 系列 PLC編程及應(yīng)用 機(jī)械工 業(yè)出版社 盧金鼎等．機(jī)電一體化技術(shù) [M]．北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社， ． 宮淑貞，王冬青，徐世許．可編程序控制器原理及應(yīng)用 [M]．北京：人民郵電出版社． ． 謝克明，夏路易．可編程序控制器原理與程序設(shè)計(jì) [M]．北京：電子工業(yè)出版社， ． 何衍慶，戴自祥，俞金壽．可編程序控制器原理及應(yīng)用技巧（第二版） [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， ． 齊占慶．機(jī)床電氣控制技術(shù) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， ． 致謝信 經(jīng)過(guò)半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科 生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 該控制系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)，可靠性高，以一臺(tái) PLC 控制 2 個(gè)養(yǎng)護(hù)窯為例，用 戶也可根據(jù)控制需要，對(duì)系統(tǒng)的 I/O 模塊進(jìn)行擴(kuò)展，控制多個(gè)養(yǎng)護(hù)窯。該控制系統(tǒng)提高了砌塊的生產(chǎn)周期和質(zhì)量，創(chuàng)新了“強(qiáng)制式熱交換、聲能、負(fù)壓養(yǎng)護(hù)技術(shù)”，使窯內(nèi)溫度場(chǎng)、濕度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)、聲能場(chǎng)分布均勻，使水泥制品水化反應(yīng)具備良好條件，提高水泥砌塊等制品密實(shí)度和彈性模量，相應(yīng)地提高了砌塊的抗壓強(qiáng)度、抗凍性能、抗?jié)B透性能，減少相對(duì)含水率，有效地解決了砌塊建筑存在的熱、裂、滲等難題。 PID控制方案優(yōu)缺點(diǎn) PID控制方案優(yōu)點(diǎn)： PID 控制算法具有原理簡(jiǎn)單 ,調(diào)節(jié)精確的優(yōu)點(diǎn)， 系統(tǒng)的上升特性理想，穩(wěn)態(tài)誤差小，無(wú)靜差等； PID控制方案缺點(diǎn)： 實(shí)際應(yīng)用中是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng) ,存在著慣性大 ,非線性 ,參數(shù)時(shí)變 ,數(shù)學(xué)模型難以建立等特點(diǎn) ,必須采用合適的控制策略才能取得良好的控制效果 ,并且快速性不理想。在接收端，通過(guò)適當(dāng)?shù)?RC 或LC 網(wǎng)絡(luò)可以濾除調(diào)制高頻方波并將信號(hào)還原為模擬形式總之， PWM既經(jīng)濟(jì)、節(jié)約空間、抗噪性能強(qiáng)，是一種值得廣大工程師在許多設(shè)計(jì)應(yīng)用中使用的有效技術(shù)。 對(duì)噪聲抵抗能力的增強(qiáng)是 PWM 相對(duì)于模擬控制的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，而且這也是在某些時(shí)候?qū)?PWM 用于通信的主要原因。讓信號(hào)保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到最小。 PWM控制方案優(yōu)缺點(diǎn) PWM控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) PWM 控制技術(shù)以其控制簡(jiǎn)單、靈活和動(dòng)態(tài)響應(yīng)好的優(yōu)點(diǎn)而成為電力電子技術(shù)最廣泛應(yīng)用的控制方式，也是人們研究的熱點(diǎn)。FUZZY 控制算法具有無(wú)須建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型 ,對(duì)非線性 ,時(shí)變性系統(tǒng)具有一定的適應(yīng)能力及快速好的優(yōu)點(diǎn)。模糊控制系統(tǒng)易于接受，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，而且比常規(guī)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性好，魯棒性高。在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，要充分考慮周圍環(huán)境的影響，盡量不要將 PLC 安裝在多塵、有油煙、有導(dǎo)電灰塵、有腐蝕性氣體、振動(dòng)、熱源或潮濕的地方。 （ 6） 引至 PLC 電柜的電纜要盡量遠(yuǎn)離那些會(huì)產(chǎn)生電磁干擾的裝置。盡量縮短模擬量 I/O信號(hào)線的長(zhǎng)度，并采用雙芯屏蔽線作為信號(hào)線。所以對(duì)數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)，在任何情況下，都必須分開電纜進(jìn)行傳輸。 （ 3） 多芯電纜中的備用芯線也要一端接地，一則擴(kuò)大屏蔽作用，二則抑制芯線間的信號(hào)串?dāng)_和外部干擾。 抗干擾措施主要有： （ 1） 輸入輸出信號(hào)的電纜與強(qiáng)電的電纜都要分開設(shè)置，不能扎在一起。 梯形圖程序的設(shè)計(jì) 七 、 控制系統(tǒng)的抗干擾措施 設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，可能會(huì)有干擾信號(hào)被帶入 PLC 主機(jī)內(nèi)。子程序是傳輸具體單個(gè)窯溫控制的 PID 參數(shù)，流程圖如下： （ 3）控制算法： 系統(tǒng)的控制核心采用 S7200 型 PLC，外加輸入輸出模塊構(gòu)成自動(dòng)控制系統(tǒng)，控制算法有多種。 （ 2）主程序中的具體流程控制： 本程序中，執(zhí)行總啟動(dòng) /總停止和每個(gè)窯的宏觀控制。每個(gè)養(yǎng)護(hù)窯由一個(gè)熱敏電阻檢測(cè)窯內(nèi)溫度，由 1 個(gè)進(jìn)氣電磁閥周期閉合與斷開來(lái)控制進(jìn)氣量，調(diào)節(jié)窯內(nèi)溫度。其中子程序 SBR0 控制 1 號(hào)窯溫， SRB1 控制 2 號(hào)窯溫。系統(tǒng)用 PWM 脈沖去控制進(jìn)氣 閥 門的打開和關(guān)斷，從而控制養(yǎng)護(hù)窯的溫度。子程序根據(jù)變量區(qū)的數(shù)據(jù)，形成相應(yīng)的脈沖，用以控制相應(yīng)的閥門，流程圖如下： （ 3）控制算法： 系統(tǒng)的控制核心采用 S7200 型 PLC，外加輸入輸出模塊構(gòu)成自動(dòng)控制系統(tǒng)，控制算法有多種。 （ 2）主程序中的具體流程控制： 本程序中，主程序不斷查詢各個(gè)子程序的啟動(dòng)條件并根據(jù)啟動(dòng)條件去決定是否調(diào)用各溫控子 程序。每個(gè)養(yǎng)護(hù)窯由一個(gè)熱敏電阻檢測(cè)窯內(nèi)溫度，由 1 個(gè)進(jìn)氣電磁閥周期閉合與斷開來(lái)控制進(jìn)氣量，調(diào)節(jié)窯內(nèi)溫度。其中子程序 SBR0 控制 1 號(hào)窯溫， SRB1 控制 2 號(hào)窯溫。再由這些脈沖去控制進(jìn)氣閥門的打開與關(guān)斷。 如果檢測(cè)溫度高于設(shè)定值的 102%，則進(jìn)氣閥門打開的占空比為 0%。 如果檢測(cè)溫度高于設(shè)定值的 90%，且低于設(shè)定值的 100%，則進(jìn)氣閥門打開的占空比為 30%。 如果檢測(cè)溫度高于設(shè)定值的 50%，則低于設(shè)定值的 80%，則進(jìn)氣閥門打開的占空比為 70%。本設(shè)計(jì)所采用的控制算法是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)寫成的控制規(guī)則，用模糊控制算法來(lái)控制的。 （ 2）主程序中的具體流程控制： 本程序中，由于只采用了子程序調(diào)用而沒有采用中斷，因此結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。每個(gè)養(yǎng)護(hù)窯由一個(gè)熱敏電阻檢測(cè)窯內(nèi)溫度，由 1 個(gè)進(jìn)氣電磁閥周期閉合與斷開來(lái)控制進(jìn)氣量，調(diào)節(jié)窯內(nèi)溫度。其中子程序 SBR0 控制 1 號(hào)窯溫， SRB1 控制 2 號(hào)窯溫。連接電動(dòng)機(jī)所采用的包塑金屬軟管的直徑為∮ 20mm，長(zhǎng)度為 1m。 mm2 黑色線接到電動(dòng)機(jī)M1~M6 的每一個(gè) W、 V、 U 接線端； 1179。按鈕板所采用的包塑金屬軟管的直徑為∮ ，長(zhǎng)度為 1m。 1179。 1~ 100~106 通過(guò) 16179。連接導(dǎo)線的根數(shù)、截面積及顏色。 窯溫自控 系統(tǒng)電氣 安裝接線圖如圖所示，它表示系統(tǒng)的設(shè)備各個(gè)元件之間的接線關(guān)系，并標(biāo)注出外部接線所需的數(shù)據(jù)。安裝圖中可以顯示各電器設(shè)備中元件的空間位置和接線情況，它可在安裝或檢修時(shí)對(duì)照原理圖使用。如圖 52 所示 圖 52 外部元器件布置圖 三種方案的外部器件布置圖是一直的，由 HL 控制柜指示燈 綠色， HL1 1 號(hào)風(fēng)機(jī)運(yùn)行指示燈 綠色， HL2 2 號(hào)風(fēng)機(jī)運(yùn)行指示燈 綠色，HL3 總進(jìn)氣閥指示燈 綠色， HL4 總排氣閥指示燈 綠色， HL5 1 號(hào)窯進(jìn)氣閥指示燈 綠色， HL6 2 號(hào)窯進(jìn)氣閥指示燈 綠色，和 HL7～ HL12六個(gè)電源和手自動(dòng)指示燈； SB1－ 1 號(hào)窯起動(dòng)按鈕 綠色 ； SB2－ 1 號(hào)窯停止按鈕 紅色； SB3－ 1 號(hào)窯急停按鈕 紅色； SB4－ 2 號(hào)窯起動(dòng)按鈕 綠色； SB5－ 2 號(hào)窯停止按鈕 紅色； SB6－ 2 號(hào)窯急停按鈕 黃 色；SB7－總起動(dòng)按鈕 綠色； SB8－總停止按鈕 紅色及溫度顯示部分組成。 接線圖如下： 第五章 元器件布置圖及安裝接線圖的設(shè)計(jì) 元器件布置圖的設(shè)計(jì) 第一、二種方案：內(nèi)部布置圖，由隔離開關(guān) QS，熔斷器 FU，干線斷路器 QF1，支線斷路器 QF QF QF4，中間繼電器 KM KM2，熱繼電器 FR FR2， PLC 模塊，溫度顯示模塊， EM231 擴(kuò)展模塊組成。電流型輸入 Pt100 熱電阻隔離變送器 兩個(gè)。接線圖如下： 第三種方案： 模擬輸入 2 個(gè)，模擬量輸出 2 個(gè) ,開關(guān)量輸入輸出共14 個(gè)； I/O 口共 18 個(gè)。所以選用 CPU224 和 EM231 四路模擬輸入模塊。/K、 J、 E、 S ■ 長(zhǎng)期穩(wěn)定性 :＜ 2%/■ 負(fù)載電阻： 0～ 600Ω ■ 電源 :24VDC(特殊聲明可采用 12VDC 供電 ) ■ 環(huán)境溫度： 25℃ ～ +85℃ ■ 貯存溫度： 25℃ ～ +125℃ ■ 測(cè)量介質(zhì)溫度： 200℃ ～ +1600℃ ■ 響應(yīng)時(shí)間 :≤10ms ■ 可具有防爆特性，本質(zhì)安全型 IAⅡ CT4 ． I/O 接線圖 本設(shè)計(jì)中根據(jù) I/O 點(diǎn)統(tǒng)計(jì)和擴(kuò)展模塊的統(tǒng)計(jì)，畫出 I/O 接線圖。%、 177。 應(yīng)用范圍： ■ 石油、化工、紡織、冶金、機(jī)電、電力 ■ 航空、食品加工、醫(yī)學(xué)工程等工業(yè)和科研領(lǐng)域 ■ 其他自動(dòng)化溫度檢測(cè)、變送和控制 特點(diǎn)： ■ 先進(jìn)的非線性校正電路 ■ 漂移自校正電器 ■ 獨(dú)有的抗干擾電路 ■ 高精度冷端補(bǔ)償電路 ■ 耐腐蝕、抗震性、可靠性好 技術(shù)參數(shù)： ■ 測(cè)量精度： 177。它采用二線制傳送方式（電源輸入與信號(hào)輸出為二根公用導(dǎo)線），輸出與被測(cè)溫度成線性的 420mA 電流信號(hào)。 主要特性 ●輸 入： Pt100(20～ +400℃ ) (范圍可選擇 ) ●輸出信號(hào)： 4～ 20mA/0～ 5V ● 精度等級(jí)： (FSR%) ● 內(nèi)含線性化和長(zhǎng)線補(bǔ)償功能 ● 隔離耐壓： 2500VDC(,60S) ● DIN35導(dǎo)軌安裝 ● 精度高、性能穩(wěn)定可靠。輸入、輸出和輔助電源之間是完全隔離（三隔離），可以承受 2500VDC的隔離耐壓。 4). 溫度變 送器，熱敏電阻的選擇： 產(chǎn)品名稱： Pt100熱電阻隔離變送器 型號(hào)： RS3011 品牌： RS 產(chǎn)品介紹： 該產(chǎn)品是用 Pt 100 傳感器測(cè)量溫度的隔離變送器，在工業(yè)上主要用于測(cè)量 200～+500℃的溫度。 3℃禁止輸出并報(bào)警 解除 :故障排除后 ,重新上電。無(wú)起停開關(guān)控制時(shí)，第一次上電自動(dòng)緩啟動(dòng)。 ● 同步電源： 110VAC/220VAC/380VAC，見標(biāo)牌 ● 外部電壓調(diào)整 : 10K帶刻度盤電位器 調(diào)整范圍 0～ 100% 。 技術(shù)參數(shù) 原理結(jié)構(gòu)：分步直動(dòng)活塞型 環(huán)境溫度： 25～ ＋ 60℃； 控制方式：常閉式 標(biāo)準(zhǔn)電壓： AC220V、 DC24V (其它可特制 ) 流體范圍①：水、氣、油、蒸汽、真空、油等 流體溫度： C1組：≤ 60℃； C4組：≤ 180℃ 密封材料： PTFE、 NBR 閥體材質(zhì)②：精鑄黃銅 電氣連接：接線盒（ 2個(gè)不分正負(fù)極電源端子、 1個(gè)接地端子） 防護(hù)等級(jí)：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) IP54 2). 電動(dòng)閥選擇：本設(shè)計(jì)采用的是 ZAZP型電動(dòng)閥參數(shù)如下： 公稱通徑 DN （ mm ） （ 閥座直徑 DN ） 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 (10) (12) (15) (20) 額定流量系數(shù) Kv 直 線 11 44 69 110 176 275 440 690 等百分比 4 10 16 25 40 63 100 160 250 400 630 額定行 程 (mm) 16 25 40 60 height=24 公稱壓力 PN(MPa) 固有流量特性 直線、等百分比 固有可調(diào)比 50 允 許 泄漏量 單 座 硬密封： Ⅳ 級(jí) 軟密封： Ⅵ 級(jí) 套 筒 硬密封： II 級(jí) 軟密封： Ⅵ 級(jí) 工作溫度 t ( o C) 20~200 40~250 40~450 60~450 信號(hào)