基于PLC的電阻爐控制開題報告.doc

本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告題目名稱：基于PLC的電阻爐控制學(xué)生姓名專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化學(xué)號1指導(dǎo)教師姓名所學(xué)專業(yè)機電一體化職稱完成期限一、選題的目的意義電阻爐是將電流通入金屬或非金屬電熱元件，使電能轉(zhuǎn)化成熱量，依靠輻射和對流將熱量傳遞給被加熱元件，從而使工件加熱到規(guī)定溫度。電阻爐結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，工作溫度范圍廣，爐熱分布較均勻且容易控制。便于控制氣氛，容易實現(xiàn)機械化和自動化操作。電阻爐在國民經(jīng)濟各部門有著廣泛的應(yīng)用，小功率的電阻式高溫爐是礦物及金屬分析、食品、藥物和商品檢驗等各種實驗室必不可少的設(shè)備。為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量，均須對爐溫進行監(jiān)測和控制。本文設(shè)計了一種電阻爐溫度數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)以松下FPO型PLC為核心，外部電路簡單、成本低、控制精度高、運算速度快，具有微型化和低功耗的優(yōu)點。箱式熱處理電阻爐是金屬熱處理中應(yīng)用最為廣泛的一種周期式作業(yè)爐,其測溫控溫系統(tǒng)對于保證工件的熱處理質(zhì)量具有重要作用。傳統(tǒng)箱式熱處理電爐存在的主要問題之一是爐溫均勻度差,控溫精度低,從而造成產(chǎn)品質(zhì)量問題?？販胤绞讲捎梦皇秸{(diào)節(jié)的箱式熱處理爐,在教學(xué)實驗、科學(xué)研究和零件熱處理中有著廣泛的應(yīng)用,但由于其控溫系統(tǒng)相對落后,常常導(dǎo)致溫度控制不準(zhǔn)確而造成實驗數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確或產(chǎn)品缺陷。因此,針對位式調(diào)節(jié)的箱式熱處理爐的溫度控制系統(tǒng)進行改造設(shè)計,對于提高溫控精度、保證產(chǎn)品質(zhì)量具有十分重要的意義。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀電阻加熱爐廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),其溫度控制通常采用模擬或數(shù)字調(diào)節(jié)儀表進行調(diào)節(jié),這種方法存在著某些固有的缺點?？删幊炭刂破鱌LC本身具有可靠性高、功能強、易于實現(xiàn)過程控制等優(yōu)點,使得PLC在各種工業(yè)過程控制中得到廣泛應(yīng)用和迅猛發(fā)展。采用可編程控制器進行爐溫控制,可大大提高控制精度和自動化水平,具有良好的經(jīng)濟效益和推廣價值。傳統(tǒng)的電阻加熱爐直接采用電網(wǎng)電壓供電,電爐的溫度是靠調(diào)節(jié)電爐的平均輸入功率來控制的。通常的溫度控制方式有加熱元件分組切換或三相星形與三角形接法轉(zhuǎn)換等。分組切換加熱元件的利用率低；星三角轉(zhuǎn)換爐溫的波動大且切換頻繁,而且控制大多采用繼電器、接觸器控制方式,控制功能簡單,電熱管容易損壞,系統(tǒng)的可靠性差。長期以來，PLC始終處于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。它能夠為自動化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。進入20世紀(jì)80年代，由于計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，極大的推動了PLC的發(fā)展，使的PLC的功能日益增強。如PLC可進行模擬量控制、位置控制和PID控制等，易于實現(xiàn)柔性制造系統(tǒng)。遠程通信功能的實現(xiàn)更使PLC如虎添翼。由于PLC控制有以下幾個主要特點:可靠性高,成本低,編程簡單、使用方便、控制程序可變。采用自然語言:梯形圖,功能完善、擴充方便、組合靈活、實用性強,方便的與上位機進行通訊。所以本論文采用PLC控制系統(tǒng)。三、主要研究內(nèi)容1.PLC能夠監(jiān)控爐膛的溫度；2.按下觸摸屏上的“開蓋”按鈕，爐蓋自動打開，爐膛內(nèi)升降臺自動升起；3.按下觸摸屏上的“關(guān)蓋”按鈕，爐膛內(nèi)的升降臺自動下降，當(dāng)下降到最底端時爐蓋自動關(guān)閉；4.按下觸摸屏上的“回火”按鈕后，LED燈閃爍10秒，同時開始全速加熱，當(dāng)溫度到達設(shè)定值時停止加熱，進入定時保溫階段，定時半小時；5.每1分鐘檢測一次爐膛內(nèi)溫度，并在觸摸屏上顯示檢測結(jié)果；6.定時保溫時間結(jié)束后，蜂鳴器鳴叫10秒告知熱處理結(jié)束；7.加熱時超過溫度上限會報警，報警現(xiàn)象為LED閃爍同時蜂鳴器鳴叫。四、畢業(yè)論文（設(shè)計）的研究方法或技術(shù)路線1查閱資料，選定設(shè)計方案；2確定設(shè)計方案；3電阻爐的選擇；4PLC及觸摸屏的選擇；5傳感器的選擇；6繪制程序圖；7實驗室調(diào)試程序；8比較得出結(jié)論；9撰寫設(shè)計論文。五、主要參考文獻與資料1劉相合，指導(dǎo)教師：李國厚，基于PLC的溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計D2馬紅旗，中國電子科技集團公司第4研究所，觸摸屏在PLC中的應(yīng)用J，安徽2004（6）3趙聞蕾，大連鐵道學(xué)院，基于FP0型PLC的溫度智能控制系統(tǒng)J，遼寧大連2008（5）4劉振全，王漢芝，天津科技大學(xué)電子信息與自動化學(xué)院，基于觸摸屏和PLC的多路溫度監(jiān)控系統(tǒng)J，天津2003（8）5黎會鵬，楊帆，武漢工程大學(xué)電氣信息學(xué)院，PLC在箱式爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用J，湖北武漢2007（2）6潘曉玲，松下FP0系統(tǒng)PLC在自動化控制系統(tǒng)中應(yīng)用J，上海松下電工自動化控制有限公司2004（11）7林育茲，鮑平，可編程序控制器原理及邏輯控制器，機械工業(yè)出版社8陸興，熱處理工程基礎(chǔ)，機械工業(yè)出版社9材料加工工藝過程檢測與控制，北理工，哈工大出版社10吳波1，張靜2，PLC在熱處理電阻爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用D，1.中南大學(xué)機電工程學(xué)院，湖南長沙；2.湖南生物機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院計算機工程系，湖南長沙2005（10）11DOP/TP系列人機界面應(yīng)用技術(shù)手冊12DOP/TP系列人機與各廠商接線說明13朱清慧，王志奎，南陽理工學(xué)院，河南南陽，PLC對溫度數(shù)據(jù)的采集與控制D14薛迎成，馮海辰，王正虎，鹽城工學(xué)院電氣系，鹽城市農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定站，江蘇鹽城，江動集團，PLC和觸摸屏在熱處理線上的應(yīng)用J2003（4）15林國慶，福建農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院福建福州，PLC控制系統(tǒng)的可靠性分析與提高措施，J2006（4）16王慧，周琴，上海電機學(xué)院，可編程控制器在電阻加熱爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用J2002（7）17曲新，杜文娟，劉圭群，中國石油天然氣管道局大連輸油氣公司，中國石油天然氣股份有限公司管道大連輸油分公司，用PLC實現(xiàn)熱媒爐自動控制J2006（4）18袁玉鎖，楊文輝西北機器廠設(shè)計研究所，觸摸屏和PLC在退火爐裝載機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用J2003（1）19孟亞東，