爐窯溫度控制系統(tǒng)設(shè)計plc課程設(shè)計畢業(yè)論文-在線瀏覽
2025-08-07 08:56本頁面
【正文】 已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時的PLC已不再是僅有邏輯(Logic)判斷功能，還同時具有數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算，順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 可編程控制器對用戶來說，是一種無觸點設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝?！ 】删幊炭刂破魇敲嫦蛴脩舻膶Ｓ霉I(yè)控制計算機，具有許多明顯的特點。 從20世紀(jì)20年代起，人們把各種繼電器、定時器、接觸器及其觸點按一定的邏輯關(guān)系連接起來組成控制系統(tǒng)，控制各種生產(chǎn)機械，這就是大家熟悉的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)。1968年美國通用汽車公司招標(biāo)，對新的汽車流水線控制系統(tǒng)提出具體要求。目前，PLC在國內(nèi)外已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)。PLC從組成形式上一般分為整體式和模塊式兩種，但在邏輯結(jié)構(gòu)上基本相同。關(guān)鍵詞：恒溫養(yǎng)護(hù)爐溫度控制；PID算法；PLC編程；目錄緒論第一章 爐窯溫度控制系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容及要求在當(dāng)今的工業(yè)生產(chǎn)中，溫度、壓力、流量和液位是四種常見的過程變化量。溫度控制系統(tǒng)是比較常見的，是典型的過程控制系統(tǒng)。這方面的應(yīng)用大多基于單片機進(jìn)行PID控制，然而單片機的DDC系統(tǒng)軟件硬件設(shè)計較為復(fù)雜，特別是涉及到邏輯控制方面更不是其長處，但PLC在這方面卻是公認(rèn)的最佳選擇。養(yǎng)護(hù)爐內(nèi)溫度控制需要通過對氣流量的控制來實現(xiàn)，必須對爐內(nèi)溫度的升溫、恒溫和降溫進(jìn)行精確的控制，對爐內(nèi)溫度的控制的好壞直接關(guān)系到生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率和廠家的生產(chǎn)成本以及安全。在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，常常需要用閉環(huán)控制方法來控制溫度、壓力、流量和液位連續(xù)變化的量。 本設(shè)計通過結(jié)合PID算法，運用S7—200軟件以及以前所學(xué)的知識，經(jīng)過對任務(wù)的分析，設(shè)計，編程，調(diào)試來完成。要求設(shè)計滿足下述控制要求的程序。 （2）每個爐窯具體的控制要求如下：①按下啟動按鈕，啟動風(fēng)機電機，使?fàn)t窯內(nèi)的熱氣流循環(huán)； ②打開進(jìn)氣閥，使熱氣流（蒸汽）進(jìn)入爐窯； ③經(jīng)過一定時間的恒溫控制（如10h），關(guān)閉進(jìn)氣閥。（3） 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu) 根據(jù)本次設(shè)計系統(tǒng)具體指標(biāo)要求，可以對每一個具體部分進(jìn)行分析設(shè)計。系統(tǒng)硬件框圖如下圖所示：整個控制系統(tǒng)是一個相對聯(lián)系的結(jié)合體，但是又可以分開討論。PLC將這個測量信號與設(shè)定值比較得到偏差，經(jīng)PID運算后，發(fā)出控制信號，經(jīng)電動調(diào)節(jié)閥的控制，達(dá)到溫度的恒溫控制,下面為溫度控制流程圖：爐窯溫度采集 比較判斷PID算法輸出控制NY高爐煤氣流量采集 比較判斷PID算法輸出控制NY燃燒空氣流量采集 比較判斷PID算法輸出控制NY冷卻空氣流量采集 比較判斷PID算法輸出控制NY皮帶秤石料采集 比較判斷PID算法輸出控制NY 流程圖是流經(jīng)一個系統(tǒng)的信息流、觀點流或部件流的圖形代表。這種過程既可以是生產(chǎn)線上的工藝流程，也可以是完成一項任務(wù)必需的管理過程。畫出正確的流程圖不僅可以幫我們直觀的分析設(shè)計的過程，也能讓我們更清楚明了的看見控制系統(tǒng)運作方向。本設(shè)計要求采用PID 算法，每個爐窯的進(jìn)氣閥采用電動閥（模擬量輸出），通過調(diào)節(jié)電動閥門的開度來調(diào)節(jié)蒸汽進(jìn)氣量，完成恒溫控制。由于它具有極強的通信功能，在大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮作用。并可以將這些模塊安裝在同一機架上。CPU224本身不具備模擬量輸入和輸出單元，SiemensS7200 主要功能模塊介紹： (1)CPU 模塊S7200的CPU 模塊包括一個中央處理單元,電源以及數(shù)字I/O 點,這些都被集成在一個緊湊,獨立的設(shè)備中。②CPU222 它有8 輸入/6 輸出，I/0 共計 14 點，和 CPU 221 相比,它可以進(jìn)行一定的模擬量控制和2個模塊的擴展,因此是應(yīng)用更廣泛的全功能控制器。④CPU226 它有 24 輸入/16 輸出,I/0 共計 40 點,和 CPU224 相比,增加了 通信口的數(shù)量,通信能力大大增強。⑤CPU226XM 它在用戶程序存儲容量和數(shù)據(jù)存儲容量上進(jìn)行了擴展,其他指標(biāo)和 CPU226相同。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。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。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。在實際使用時，亦應(yīng)仔細(xì)查看開關(guān)量 I/O 模塊的技術(shù)特性，按照實際情況進(jìn)行選擇。10V/模擬量輸出0~10V0~20mACPU224XP自帶的模擬量輸入通道有2個，模擬量輸出通道1個。按照測溫的范圍，選擇熱電偶傳感器。（1%~5%）。按照測溫的范圍，選擇熱敏電阻傳感器。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）。正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）在溫度越高時電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）在溫度越高時電阻值越低，它們同屬于半導(dǎo)體器件。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。另一個稱冷端，又稱參考端或自由端，它通過導(dǎo)線與顯示儀表相連。 工作原理：V錐流量計是由V錐傳感器和差壓變送器組合而成的一種差壓流量計，可精確測量寬雷諾數(shù)（8103≤Re≤5107）范圍內(nèi)各種介質(zhì)的流量。根據(jù)連續(xù)流動的流體能量守恒原理和伯努力方程：對于以層流狀態(tài)流動的流體，其流速分布是以管道中心線為對稱的一個拋物面，流體通過一定管道的壓力降與流量成正比；對于紊流狀態(tài)流動的流體，其流速分布是以管道中心線為對稱的一個指數(shù)曲面，流體通過一定管道的壓力降與流量的平方成正比。隨著工業(yè)領(lǐng)域的自動化程度越來越高正被越來越
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