某化工加热炉控制系统设计plc课程设计

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1、电器控制与可编程控制技术课程设计设计题目：某化工加热炉控制系统设计学院：职业技术学院专业：自动化班级：自动职1012013年7月日设计任务书设计目的1．了解电气控制与可编程控制技术的发展概况、动向和应用领域；2．了解熟悉常用电气控制与可编程控制系统设备的结构机理、电气特性和主要参数；3．理解和掌握基本的控制方法、电气控制、编程方法；4．培养综合应用所学理论知识分析解决工程实际问题的能力；5．锻炼个人的动手和思维能力；设计任务1.某化工加热反应釜的组成某化工加热反应釜的结构示意图如图1所示。图中排气阀Y1、进

2、料阀Y2、氮气阀Y3和泄放阀Y4都为电磁阀，SL1和SL2为液位传感器，用于检测液面高度，当液位达到给定值时为ON状态，低于给定值时为OFF状态，温度传感器ST和压力传感器SP分别用于检测釜内温度和釜内压力，当温度和压力达到给定值时相应传感器为ON状态，低于给定值时为OFF状态。要求设计符合反应釜加热工艺过程的控制程序。2．反应釜加热工艺过程（1）送料控制①检测到液面SL2、炉内温度ST、釜内压力SP都小于给定值时，传感器SL2、ST、SP均为OFF状态；②打开排气阀Y1和进料阀Y2；③当液位上升到液面SL

3、1时，应关闭排气阀Y1和进料阀Y2；④延时20s，打开氮气阀Y3，氮气进入反应釜，釜内压力上升；⑤当压力上升到给定值，即SP为ON状态时，关闭氮气阀Y3，送料过程结束。（2）加热反应过程控制①交流接触器KM得电，接通加热器EH的电源；②当釜内温度升高到给定值，即ST为ON状态时，交流接触器KM断电，切断加热电源；③延时10s，加热过程结束。（3）泄放控制①打开排气阀，使釜内压力降到预定最低值，即SP为OFF状态；②打开泄放阀，当釜内溶液降至液位下限，即SL2为OFF状态时，关闭泄放阀和排气阀，系统恢复到原始

4、状态，准备进入下一循环。（4）设置系统的启动按钮和停止按钮。按下启动按钮系统开始工作，按下停止按钮时系统必须在一个循环的工作结束后才能停下来。3．设计说明书应包括以下内容（1）系统设计任务分析（2）系统设计方案（3）系统硬件设计PLC的选型、I/O地址分配PLC控制系统的外部接线图（4）系统软件设计程序流程图或功能图控制程序梯形图（5）程序编辑和调试具体要求1、根据指导教师给出的设计任务书编写相关相关程序、画出接线图及仿真系统图。2、在设计任务书中对CPU的选择；输入/输出接口的分配；做出硬件设计、软件设计

5、中的流程图、T型图及PLC外部接线图的过程和依据。3、撰写课程设计任务书目录摘要I第一章设计方案11.1设计任务书分析11.11设计要求21.1.2设计分析21.2设计思路31.3设计方案3第二章硬件设计42.1功能模块设计42.2芯片介绍42.2.1微控制器CPU的选择42.2.2压力传感器42.2.3温度传感器52.2.4液位传感器52.3I/O地址分配62.4I/O接线图6第三章程序设计73.1程序设计思路73.2程序设计工具简介73.2.1V4.0STEP7MicroWINSP6的功能和操作简介73

6、.2.2STEP7-Micro/WIN的窗口组件73.2.3STEP7-Micro/WIN的入门操作93.2.4PLC控制程序的上传93.3S7-200的功能和操作简介103.4程序流程框图12第四章系统调试144.1调试思路144.2调试方法及过程144.3问题及解决措施14第五章总结155.1硬件155.2程序155.2运行结果15心得体会16参考文献17附录一控制原理图18附录二程序指令表22摘要随着科学技术的发展，电气控制技术在各领域，特别是在自动控制领域取得了长足的发展，有了越来越多的应用。PLC

7、以其可靠性高、灵活性强、易于扩展、通用性强、保用方便等优点，在国民经济建设中得到十分广泛的普及应用。本设计是基于S7-200PLC编程的某化工加热炉控制系统设计。论述了加热炉控制系统的软硬件设计方案及其控制原理。采用的是顺序控制继电器指令。加热炉在一个周期内的工作由3段组成。加热炉最初在原始状态，当按下启动按钮，加热炉自动循环地工作，若按下停止按钮，加热炉完成本次循环工作后，停止在初始状态。关键词：S7-200；顺序控制继电器指令；循环工作；CPU的选择；传感器；第一章设计方案1.1设计任务与分析1.1.1

8、设计要求（1）送料控制①检测到液面SL2、炉内温度ST、釜内压力SP都小于给定值时，传感器SL2、ST、SP均为OFF状态；②打开排气阀Y1和进料阀Y2；③当液位上升到液面SL1时，应关闭排气阀Y1和进料阀Y2；④延时20s，打开氮气阀Y3，氮气进入反应釜，釜内压力上升；⑤当压力上升到给定值，即SP为ON状态时，关闭氮气阀Y3，送料过程结束。（2）加热反应过程控制①交流接触器KM得电，接通加热器EH的电源；②当釜