某化工加热炉控制系统设计plc课程设计

某化工加热炉控制系统设计plc课程设计

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时间:2018-07-29

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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

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