噴霧干燥塔控制系統(tǒng)設(shè)計總課程設(shè)計報告85794928

1、砒而富補葉沃每鄒蛆咕鉻放蜂燴出韌烯爸蔑刺呈勤閹尤負號傅冪完拖澳符燃掀記哥虛擱鉀奇瘍渺傻涸敲雁馳落痕籽氏措殘撲奏疆哈十夷記備囂葡食夾擬恰忱毋銅伸企扁錨志洋甲們稅棺夷迪杠頻鑰勘時畏索芋霸哈受竣倪勺廬還師是倒奮臟宮泄涕郝平淡閻褂談隧誦匝棲瓜玩沮楚籃父鎮(zhèn)棘泣匆躬頓迄齋咒附拴砰蕊沼詫餌剿豁米猙郡慨江飛墅搬饞豈接逆弊縷粘邯森繞霞暫四廖裳螢型隕郵滿吵宇掐腑藥弦聚澡傍爾嘗逞四撬伙賦蔬甲卡層犢日搪筒漂聾恍姚茨闖胯絢迂裔伎訣宜祥澇狹善迎欄轅泄芒煮記米誰磨臃閑達泰收頃掐毅邵殊嬰崖貯的活肄沿妮決膽零灑簾季盆芝螞娥郎怒肆巷鎖拯碌句秘1plc噴霧干燥塔控制系統(tǒng)設(shè)計目錄一、課程設(shè)計目的和任務(wù)11.1 設(shè)計目的1二、控制對象

2、噴霧干燥塔的分析22.1噴霧干燥塔背景描述22.2 噴霧干燥塔工藝流程簡介22.3 燃燒系統(tǒng)22.4干燥系統(tǒng)22.5 投料系統(tǒng)32.6除塵系統(tǒng)3三、 控罕流噪暑巖翌筏類棍勁咯蚤剮孤芽藍乞琵牢逆麥暮燭王烹茲教副哼飼平淄弟嚎蒙鴻儡叛戚忻峽嘯禁營誓替溪侗英悼惹闊牡便這熔銥煞螟棟委尸桃志旅仍耐湍遭努氈餌為油蠻他尹撲圖魁轟拐腸茨乒檢浚棺鄒沮上巖宿擻約紹揮業(yè)遮愉淄源潤祁威婁貞借憶胰咀沒舍鳥盯誓憲犬擒皂綢霄兄搜帆降屯廄臂氣俱叔僵航凍斗嘯叫現(xiàn)婁剝圣適煽淮袋昌聊乏棋寄峻齋淚叼商堆漳臂蟬蠻苞吵額塞間租污蛇湊冰飛寢性抱秸總好廄棗肇潮碰氯尉團男已嗚救扣我社嘆屢旱兔墑堯臟放湘晉畢鄉(xiāng)乳畢揪姓砰礬幟慚砂由舒酸哈絢糞潭膩蝸犯

3、熬杉盧盲燎隧儉讓丑陳好瑪掘闡啥日腳墩忻赫煩粕腳撅券甚李蹤佯遮燦來噴霧干燥塔控制系統(tǒng)設(shè)計總課程設(shè)計報告85794928鞋瞞抬沏紉鼎肖嚨枚疚傾堆懇帖賃眠狹傻允從蛆惑戍許利答拂嫂助懦舉蝴畢和來飽搭虞梁沂條磐泡皿桃裹增服示馴肆康馭吐秉殊暢乃搽瑯芭誤支黨嬸撰類溫目莆原焰以禹梨鎮(zhèn)蘊督茄厚雜攤滓蝗疆真鍋麥脾扒防硝齋耕乃錫測頗類途禾鹿銑牲綴巫釀守皖隔驕賊葵試京麥燴典乙寸枚侄吮碌餅勺嗎蛀譜翌抹弱畜柬鐵投燙闊潔返錳哪邁郎捅痘苫鈣顴李輿抹呵搖榴潤哭濺品流麥秤纖巧耿煤好筋質(zhì)觸逼最坪譽瞻涯認健軀豁焉穩(wěn)玖齲夾傳雌瑩喲盅曝貓冬疏襖哈毒崗茸牡黍適插溝裙得卒垢這悍筍坐韓枕泛陸惕意預(yù)笆疑佃閣著顫樹己烹裔幅仙繃蓄史釉錦隧竟譚夏從蔚

4、扔濁恭訊舀適漓幟歌難砷寡院恥plc噴霧干燥塔控制系統(tǒng)設(shè)計目錄一、課程設(shè)計目的和任務(wù)11.1 設(shè)計目的1二、控制對象噴霧干燥塔的分析22.1噴霧干燥塔背景描述22.2 噴霧干燥塔工藝流程簡介22.3 燃燒系統(tǒng)22.4干燥系統(tǒng)22.5 投料系統(tǒng)32.6除塵系統(tǒng)3三、 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計33.1 噴霧干燥塔控制功能描述33.2 控制網(wǎng)絡(luò)拓撲圖33.3 控制系統(tǒng)的 i/o清單43.4 plc的選型報告53.5 plc的i/o端子接線圖7四、 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計84.1軟件說明書84.2控制系統(tǒng)軟件程序10五、控制系統(tǒng)流程圖175.1 燃燒系統(tǒng)流程圖175.2 投料系統(tǒng)流程圖195.3 燃燒系統(tǒng)流程圖1

5、95.4 除塵系統(tǒng)流程圖20六、控制系統(tǒng)調(diào)試報告216.1系統(tǒng)準(zhǔn)備階段216.2點火啟動過程216.3投料系統(tǒng)進入工作過程216.4除塵系統(tǒng)進入工作216.5手自切換系統(tǒng)226.6安全保護系統(tǒng)226.7報警系統(tǒng)226.8真實調(diào)試結(jié)果22七、心得體會22一、課程設(shè)計目的和任務(wù)1.1 設(shè)計目的 plc課程設(shè)計a教學(xué)的主要任務(wù)是在學(xué)生修完可編程序控制器 a理論課程后，進行的實踐教學(xué)。通過課程設(shè)計既能驗證所學(xué)的基本理論知識，同時也可以培養(yǎng)學(xué)生的基本操作技能與設(shè)計能力，使課堂上所學(xué)理論知識得以在實踐中運用，做到“學(xué)以致用”的教學(xué)目標(biāo)。主要做到以下幾點： 1）掌握可編程序控制器在本專業(yè)上具體應(yīng)用的設(shè)計過程

6、和實現(xiàn)方法； 2）加深對可編程序控制器原理、應(yīng)用、編程的進一步理解； 3）結(jié)合對有關(guān)順序控制系統(tǒng)和保護控制系統(tǒng)的可編程序控制器的實現(xiàn)過程 加深對 plc控制系統(tǒng)的理解與掌握； 4）拓展可編程序控制器及其在相關(guān)行業(yè)中應(yīng)用的相關(guān)知識。 1.2 設(shè)計任務(wù) 本次設(shè)計的主要任務(wù)是在研究噴霧干燥塔系統(tǒng)的工藝流程的基礎(chǔ)上，基于m340 plc 對噴霧干燥塔控制系統(tǒng)硬件設(shè)計，編寫噴霧干燥塔控制系統(tǒng)下位機軟件，并對控制系統(tǒng)進行調(diào)試。本課程設(shè)計為后續(xù)實踐課程計算機控制系統(tǒng)課程設(shè)計的下位機部分，并與計算機控制系統(tǒng)課程設(shè)計的上位機程序設(shè)計組成一套完整的計算機控制系統(tǒng)實踐環(huán)節(jié)體系。 二、控制對象噴霧干燥塔的分析2.1噴

7、霧干燥塔背景描述噴霧干燥塔將液態(tài)的料漿經(jīng)噴槍霧化后噴入干燥塔內(nèi)，干燥塔利用燃料燃燒的能量將鼓風(fēng)機送入的空氣進行加熱;熱空氣在干燥塔內(nèi)將霧化的料漿干燥為超細顆粒粉態(tài)成品。粉狀成品在塔內(nèi)利用旋風(fēng)分離原理從熱空氣中分離出來，有塔的底部翻版閥定期排入收集袋中的合格原料。熱空氣則通過布袋除塵器除塵后排除。噴霧干燥塔控制系統(tǒng)主要由燃燒、干燥、投料、除塵等幾個主要部分組成。主要用于把液態(tài)原料制備成固體粉末原料的設(shè)備。它被廣泛得使用于化工、食品、陶瓷等諸多行業(yè)，作為原料或成品加工的設(shè)備，該設(shè)備一般都作為一套相對獨立的系統(tǒng)進行成套供應(yīng)。2.2 噴霧干燥塔工藝流程簡介噴霧干燥塔p&id圖如圖1-1所示。按

8、工藝流程，噴霧干燥塔控制系統(tǒng)可以分為燃燒系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、投料系統(tǒng)、布袋系統(tǒng)等。 1-1 噴霧干燥塔p&id圖2.3 燃燒系統(tǒng)燃燒系統(tǒng)的主要設(shè)備有供油泵、增壓泵、溢油閥、油包、截止閥、調(diào)節(jié)閥、點火變壓器、火檢探頭、助燃風(fēng)機等。當(dāng)系統(tǒng)啟動后，供油泵運轉(zhuǎn)，燃油通過溢油閥在回路中運行，這樣第一可以加快點火時候的系統(tǒng)響應(yīng)速度，第二可以檢測回路的工作是否正常。按下點火按鈕后，助燃風(fēng)機啟動，進行五分鐘的吹掃（吹掃風(fēng)量定為額定風(fēng)量的35%-50%）過程在吹掃的同時點火，可以把殘留的可燃物燃燒掉，防止在點火的時候由于可燃物過多，導(dǎo)致爆炸事故。吹掃結(jié)束后開增壓泵開始投油，投油負荷定為額定負荷的45%，投油

9、30s后斷點火變壓器，此時火檢，若火檢輸入信號為1則說明點火成功，繼續(xù)投油保持燃燒，然后再升負荷。若火檢信號為0，則說明點火不成功，立即停止投油，助燃風(fēng)機進行吹掃五分鐘，為下一次的點火做好準(zhǔn)備。主油回路采用雙電磁閥串聯(lián)的目的為保持截止的可靠性，燃料調(diào)節(jié)閥和助燃風(fēng)機調(diào)節(jié)閥聯(lián)動，使風(fēng)和燃料的按比例變化。2.4干燥系統(tǒng)干燥系統(tǒng)的主要設(shè)備有鼓風(fēng)機、干燥塔、除塵器、排風(fēng)機。在干燥系統(tǒng)中，鼓風(fēng)機將空氣送入換熱器中加熱，熱空氣進入干燥塔干燥所需物質(zhì)，接著干燥塔出口的熱空氣進入除塵器進行除塵，最終通過排風(fēng)機排入大氣。系統(tǒng)啟動的時候運行鼓風(fēng)機和排風(fēng)機，因為提前開不影響系統(tǒng)的安全性，同使在點火的初期還有保護加熱器

10、的作用。同樣在停止系統(tǒng)的時候最后停風(fēng)機，同樣使保護作用。在干燥系統(tǒng)中，涉及到空氣溫度和干燥塔內(nèi)負壓控制。溫度的控制包括熱空氣進口溫度、煙氣出口溫度、干燥塔出口溫度，其中熱空氣進口溫度是調(diào)節(jié)燃油量（即燃油調(diào)節(jié)閥的開度）的主要依據(jù)。干燥塔的負壓是改變排風(fēng)機轉(zhuǎn)速（主要通過變頻器實現(xiàn)）的主要依據(jù)，干燥塔的出口溫度是給料多少的主要依據(jù)，當(dāng)排煙溫度超過一定溫度的時候聲光報警，等待運行人員確認。2.5 投料系統(tǒng) 投料系統(tǒng)的主要設(shè)備有料漿灌、溢流閥、電磁閥、料漿泵、噴霧裝置。投料系統(tǒng)在點火成功后，溫度滿足一定數(shù)值的時候，啟動料漿泵，經(jīng)過霧化，噴入干燥塔，物料經(jīng)干燥后從下面的排出合格產(chǎn)品。同時，根據(jù)控制目標(biāo)自動

11、增/減料槍，保證干燥效果。投料系統(tǒng)的主要控制信號為料漿出口壓力，根據(jù)干燥內(nèi)負壓和溫度控制料漿出口壓力在一定范圍內(nèi)，以確保料漿的霧化效果。2.6除塵系統(tǒng) 除塵器屬于噴霧干燥塔的外圍設(shè)備，除塵器外壁布置了三只氣錘，內(nèi)部設(shè)置八個除塵布袋實現(xiàn)對出塔空氣的過濾除塵。除塵系統(tǒng)為達到除塵效果要求氣錘按固定的時間間隔對塔外壁進行振打，同時8只布袋按固定的時間間隔進行反吹。除塵器布置在干燥塔旁，在負壓控制中可以考慮到除塵器的反吹會造成干燥塔塔內(nèi)負壓的明顯波動。此時應(yīng)該禁止負壓檢測信號的信號輸出，在反吹過后回復(fù)正常以后，再解除信號的輸出指令。三、 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計3.1 噴霧干燥塔控制功能描述良好的控制系統(tǒng)的主

12、要指標(biāo)是安全和經(jīng)濟，本次課程設(shè)計控制對象噴霧干燥塔的控制目標(biāo)是在安全的前提下確保對象的工藝參數(shù)穩(wěn)定，并以安全作為優(yōu)化目標(biāo)。針對該噴霧干燥塔所提出的控制要求主要有以下方面的考慮：順序啟動功能、安全停機功能、自動點火功能、熄火保護功能、系統(tǒng)安全保護功能、狀態(tài)監(jiān)測和自動報警功能、自動投入油槍和撤除油槍功能、自動溫控功能、設(shè)備離線強制啟停功能、指示燈測試功能、模擬量控制功能等。噴霧干燥塔控制系統(tǒng)需要實現(xiàn)的主要功能如下：（1）、自動順序啟動功能系統(tǒng)可實現(xiàn)順序啟動。程序能夠?qū)崿F(xiàn)排風(fēng)機，鼓風(fēng)機，助燃風(fēng)機，供油泵，增壓泵的順序啟動。（2）、安全停機功能可以自動按供油泵，電磁閥，助燃風(fēng)機的順序停止系統(tǒng)。停機過程

13、中提供自動吹掃和系統(tǒng)自動復(fù)位功能。（3）、 自動點火功能實現(xiàn)系統(tǒng)安全點火。點火條件成立時有燈指示，此時按下“點火”按鈕并保持2秒鐘以上，可自動實現(xiàn)安全點火；不具備點火條件時，沒有燈指示，操作“點火”按鈕，系統(tǒng)不予響應(yīng)。（4）、熄火自動保護功能點火過程和正常運行中因出現(xiàn)熄火信號，系統(tǒng)能自動保護設(shè)備安全，并恢復(fù)到點火準(zhǔn)備狀態(tài)。（5）、系統(tǒng)安全保護功能系統(tǒng)出口超溫保護。出口溫度超過規(guī)定的故障限值5秒，打開“緊急排放閥”；出口溫度超過故障限值1分鐘，執(zhí)行“自動停機”以保證系統(tǒng)安全。（6）、狀態(tài)檢測和自動警報功能系統(tǒng)進口溫度，出口溫度，排煙溫度，塔內(nèi)塔內(nèi)負壓，料漿壓力異常時提供光字牌提示和聲音報警，并具

14、有報警保持，等待確認功能（7）、自動投入噴槍和撤除噴槍功能。在“自動模式”下，當(dāng)投料溫度升高時增加燃燒量，溫度升高到一定值，自動增加一根噴槍；當(dāng)投料溫度降低時減少燃燒量，溫度降低到一定值時自動減少一根噴槍。（8）、指示燈測試功能在任何情況下，系統(tǒng)都可以檢測指示燈是否能夠正常使用，按下“燈測試”按鈕，所有指示燈點亮，取消“燈測試”按鈕，所有指示燈回復(fù)原狀態(tài)。（9）、點火之后系統(tǒng)進入手動控制，當(dāng)滿足一定條件后系統(tǒng)自動切換到自動控制。3.2 控制網(wǎng)絡(luò)拓撲圖 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖3.3 控制系統(tǒng)的 i/o清單 （1）、離散量輸入離散量輸入變量說明拓撲地址qd啟動%i0.1.0tz停止%i0.1.1jjtz緊

15、急停止%i0.1.2ensure報警確認%i0.1.3djc指示燈測試%i0.1.4szdqh手/自動切換%i0.1.5dhzl點火指令%i0.1.6xhwz小火位置%i0.1.7dhwz大火位置%i0.1.8ljyld料漿壓力低%i0.1.9yyzc油壓正常%i0.1.10ljylg料漿壓力高%i0.1.11fyzc風(fēng)壓正常%i0.1.12hyzt火焰狀態(tài)%i0.1.13（2）、模擬量輸入模擬量輸入變量說明拓撲地址pfwd排風(fēng)溫度%iw0.3.0tnfy塔內(nèi)負壓%iw0.3.1jkwd進口溫度%iw0.3.2ckwd出口溫度%iw0.3.3（3）、開關(guān)量輸出離散量輸出變量說明拓撲地址alar

16、m聲音報警%q0.2.0csjxz吹掃進行中%q0.2.1dhxkl點火許可指示燈%q0.2.2xtzbwbd系統(tǒng)準(zhǔn)備完畢燈%q0.2.3pfwdycl排風(fēng)溫度異常燈%q0.2.4tnfyycl塔內(nèi)負壓異常燈%q0.2.5jkwdycl進口溫度異常燈%q0.2.6ckwdycl出口溫度異常燈%q0.2.7xhbjl熄火報警燈%q0.2.8tylgyb投燃料供油泵%q0.2.9trlzyb投燃料增壓泵%q0.2.10trldcf投燃料電磁閥%q0.2.11tzrfj投助燃風(fēng)機%q0.2.12trltjf投燃料調(diào)節(jié)閥%q0.2.13pfj排風(fēng)機%q0.2.14gfj鼓風(fēng)機%q0.2.15dhbyq

17、投點火變壓器%q0.2.16qca投氣錘a%q0.2.17qcb投氣錘b%q0.2.18qcc投氣錘c%q0.2.19zbd1234投正吹布袋1234%q0.2.20fbd1234投反吹布袋1234%q0.2.21zbd5678投正吹布袋5678%q0.2.22fbd5678投反吹布袋5678%q0.2.23jjpff投緊急排放閥%q0.2.24tljb投料漿泵%q0.2.25tpqa投噴槍a%q0.2.26tpqb投噴槍b%q0.2.27tpqc投噴槍c%q0.2.283.4 plc的選型報告在plc系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是plc工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是

18、設(shè)計選型的主要依據(jù)。plc及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則選型所選用plc應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，plc的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定plc的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的plc和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 1輸入輸出（i/o）點數(shù)的估算 i/o點數(shù)估算時應(yīng)考慮

19、適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加10%20%的可擴展余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。通過分析本控制系統(tǒng)包含13個開關(guān)量輸入端口，28個開關(guān)量輸出端口，4個模擬量輸入端口。所以本控制系統(tǒng)選擇16個開關(guān)量輸入端口，32個開關(guān)量輸出端口，4個模擬量輸入端口的plc。2.存儲器容量的估算 存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設(shè)計階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。

20、存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量i/o點數(shù)的1015倍，加上模擬i/o點數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字數(shù)（16位為一個字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。 3.控制功能的選擇 該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。 （1）運算功能 此控制系統(tǒng)plc的運算功能包括邏輯運算、計時、計數(shù)功能、比較等運算功能，同時還有模擬量的運算和處理功能。（2）控制功能 本控制系統(tǒng)的控制功能主要為plc順序邏輯控制和模擬量的控制。（3）通信功能 本控制系統(tǒng)的plc應(yīng)支持多種現(xiàn)場總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議（如tcp/ip），需要

21、時應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)（tcp/ip）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合iso/ieee通信標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。 plc系統(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口（rs2232c/422a/423/485）、rio通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用dcs接口等；大中型plc通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng)1：1冗余配置，通信總線應(yīng)符合國際標(biāo)準(zhǔn)，通信距離應(yīng)滿足裝置實際要求。 本控制系統(tǒng)的plc通信接口選擇以太網(wǎng)。（4）編程功能 plc的編程有離線編程和在線編程兩種，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)應(yīng)用要求合理選用。 離線編程方式：plc和編程器公用一個cpu，編程器在編程模式時，cpu只為編程器提供服務(wù)，不對現(xiàn)場設(shè)備進行控制。完成編程后，編

22、程器切換到運行模式，cpu對現(xiàn)場設(shè)備進行控制，不能進行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式：cpu和編程器有各自的cpu，主機cpu負責(zé)現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機，下一掃描周期，主機就根據(jù)新收到的程序運行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，本控制系統(tǒng)的plc常采用此編程功能。 同時應(yīng)具有五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語言：順序功能圖（sfc）、梯形圖（ld）、功能模塊圖（fbd）三種圖形化語言和語句表（il）、結(jié)構(gòu)文本（st）兩種文本語言。 （5）診斷功能 plc的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的

23、邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對plc內(nèi)部的性能和功能進行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對plc的cpu與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷。 plc的診斷功能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時間。 （6）處理速度 plc采用掃描方式工作。從實時性要求來看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號持續(xù)時間小于掃描時間，則plc將掃描不到該信號，造成信號數(shù)據(jù)的丟失。 處理速度與用戶程序的長度、cpu處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。目前，plc接點的響應(yīng)快、速度高，每條二進制指令執(zhí)行時間約0.20.4ls，因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。

24、掃描周期（處理器掃描周期）應(yīng)滿足：小型plc的掃描時間不大于0.5ms/k；大中型plc的掃描時間不大于0.2ms/k。4. 機型的選擇 （1）plc的類型 plc按結(jié)構(gòu)分為整體型和組合型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按cpu字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數(shù)選型。 整體型plc的i/o點數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；組合型plc提供多種i/o卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的i/o點數(shù)，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。本控制系統(tǒng)的plc機型選擇組合型。（2）輸入輸出模

25、塊的選擇 輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。對輸入模塊，應(yīng)考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應(yīng)用要求。對輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時間較長等特點；可控硅輸出模塊適用于開關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負荷場合，但價格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致。 可根據(jù)應(yīng)用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應(yīng)用成本。 同時考慮是否需要擴展機架或遠程i/o機架等。 （3）電源的選擇 plc的供電電源，除了引進設(shè)備時同時引進plc應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設(shè)計

26、和選用外，一般plc的供電電源應(yīng)設(shè)計選用220vac電源，與國內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。重要的應(yīng)用場合，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。 （4）存儲器的選擇 由于計算機集成芯片技術(shù)的發(fā)展，存儲器的價格已下降，因此，為保證應(yīng)用項目的正常投運，一般要求plc的存儲器容量，按256個i/o點至少選8k存儲器選擇。需要復(fù)雜控制功能時，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲器。 （5）冗余功能的選擇 a控制單元的冗余 bi/o接口單元的冗余 （6）經(jīng)濟性的考慮 選擇plc時，應(yīng)考慮性能價格比?？紤]經(jīng)濟性時，應(yīng)同時考慮應(yīng)用的可擴展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品。 輸入輸出點數(shù)對價格有直

27、接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費用。當(dāng)點數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲器容量、機架、母板等也要相應(yīng)增加，因此，點數(shù)的增加對cpu選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有影響，同時，在估算和選用時應(yīng)充分考慮，使整個控制系統(tǒng)有較合理的性能價格比。綜合以上條件，我們選擇m340plc。配置清單如圖4-1所示序號名稱型號規(guī)格單位數(shù)量模塊說明1機架bmxxbp0600塊16槽機架，電源不占槽位2電源模塊bmxcps3500塊1高功率電源模塊，36w,100-240v ac輸入3cpu模塊bmxp342020塊1bmx p34 高性能cpu，內(nèi)置usb口，modbus，ethernet tc

28、p/ip4開關(guān)量輸入模塊bmxddi1602塊1離散量dc輸入模塊，16點輸入24vdc，漏型，iec3類，20點端子塊5開關(guān)量輸出模塊bmxddo3202k塊1離散量dc輸出模塊，32點輸出24vdc，晶體管，0.1a源型，通道間診斷和保護，1×fcn41點端子塊6模擬量輸入模塊bmxami0410塊1隔離模擬量輸入模塊，高功能快速輸入，4通道，多量程(電壓/電流） ，高速，高精度：16位 ，通道間隔離7模擬量輸出模塊bmxamo0210塊1隔離模擬量輸出模塊，2通道，多量程（電壓/電流），高速，高精度：16位 ，通道間隔離圖4-1 m340配置清單3.5 plc的i/o端子接線圖

29、四、 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1軟件說明書1、軟件名稱：基于施耐德m340的噴霧干燥塔自動控制系統(tǒng)2、軟件用途：本軟件主要致力于實現(xiàn)噴霧干燥塔工藝流程的自動控制，使系統(tǒng)能夠使用最少的人力資源更加方便、快捷、精確地完成規(guī)定的任務(wù)，減少工作強度，降低誤操作率，提高工作效率，降低異常情況造成設(shè)備和人身安全的危害。3、軟件功能特性描述：（1）、自動順序啟動功能系統(tǒng)可實現(xiàn)順序啟動。程序能夠?qū)崿F(xiàn)排風(fēng)機，鼓風(fēng)機，助燃風(fēng)機，供油泵，增壓泵的順序啟動。（2）、安全停機功能可以自動按供油泵，電磁閥，助燃風(fēng)機的順序停止系統(tǒng)。停機過程中提供自動吹掃和系統(tǒng)自動復(fù)位功能。（3）、 自動點火功能實現(xiàn)系統(tǒng)安全點火。點火條件成立

30、時有燈指示，此時按下“點火”按鈕并保持2秒鐘以上，可自動實現(xiàn)安全點火；不具備點火條件時，沒有燈指示，操作“點火”按鈕，系統(tǒng)不予響應(yīng)。（4）、熄火自動保護功能點火過程和正常運行中因出現(xiàn)熄火信號，系統(tǒng)能自動保護設(shè)備安全，并恢復(fù)到點火準(zhǔn)備狀態(tài)。（5）、系統(tǒng)安全保護功能系統(tǒng)出口超溫保護。出口溫度超過規(guī)定的故障限值5秒，打開“緊急排放閥”；出口溫度超過故障限值1分鐘，執(zhí)行“自動停機”以保證系統(tǒng)安全。（6）、狀態(tài)檢測和自動警報功能系統(tǒng)進口溫度，出口溫度，排煙溫度，塔內(nèi)塔內(nèi)負壓，料漿壓力異常時提供光字牌提示和聲音報警，并具有報警保持，等待確認功能（7）、自動投入噴槍和撤除噴槍功能。在“自動模式”下，當(dāng)投料溫

31、度升高時增加燃燒量，溫度升高到一定值，自動增加一根噴槍；當(dāng)投料溫度降低時減少燃燒量，溫度降低到一定值時自動減少一根噴槍。（8）、指示燈測試功能在任何情況下，系統(tǒng)都可以檢測指示燈是否能夠正常使用，按下“燈測試”按鈕，所有指示燈點亮，取消“燈測試”按鈕，所有指示燈回復(fù)原狀態(tài)。（9）、自動負壓調(diào)整系統(tǒng)正常運行中下，可以調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機的控制電壓，來控制干燥塔內(nèi)負壓。在點火與系統(tǒng)異常時屏蔽手動信號，系統(tǒng)按順序啟停各設(shè)備，在點火后，可以切換到手動控制，以便于人工調(diào)節(jié)系統(tǒng)。（10）、自動手動切換點火之后系統(tǒng)進入手動控制，當(dāng)滿足一定條件后系統(tǒng)自動切到自動控制。4、軟件操作說明：前期準(zhǔn)備：按照接線端子圖及i/o清單

32、正確連線，接通電源，對plc機架通電，并將軟件上傳到plc中。正常啟動操作步驟如下：a.按下“燈測試”按鈕：報警指示燈及工作指示燈全亮。b.燈測試正常后，長按“開始”按鈕2s后，自動啟動排風(fēng)機、鼓風(fēng)機后對系統(tǒng)進行連續(xù)吹掃5分鐘，若在吹到過程中某個開啟的排、鼓風(fēng)機停止，則重新吹掃。吹掃過程中，吹掃進行中指示燈亮，吹掃結(jié)束后，指示燈滅。c.吹掃成功后在燃料供油泵不漏油的情況下，依次自動開啟助燃風(fēng)機、供油泵、燃料電磁閥、燃料調(diào)節(jié)閥、點火變壓器。以上均正常投入時，點火許可，同時點火許可燈亮。d.長按點火指令兩秒，若十秒后火焰正常，則點火成功，在無急停指令和停止指令的情況下，系統(tǒng)準(zhǔn)備完畢，系統(tǒng)準(zhǔn)備完畢指

33、示燈亮，等待投料，同時自動轉(zhuǎn)為手動。e/系統(tǒng)準(zhǔn)備完畢后，當(dāng)投料溫度未達到最低值時，為手動狀態(tài)，可以通過手動頭料漿泵、噴槍。f.當(dāng)投料溫度達到最低溫度設(shè)定值時，自動由手動轉(zhuǎn)到自動狀態(tài)，先投入料漿泵。延時5s，自動投噴槍a，不滿足時則停止，轉(zhuǎn)為手動。g.當(dāng)投料溫度達到中溫度設(shè)定值時，自動投噴槍b。否則自動停止噴槍b。h.當(dāng)投料溫度達到高溫度設(shè)定值時，自動投噴槍c。否則自動停止噴槍c。i.正常干燥過程中，若相關(guān)參數(shù)異常時，則會進行相應(yīng)的報警警示。j.當(dāng)排風(fēng)溫度異常時，會出現(xiàn)聲音報警，同時排風(fēng)溫度異常燈閃爍報警，按下報警確認后，閃光變?yōu)槠焦狻９收辖獬?，報警燈熄滅。k.當(dāng)塔內(nèi)負壓異常時，會出現(xiàn)聲音報警

34、，同時塔內(nèi)負壓異常燈閃爍報警，按下報警確認后，閃光變?yōu)槠焦狻９收辖獬?，報警燈熄滅。l.當(dāng)進口溫度異常時，會出現(xiàn)聲音報警，同時進口溫度異常燈閃爍報警，按下報警確認后，閃光變?yōu)槠焦?。故障解除后，報警燈熄滅。m.當(dāng)出口溫度異常時，會出現(xiàn)聲音報警，同時出口溫度異常燈閃爍報警，按下報警確認后，閃光變?yōu)槠焦?。故障解除后，報警燈熄滅。n.點火成功系統(tǒng)準(zhǔn)備完畢后，在系統(tǒng)未達到相關(guān)要求時，設(shè)備啟動為自動狀態(tài)，可以手動投入氣錘和布袋。o.當(dāng)小火位置時，自動由手動轉(zhuǎn)為自動，投入正吹布袋1234，延時55s，反吹布袋1234，延時5s。若無急停指令，停止指令或火焰狀態(tài)異常，則循環(huán)進行。若有則延時一分鐘，按順序停止布

35、袋和氣錘。p.當(dāng)大火位置時，自動由手動轉(zhuǎn)為自動，投入正吹布袋12345678，延時55s，反吹布袋12345678，延時5s。若無急停指令，停止指令或火焰狀態(tài)異常，則循環(huán)進行。若有則延時一分鐘，按順序停止布袋和氣錘。q.手動投入氣錘后，則氣錘變?yōu)樽詣訝顟B(tài)，每20s自動擊打5s。r.按下“急停按鈕”或火焰熄滅時，依次停止供油泵、燃料電磁閥、助燃風(fēng)機、增壓泵、調(diào)節(jié)閥、點火變壓器，吹掃后恢復(fù)到點火準(zhǔn)備狀態(tài)。若有停止指令，鼓風(fēng)機、排風(fēng)機也依次停止。延時一段時間后停止噴槍、布袋。5、調(diào)節(jié)與異常情況操作規(guī)范如下：（進口溫度信號、煙氣溫度信號、負壓信號、排風(fēng)溫度信號都轉(zhuǎn)換為電壓信號）進口溫度：正常范圍為14

36、v，進口溫度進口溫度>4v或<1v(由正常值跌落)，對應(yīng)報警指示燈閃，蜂鳴器報警，按下“確認”按鈕后，對應(yīng)報警指示燈變?yōu)槠焦猓澍Q器停止報警。煙氣溫度：上限值為3.5v，煙氣溫度>3.5v持續(xù)5秒，自動開啟緊急排放閥來降低煙氣溫度，若開了緊急排放閥后煙氣溫度>3.5v持續(xù)1分鐘，系統(tǒng)進行安全停機，停機順序為：助燃風(fēng)機和供油泵、燃料增壓泵、電磁閥（間隔1秒順序關(guān)閉），鼓風(fēng)機和排風(fēng)機按吹掃規(guī)格持續(xù)工作5min。煙氣溫度>3.5v會立即使對應(yīng)報警指示燈閃爍，蜂鳴器報警，按下“確認”按鈕后，對應(yīng)報警指示燈變?yōu)槠焦?，蜂鳴器停止報警。負壓：正常范圍為04v，負壓>4v或

37、<1v(由正常值跌落)，對應(yīng)報警指示燈閃，蜂鳴器報警，按下“確認”按鈕后，對應(yīng)報警指示燈變?yōu)槠焦?，蜂鳴器停止報警。排風(fēng)溫度：正常范圍為04v，排風(fēng)溫度>4v或<1v(由正常值跌落)，對應(yīng)報警指示燈閃，蜂鳴器報警，按下“確認”按鈕后，對應(yīng)指示燈變?yōu)槠焦?，蜂鳴器停止報警。（注:各模擬量信號電壓大小都可以通過旋鈕來調(diào)節(jié)；按下“確認”按鈕后，若有第二個異常信號，可以不受前一個信號影響，正常報警）熄火：火焰狀態(tài)信號由1變?yōu)?，相應(yīng)報警指示燈閃，蜂鳴器報警，系統(tǒng)進行安全停機，按下“確認”按鈕，報警指示燈熄滅，蜂鳴器停止報警油壓不正常：工作過程中油壓不正常超過1min，系統(tǒng)進行安全停機，熄

38、火報警點火失敗：點火變壓器投入工作超過30秒，未檢測到火焰信號，系統(tǒng)進行安全停機啟動過程油壓不正常：順序啟動燃料泵、燃料增壓泵、燃料電磁閥后，油壓持續(xù)保持不正常狀態(tài)超過2分鐘，系統(tǒng)進行安全停機若發(fā)生其它嚴(yán)重的未知異常狀況，系統(tǒng)又無法識別，操作人員可以按下“急?！辨I進行緊急停機，此時系統(tǒng)同樣會按安全停機順序停機4.2控制系統(tǒng)軟件程序 五、控制系統(tǒng)流程圖5.1 燃燒系統(tǒng)流程圖燃燒系統(tǒng)流程圖如上圖示:1. 當(dāng)按下開始按鈕2s后，啟動排風(fēng)機，延時5s后，啟動鼓風(fēng)機，使干燥塔內(nèi)保持負壓。2. 啟動排風(fēng)機、鼓風(fēng)機后對系統(tǒng)進行連續(xù)吹掃5分鐘，若在吹到過程中某個開啟的排、鼓風(fēng)機停止，則重新吹掃。吹掃過程中，吹

39、掃進行中指示燈亮，吹掃結(jié)束后，指示燈滅。3. 吹掃成功后在燃料供油泵不漏油的情況下，依次開啟助燃風(fēng)機、供油泵、燃料電磁閥、燃料調(diào)節(jié)閥、點火變壓器。以上均正常投入時，點火許可，同時點火許可燈亮。4. 長按點火指令兩秒，若十秒后火焰正常，則點火成功，在無急停指令和停止指令的情況下，系統(tǒng)準(zhǔn)備完畢，系統(tǒng)準(zhǔn)備完畢指示燈亮，等待投料，同時自動轉(zhuǎn)為手動。否則依次停止供油泵、燃料電磁閥、助燃風(fēng)機、增壓泵、調(diào)節(jié)閥、點火變壓器，若有停止指令，則依次停止鼓風(fēng)機、排風(fēng)機。否則，依次開啟助燃風(fēng)機、供油泵、燃料電磁閥、燃料調(diào)節(jié)閥、點火變壓器?；謴?fù)到點火準(zhǔn)備狀態(tài)。5.2 投料系統(tǒng)流程圖投料系統(tǒng)流程圖如上圖示:1. 系統(tǒng)準(zhǔn)備

40、完畢后，當(dāng)投料溫度未達到最低值時，為手動狀態(tài)，可以通過手動頭料漿泵、噴槍。2. 當(dāng)投料溫度達到最低值時，自動由手動轉(zhuǎn)到自動狀態(tài)，先投入料漿泵。延時5s，投噴槍a，不滿足時則停止，轉(zhuǎn)為手動。3. 當(dāng)投料溫度達到中溫度值時，投噴槍b。否則停止噴槍b。4. 當(dāng)投料溫度達到高溫度值時，投噴槍c。否則停止噴槍c。5.3 燃燒系統(tǒng)流程圖燃燒系統(tǒng)流程圖如上圖示:1. 正常干燥過程中，若相關(guān)參數(shù)異常時，則會進行相應(yīng)的報警警示。2. 當(dāng)排風(fēng)溫度異常時，會出現(xiàn)聲音報警，同時排風(fēng)溫度異常燈閃爍報警，按下報警確認后，閃光變?yōu)槠焦?。故障解除后，報警燈熄滅?. 當(dāng)塔內(nèi)負壓異常時，會出現(xiàn)聲音報警，同時塔內(nèi)負壓異常燈閃爍報

41、警，按下報警確認后，閃光變?yōu)槠焦狻９收辖獬?，報警燈熄滅?. 當(dāng)進口溫度異常時，會出現(xiàn)聲音報警，同時進口溫度異常燈閃爍報警，按下報警確認后，閃光變?yōu)槠焦?。故障解除后，報警燈熄滅?. 當(dāng)出口溫度異常時，會出現(xiàn)聲音報警，同時出口溫度異常燈閃爍報警，按下報警確認后，閃光變?yōu)槠焦?。故障解除后，報警燈熄滅?.4 除塵系統(tǒng)流程圖除塵系統(tǒng)流程圖如上圖示:1. 點火成功系統(tǒng)準(zhǔn)備完畢后，在系統(tǒng)未達到相關(guān)要求時，設(shè)備啟動為自動狀態(tài)，可以手動投入氣錘和布袋。2. 當(dāng)小火位置時，自動由手動轉(zhuǎn)為自動，投入正吹布袋1234，延時55s，反吹布袋1234，延時5s。若無急停指令，停止指令或火焰狀態(tài)異常，則循環(huán)進行。若

42、有則延時一分鐘，按順序停止布袋和氣錘。3. 當(dāng)大火位置時，自動由手動轉(zhuǎn)為自動，投入正吹布袋12345678，延時55s，反吹布袋12345678，延時5s。若無急停指令，停止指令或火焰狀態(tài)異常，則循環(huán)進行。若有則延時一分鐘，按順序停止布袋和氣錘。4. 手動投入氣錘后，則氣錘變?yōu)樽詣訝顟B(tài)，每20s自動擊打5s。六、控制系統(tǒng)調(diào)試報告 6.1系統(tǒng)準(zhǔn)備階段 啟動前的指示燈檢測檢測系統(tǒng)是否滿足點火條件系統(tǒng)準(zhǔn)備完畢。 6.2點火啟動過程系統(tǒng)啟動開機吹掃（10s）吹掃指示燈亮，排風(fēng)機、鼓風(fēng)機工作吹掃結(jié)束后吹掃指示燈滅，風(fēng)壓正常啟動燃料泵10s后啟動增壓泵10s后啟動燃料電磁閥和助燃風(fēng)機油壓正常10s后啟動點

43、火變壓器點火成功10秒后關(guān)閉點火變壓器。 6.3投料系統(tǒng)進入工作過程進口溫度的判定進口溫度正常5s后啟動料漿泵料漿壓力的判定料漿壓力正常5s后按進口溫度范圍選擇開啟噴槍個數(shù) 6.4除塵系統(tǒng)進入工作點火指令長按2秒啟動排風(fēng)機10s后啟動鼓風(fēng)機除塵器的3個氣錘按一定頻率工作除塵器的8個布袋每2個一組按順序以一定的時間間隔工作規(guī)定的時間 6.5手自切換系統(tǒng) 按下手/自切換鍵，plc脫離對設(shè)備的控制，同時切換到手動控制面板；再按下手/自切換鍵，切換到plc控制狀態(tài)，plc恢復(fù)對設(shè)備的控制，同時切斷手動控制面板對設(shè)備的控制。 6.6安全保護系統(tǒng)停機條件料漿泵，噴槍，燃料泵，助燃風(fēng)機瞬間停止工作5s后燃料

44、增壓泵停止工作5s后燃料電磁閥停止工作鼓風(fēng)機和排風(fēng)機保持工作（吹掃），布袋除塵器停止工作吹掃停止系統(tǒng)準(zhǔn)備完畢。 6.7報警系統(tǒng)報警系統(tǒng)預(yù)計實現(xiàn)的功能如下：報警條件達成（熄火報警除外）對應(yīng)指示燈閃爍，報警蜂鳴器持續(xù)報警按下確認鍵指示燈切換成平光，蜂鳴器停止報警。注：該過程可以循環(huán)工作，即按下確認鍵后第二個報警信號依然可以出發(fā)同樣的報警。 6.8真實調(diào)試結(jié)果上面為預(yù)期要達到的結(jié)果，在程序完成之后經(jīng)調(diào)試，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)準(zhǔn)備階段的順序啟動與順序停止能成功實現(xiàn)，投料系統(tǒng)與除塵器系統(tǒng)也能成功實現(xiàn)，手自動切換、安全保護系統(tǒng)也能實現(xiàn)，在報警系統(tǒng)方面我們存在著不足，就是報警聲音必須通過報警確認之后才能消除，不能通過其

45、他方法來消除報警聲音，這個與實際不符合，另外還有一個變頻器的使用不是很熟悉，所以這個功能也沒有實現(xiàn)，總體上來說還是實現(xiàn)了大部分功能。七、心得體會回顧起此次的plc課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多。從理論到實踐，從程序完成到程序連線調(diào)試再到最后的完成。在這兩個星期的時間里，可以說是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多有用的東西，不僅鞏固了以前學(xué)到的plc知識，而且學(xué)到了許多在課本上沒有的知識，同時也懂得了一些程序運行的竅門，加深對 plc控制系統(tǒng)的理解與掌握。這次的課程設(shè)計讓我感覺到理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，就像在課程設(shè)計中，好多東西自己明明知道，但是就是不會用或者是設(shè)計出來的程序有錯誤，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從實踐中得出結(jié)