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1、电气限制技术课程设计设计题目：加热反响炉的PLC限制专业班级：电气工程及其自动化 1002班姓名：付艳胜学号：9210100313指导教师： 程辉日期：2021.07.05-12题目加热反响炉的PLC限制一、概述加热炉温度限制系统是比拟常见和典型的过程限制系统,加热反响炉整体由四个 阀：排气阀、进料阀、氮气阀、泄放阀,四个传感器：压力传感器、温度传感器、上液 面传感器、下液面传感器,锅炉,加热器及加热接触器等组成.加热反响炉是工业生产 中常用的重要设备,过去仅依靠人工进行操作,往往存在送料、温度、压力等条件变化 不能有效限制的问题,产品质量不稳定,造成原料浪费,给企业带来经济损失.因此可 编程
2、序限制器PLC以其可靠性高、功能强、限制灵活等特点,且编程简单,使用方便 已成为目前工业现场的首选限制装置.使用自动限制系统能有效的提升生产的平安性, 大大降低了事故的发生率,并能提升生产效率,使原材料的使用率到达最大.在系统中, 硬件上采用技术比拟的成熟的可编程逻辑限制器,开发上采用了PLC的开关量和模拟量输入模块,实现对模拟量的采集；方法上运用的是过程限制中常用的反响与串级限制 方法,保证了系统的稳定性和平安性.二、设计任务和要求1根据上述加热反响炉加热工艺过程,编制 PLC限制程序,并画出I/0电气接口图2调试程序,模拟运行.三、设计方案1 .工艺过程和限制要求1 送料限制 检测下液面S
3、Q2、炉内温度ST、炉内压力SP是否都小于给定值整定值均为逻辑量 假设是小于给定值,那么开启排气阀 YVI和进料阀YV2. 当液位上升到上液面SQI时,应关闭排气阀YVI和进料阀YV2. 延时20s,开启氮气阀YV3,氮气进人反响炉,炉内压力上升. 当压力上升到给定值时,即 SP= “ T时,关闭氮气阀.2. 加热反响限制 交流接触器KM带电,接通加热炉发热器 EH的电源. 当温度升高到给定值时ST: “ 1,切断加热器电源,交流接触器 KM失电o 延时10min加热过程结束.3. 泄放限制 翻开排气阀,使炉内压力降到预定的最低值 SP: “0. 翻开泄气阀,当炉内溶液降到下液面 SQ2= “
4、0时,关闭泄放阀和排气阀.系统恢 复到原始状态,准备进入下一循环.2 .加热反响炉工作原理加热反响炉温度限制系统根本构成如下列图所示,它由PLC主控系统、固态继电器、加热炉、温度传感器等4个局部组成.图2加热反响炉温度限制系统根本组成加热炉温度限制实现过程是：首先温度传感器将加热炉的温度转化为电压信号,PLC主控系统内部的A/D将送进来的电压信号转化PLC可识别的数字量,然后PLC将 系统给定的温度值与反响回来的温度值进行比拟并经过PID运算处理后,给固态继电器输入端一个限制信号限制固态继电器的输出端导通与否从而使加热炉开始加热或停止 加热.3 .加热反响炉的输入输出设备表：根据加热反响炉自动
5、限制系统的要求,需要6个输入点,5个输出点,共11个I/O 点.输入设备输出设备启动按钮加热接触器停止按钮排气阀上液面感应器进料阀下液面感应器氮气阀压力感应器泄放阀温度感应器表14.1、O地址表:加热反响炉的输入信号共有6个,输出信号共有5个,均为开关量,其输入输出地 址编排表如下列图所示.变量：X1X2X3X4Y1Y2Y3Y4Y5TOT1SB1SB2K初值：00001111100000类型：开关量输入开关量输入开关量输入开关量输入开关量输出开关量输出开关量输出开关量输出开关量输出开关量输入开关量输入开关量输入开光量输入数 值功能：下 液 面 检 测炉 内 温 度上 液 面 检 测炉 内 压
6、力排 气 阀进料阀氮 气 阀泄 放 阀加 热 炉 电 源疋 时 器 时 间 到疋 时 器 启 动启 动 按 钮启 动 按 钮疋 时 器 时 间表25 .1、O电器接口图:根据I、0地址编排表,其I、O电器接口图如下列图所示XIY1EZH瞪TZHY3CZHX4Y4CJ-X5LZH_X6PLC0a0c0aCUML科關图3加热反响炉的PLC I、O电器接口图6 .限制流程图：由加热反响炉限制系统实现的功能,结合PLC可以设计如下图的系统限制流程.按下启动按钮SB1后,系统运行；按下停止按钮 SB2后,系统停止.第一阶段：送料限制,检测下液面 SL1,炉内温度ST,炉内压力SP是否小于给定 值都为“0
7、假设YV1和进料阀YV2.当液位上升到上液位设定值时,SL2=1,应关 闭排气阀YV1和进料阀YV2.延时10S,开启氮气阀YV3,氮气进入反响炉,炉内压 力上升.当压力上升到给定值时,即 SP=1关闭氮气阀.送料过程结束.第二阶段：加热反响限制,接通反响炉电源 KM,开始对反响炉加温.当温度上升到给定值时此时信号 ST=1,切断加热电源.延时10S,加热过程结束第三阶段：泄放限制,翻开排气阀YV1,使炉内压力降到给定值以下此时SP=O. 翻开泄放阀YV4 ,当炉内溶液下降到下液面以下此时SL1=0,关闭泄放阀YV4和排气阀YV1.系统恢复到原始状态准备进入下一循环温度减小到ST图4加热反响炉
8、的限制流程图根据加热反响炉对电气限制系统的要求,本设计限制系统包括手动在内的共 6个输 入信号：下液面检测信号 XI,炉内温度X2上液面检测信号X3,炉内压力X4 ； X5,X6 分别为手动自动切换按钮.PLC的5个输出信号丫1 Y5分别代表排气阀,进料阀,氮 气阀,泄放阀,反响炉加热,定时器 T1,T2为0.1S定时器.加热反响炉限制系统主要由上位机的监控局部、PLC系统,信号检测局部及执行机构几部份组成通过在线实时记录、监控和显示数据,传递设备的实时状态,接受并执 行系统实时限制命令,通过限制电磁阀开闭,满足系统限制的要求.101001007 梯形图:001-nr7YY005-7jl宜ir
9、rsTYM j._-图5加热反响炉的梯形图T th竽8 . 指令表：LDIX1ANDX1ANIX2OUTM100ANIX3LDT2ANIX4ORY4ORM100ANDX1OUTY1OUTY4LDY1ANIX3ANIM100OUTY2LDX3OUTT1SPK200LDT1ANIX4ANIM100OUTY3LDX4ANIX2OUTY5LDX2ORM101ANDX3OUTM101LDM101OUTT2SPK6000LD T2OR M100四、心得体会这次课程设计让我体会到学习 PLC 这门课程的重要性, PLC 可以解决很多生活中 的问题,例如电梯的限制,喷泉把戏喷水以及对交通灯的限制等,所以学好这
10、门课很重 要,通过设计这次的加热反响炉的 PLC 限制的课程设计,让我知道了平时学习这门课 的重点和难点,也让我更进一步的了解和熟悉了这门课,在设计中发现了自己在学习上 的缺乏,有些知识掌握的还不是很扎实,但通过和同学老师的讨论后能够得到正确的结 果.虽然课程设计已经告一段落,但是我们学习的道路还很长.此次课程设计让我明白 不管是在做课程设计还是在今后的学习中, 都应该有一种好学好问实践与理论相结合的 理念,只有这样才能到达自己真正全面理解知识的最终目的.五、致谢 经过一个星期的紧张准备,本次课程设计在程辉老师的悉心指导下顺利完成了,由 于临近期末时间仓促,难免有许多疏漏之处.在这里,我要感谢
11、程老师在我平时的学习 中给予了我悉心的指导.除了敬佩程老师的专业水平外,您的教学态度和科研精神也是 我永远学习的典范,并将对我今后的学习和工作产生积极的影响,最后感谢程老师对大 家的耐心指导.六、参考文献1 郁汉琪 . 电器限制与可编程序限制器技术第二版 M .南京：东南大学出版社. 2021.92 李晓莹 . 传感器与测试技术 M 北京：高等教育出版社 2004.113 廖常初 .S7-300/400 PLC 应用技术,北京：机械工业出版社,2005.14 张智益 . PLC 编程及应用 .J. 机械工业出版社 , 20215 章文浩 . 可编程限制气原理及实验.北京：国防工业出版社.2003.7 俞国亮PLC原理与应用.北京：清华大学出版社.2005.67 王永华.现代电气限制及PLC应用技术.北京：北京航空航天大学出版社.2021.28 三菱FX系列可编程序限制器应用100例.20039秦益霖.西门子S7-300PLC应用技术M,北京：电子工业出版社,2007.410张辉、周庆、张浩基于PLC的温控系统的设计与实现?微计算机信息?,2002,第18卷第1 期