加热反应炉监控系统课程设计1

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1、本科实验报告课程名称：监控系统程序设计技术实验项目：加热反应炉监控系统实验地点：跨越机房指导教师：闫高伟老师2012年1月9日引言本文研究的是电阻丝加热炉的实时温度控制。由于电加热系统控制具有升温单向性、大惯性、大滞后、时变性的特点，例如其升温单向性是由于电加热的升温保温是依靠电阻丝加热，降温则是依靠环境自然冷却，当温度一旦超调就难以用制冷控制手段使其降温，因而难以用数学方法建立精确的模型并确定参数，应用传统的模拟电路控制方法难以达到理想的控制效果}’}。本文作者以工控机为平台，工控组态软件MCGS为开发工具对炉温采用增量式P

2、ID运算控制，结合软件的定时器，进行脉宽调制输出(PWM)来控制固态继电器(SSR)的通断时间，得到很好的控制效果。器构件，产生PWM脉冲，经I/O接口(PCL730)对SSR的导通时间进行控制，从而达到调功控温的目的。一、设计任务和目的：应用MCGS组态软件，监控加热反应炉自动控制系统。学习动画制作、控制流程的编写、变量设计、定时器构件的使用等多项操作。结合工程实例，对MCGS组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环节等环节进行全面的讲解，使学生对MCGS组态软件的内容、工作方法和操作步骤在短时间内有一个总体的认识。二、监

3、控系统分析和总体设计2.1系统构成：本加热反应炉监控系统由上位机（MCGS）和下位机S7200CPU224PLC构成。2.2组态界面：在开始组态过程之前，先对该工程进行剖析，一边从整体上把我整个工程的结构、流程、需实现的功能及如何实现这些功能。2.3工程框架：l1个用户窗口：加热反应炉控制系统。主要包括：加热炉、加热电阻丝、四个阀、两个液位传感器、压力传感器、温度传感器、温度计、压力表、加热指示灯、流动管件、六个控制按钮。l定时器构件的使用l3个策略：启动策略、退出策略、循环策略2.4数据对象：2.5图形制作：机械手控制系统窗

4、口l加热炉、加热电阻丝、加热指示灯l卸放阀、进料阀、氮气阀、排气阀、温度计、压力表l六个控制按钮、上下液位传感器、压力传感器、温度传感器。2.6流程控制：按启动按钮后，系统运行；按停止按钮后，系统停止。两者信号总相反。第一阶段：送料控制1、检测下液面X1、炉内温度X2、炉内压力X4是否都小于给定值（都为“0”）。若是，则开启排气阀Y1和进料阀Y2。2、当液位上升到上液面X3时，应关闭排气阀Y1和进料阀Y2。3、延时10s，开启氮气阀Y3，氮气进入反应炉，炉内压力上升。4、当压力上升到给定值时，即X4=1，关断氮气阀，送料结束。

5、第二阶段：加热反应控制1、接通加热炉电源Y5。2、当温度升到给定值时（此时信号X2=1），切断加热电源，加热过程结束。第三阶段：泄放控制1、延时10s，打开排气阀Y1，使炉内压力降到给定值以下（此时X4=0）。2、打开泻放阀Y4，当炉内溶液降到下液面以下（此时X1=0），关闭泻放阀Y4和排气阀Y1。系统恢复到原始状态，准备进入下一个循环安全机制：对工程进行加密三、系统的IO点表四、监控界面设计说明：4.1建立工程可以按如下步骤建立样例工程：[1]鼠标单击文件菜单中“新建工程”选项，如果MCGS安装在D盘根目录下，则会在D：M

6、CGSWORK下自动生成新建工程，默认的工程名为：“新建工程X.MCG”(X表示新建工程的顺序号，如：0、1、2等)[2]选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。[3]在文件名一栏内输入“加热反应炉控制系统”，点击“保存”按钮，工程创建完毕4.2制作工程画面4.21建立画面[1]在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，建立“窗口0”。[2]选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”。[3]将窗口名称改为：加热反应炉控制；窗口标题改为：加热反应炉控制；窗口位置选中“最大化显示”，其它不变，单击“

7、确认”。[4]在“用户窗口”中，选中“加热反应炉控制”，点击右键，选择下拉菜单中的“设置为启动窗口”选项，将该窗口设置为运行时自动加载的窗口。4.2.2编辑画面选中“加热反应炉控制”窗口图标，单击“动画组态”，进入动画组态窗口，开始编辑画面。4.2.3制作文字框图[1]单击工具条中的“工具箱”按钮，打开绘图工具箱。[2]选择“工具箱”内的“标签”按钮，鼠标的光标呈“十字”形，在窗口顶端中心位置拖拽鼠标，根据需要拉出一个一定大小的矩形。[3]在光标闪烁位置输入文字“加热反应炉监控系统”，按回车键或在窗口任意位置用鼠标点击一下，文

8、字输入完毕。[4]如果需要修改输入文字，则单击已输入的文字，然后敲回车键就可以进行编辑，也可以单击鼠标右键，弹出下拉菜单，选择“改字符”。[5]选中文字框，作如下设置：点击（填充色）按钮，设定文字框的背景颜色为：没有填充；点击（线色）按钮，设置文字框的边线颜色为：没有边线。点