plc课程设计(论文)-炉窑温度控制系统的设计

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1、辽宁工业大学课程设计说明书(论文)辽宁工业大学PLC技术及应用课程设计(论文)题目:炉窑温度控制系统的设计院(系):电气工程学院专业班级:自动化072学号:学生姓名:指导教师:(签字)起止时间:2010.12.22-2010.12.31本科生课程设计(论文)课程设计(论文)任务及评语院(系):电气工程学院教研室:学号学生姓名专业班级自动化072课程设计(论文)题目炉窑温度控制系统的设计课程设计(论文)任务课题完成的功能:石灰进入石灰窑烧制后形成熟石灰,石灰窑温度是决定熟石灰质量的关键因素。石灰窑的温度控制需通过调节煤气和空气的流量来实现。控制系

2、统需完成以下功能:1、完成高炉煤气的流量控制;2、完成燃烧空气的流量控制;3、完成冷却空气的流量控制;4、完成上料皮带秤的启停控制;5、完成炉窑的窑顶预热带、煅烧带和冷却带的温度检测。设计任务及要求:1、采用西门子公司200系列PLC;2、方案设计,I/O分配表;3、硬件设计和软件开发;4、离线运行结果分析;5、撰写课程设计说明书;技术参数:1、温度范围在800-1000℃,各种气体流量范围为2-5m3/h-2200N;2、上料皮带电动机的额定功率22Kw,额定电压380V,额定电流7A,额定转速1450rpm。进度计划1、熟悉课程设计题目,查

3、找及收集相关书籍、资料(2天);2、设计系统的结构原理图(1天);3、仪表、控制系统等设备的选型(1天);4、程序开发(4天);5、撰写课设论文(1.5天);6、设计结果考核(0.5天);指导教师评语及成绩平时:论文质量:答辩:总成绩:指导教师签字:年月日注:成绩:平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算本科生课程设计(论文)摘要在石灰产品生产的流程中,窑炉烧制是一个非常重要的环节。石灰窑烧制工业生产过程当中,需要调控的量有很多,最重要的就是高炉煤气流量的控制,燃烧空气流量的控制,冷去流量的控制及上料皮带秤的启停控制,PID调节作为经典控

4、制理论中最典型的闭环控制方法。本设计对石灰窑炉加热温度调整范围为800℃—1000℃,各种气体流量范围为2-5m3/h-2200N。软件设计须能进行人工启动,考虑到本系统控制对象为石灰窑炉,是一个大延迟环节,且温度调节范围较宽,所以本系统对过渡过程时间不予要求。被控对象为炉内温度,温度传感器检测炉内的温度信号,经温度变送器将温度值转换成电压信号送入PLC模块。PLC把这个测量信号与设定值比较得到偏差,经PID运算后,发出控制信号,相应的控制可控调节阀,从而实现炉温的连续控制。关键词:炉窑温度控制;PID算法;PLC编程;本科生课程设计(论文)目

5、录第1章绪论1第2章课程设计的方案22.1概述22.2系统组成总体结构2第3章硬件设计53.1PLC的选型和硬件配置53.2传感器选择63.3可控阀门及电动机选择7第4章基于PLC的炉温控制系统的软件设计84.1STEP7MICRO/WIN32软件介绍84.2系统PID算法及流程图84.2.1PID算法简介84.2.2PID算法的数字化处理94.3I/O口分配154.3主程序清单15第5章课程设计总结23参考文献24本科生课程设计(论文)第1章绪论随着现代工业的逐步发展,在工业生产中,温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。其中,温度是一

6、个非常重要的过程变量。例如:在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域,都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行控制。这方面的应用大多是基于单片机进行PID控制,然而单片机控制的DDC系统软硬件设计较为复杂,特别是涉及到逻辑控制方面更不是其长处,然而PLC在这方面却是公认的最佳选择。在石灰产品生产的流程中,窑炉烧制是一个非常重要的环节。某种石灰烧制的工艺,要求窑炉温度从室温升高到1000℃左右,经过长时间恒定高温烧制,最后由1000℃左右降至室温。在温度变化的过程,石灰窑的温度控制需通过调节煤气和空气的流量来实现,

7、必须对窑炉温度的升温、恒温和降温进行精确地控制。对窑炉温度的控制好坏直接关系到石灰产品的质量、废品率和厂家的生产成本以及安全。本文针对石灰窑炉快速升温和恒温的过程,在PID调节方法中,采用西门子S7—200PLC,实现了窑炉温度精确控制的效果。在工业生产过程当中,常常需要用闭环控制方式来控制温度、压力、流量和液位等连续变化的量。PID调节是经典控制理论中最典型的用于闭环控制系统的调节方法。24本科生课程设计(论文)第1章课程设计的方案1.1概述本PLC温度控制系统的具体指标要求是:对石灰窑炉加热温度调整范围为800℃—1000℃,各种气体流量范

8、围为2-5m3/h-2200N。软件设计须能进行人工启动,考虑到本系统控制对象为石灰窑炉,是一个大延迟环节,且温度调节范围较宽,所以本系统对过渡过程时

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