管道流量比值控制PLC系统设计.doc

《管道流量比值控制PLC系统设计.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、课程设计说明书（2012/2013学年第二学期）课程名称：PLC应用课程设计题目：管道流量比值控制PLC系统设计专业班级：电气1024班学生姓名：安林学号：指导教师：刘增环、路巍、岑毅南等设计周数：2周设计成绩：2013年6月28日目录一、课程设计任务11、PLC课程设计目的12、主要任务13、技术要求2二、传感器及动力机构21、流量计（涡轮流量计、电磁流量计）22、电动调节阀33、变频器面板3三、比值系统组成原理41、原理图42、实验原理53、流程图64、设计原理说明7四、实验程序7五、课程设

2、计感想12课题:管道流量比值控制PLC系统设计一、课程设计任务1、PLC课程设计目的（1）掌握S7-200系列可编程控制器硬件电路的设计方法。（2）熟练使用S7-200系列可编程控制器的编程软件，掌握可编程控制器软件程序的设计思路和梯形图的设计方法。（3）掌握S7-200系列可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运行方法。（4）在完成可编程控制器为下位机的相关控制程序的基础上，用组态软件编程实现上位机的控制及其相关监控界面。（5）通过课程设计使学生能熟练掌握数据的查询（图书、网络），PLC课程

3、所获知识在工程设计工作中综合地加以应用，使理论知识和实践结合起来。2、主要任务（1）了解流量比值控制系统的物理结构、闭环调节系统的数学结构和PID控制算法。（2）逐一明确各路检测信号到PLC的输入通道，包括传感器的原理、链接方法、信号种类、信号调理电路、引入PLC的接线以及PLC中的编址。（3）逐一明确从PLC到各执行机构的输出通道，包括各执行机构的种类和工作原理，驱动电路的构成，PLC输出信号的种类和地址。（4）绘制出流量控制系统的电路原理图，编制I/O地址分配。（5）编制PLC程序，结合过程

4、控制实验室现有设备进行调试，要求能在设备上演示控制过程。（6）编写课程设计说明书。说明书要阐明各路输入输出信号的名称、作用、信号处理电路或驱动电路的设计，写明设计过程中的分析、计算、比较和选择，画出程序流程图，并附上源程序。3、技术要求（1）流量比值控制系统有两路供水系统。第一路由异步电动机（不具备调速功能）和水泵构成动力系统，由涡轮流量计检测流量，电动调节阀控制流量。第二路由变频器、电动机和水泵构成动力系统，依靠动力系统的变频调速控制流量，用电磁流量计检测流量。（2）流量比值控制就是由可编程控

5、制器控制两路供水系统的流量保持设定的比例。本设计假设第一路的流量由其他系统控制或手动控制，本系统把第一路的流量（检测值）乘以设定的比例系数后的值作为流量给定值，控制第二供水管道的流量。控制器采用PID算法决定变频器的给定值，从而实现两路流量的按比例控制。二、传感器及动力机构1、流量计（涡轮流量计、电磁流量计）1）、涡轮流量计：输出信号：频率，测量范围：0~0.6m3/h接线如图所示：2)、电磁流量计输出信号：4~20mA，测量范围：0~0.4m3/h接线说明：转换器为交流220V供电，X、Y和A

6、、B、C为传感器和转换器之间的连线，输出信号线直接接控制台上的电磁流量计信号输出端。2、电动调节阀QSVP20-15N智能电动单座调节阀主要技术参数：执行机构型式：智能型直行程执行机构输入信号：0~10mA/4~20mADC/0~5VDC/1~5VDC输入阻抗：250Ω/500Ω输出信号：4~20mADC输出最大负载：<500Ω信号断电时的阀位：可任意设置为保持/全开/全关/0~100%间的任意值电源：220V±10%/50Hz3、变频器面板如图所示，变频器型号为三菱FR-S520S-0.4K型

7、变频调速器面板接线端子功能说明：为了保护变频器各接线端子不因实验时经常装拆线而损坏或丢失，故将其常用的端子引到面板上。通过设定频率值改变设定值SP三、比值系统组成原理1、原理图在各种生产过程中，需要使两种物料的流量保持严格的比例关系是常见的，例如，在锅炉的燃烧系统中，要保持燃料和空气量的一定比例，以保证燃烧的经济性。而且往往其中一个流量随外界负荷需要而变，另一个流量则应由调节器控制，使之成比例地改变，保证二者之比值不变。否则，如果比例严重失调，就可能造成生产事故，或发生危险。又如，以重油为原料生

8、产合成氨时，在造气工段应该保持一定的氧气和重油比率，在合成工段则应保持氢和氮的比值一定。这些比值调节的目的是使生产能在最佳的工况下进行。本实验比值调节系统的组成原理如图13-1所示：图13-1、比值控制系统原理图2、实验原理对于节流元件来说，压差与流量的平方成正比，即ΔP∝Q2对于图13-1单闭环比值调节系统，A，B两个管路上的ΔP可分别写为ΔPA=KAQA2ΔPB=KBQB2其中，KA、KB为放大系数。变送器送出的信号为4-20mA电流信号，那么F1，FA有如下关系：F1-4=CAΔPAFA-