噴霧枯燥塔控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)A PLC課程設(shè)計(jì)報(bào)告

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目錄

一、課程設(shè)計(jì)目的和任務(wù)2

1.1設(shè)計(jì)目的2二、控制對(duì)象噴霧枯燥塔的分析2

2.1噴霧枯燥塔背景描述22.2噴霧枯燥塔工藝流程簡(jiǎn)介22.3燃燒系統(tǒng)32.4枯燥系統(tǒng)42.5投料系統(tǒng)52.6除塵系統(tǒng)6三、控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)6

3.1噴霧枯燥塔控制功能描述63.2控制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D73.3控制系統(tǒng)的I/O清單83.4PLC的選型報(bào)告103.5PLC的I/O端子接線圖18四、控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)20

4.1軟件說明書204.2控制系統(tǒng)軟件程序24五、控制系統(tǒng)流程圖29

5.1燃燒系統(tǒng)流程圖295.2投料系統(tǒng)流程圖305.3燃燒系統(tǒng)流程圖305.4除塵系統(tǒng)流程圖30六、控制系統(tǒng)調(diào)試報(bào)告32

6.1系統(tǒng)準(zhǔn)備階段326.2點(diǎn)火啟動(dòng)過程326.3投料系統(tǒng)進(jìn)入工作過程326.4除塵系統(tǒng)進(jìn)入工作326.5手自切換系統(tǒng)326.6安全保護(hù)系統(tǒng)326.7報(bào)警系統(tǒng)326.8真實(shí)調(diào)試結(jié)果32七、心得體會(huì)33

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噴霧枯燥塔PLC課程設(shè)計(jì)A報(bào)告

一、課程設(shè)計(jì)目的和任務(wù)

1.1設(shè)計(jì)目的

PLC課程設(shè)計(jì)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(jìn)行的實(shí)踐教學(xué)。通過課程設(shè)計(jì)既能驗(yàn)證所學(xué)的基本理論知識(shí)，同時(shí)也可以培養(yǎng)學(xué)生的基本操作技能與設(shè)計(jì)能力，使課堂上所學(xué)理論知識(shí)得以在實(shí)踐中運(yùn)用，做到“學(xué)以致用〞的教學(xué)目標(biāo)。主要做到以下幾點(diǎn)：

1）把握可編程序控制器在本專業(yè)上具體應(yīng)用的設(shè)計(jì)過程和實(shí)現(xiàn)方法；2）加深對(duì)可編程序控制器原理、應(yīng)用、編程的進(jìn)一步理解；

3）結(jié)合對(duì)有關(guān)順序控制系統(tǒng)和保護(hù)控制系統(tǒng)的可編程序控制器的實(shí)現(xiàn)過程加深對(duì)PLC控制系統(tǒng)的理解與把握；

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(shí)。

1.2設(shè)計(jì)任務(wù)

本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是在研究噴霧枯燥塔系統(tǒng)的工藝流程的基礎(chǔ)上，基于M340PLC對(duì)噴霧枯燥塔控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，編寫噴霧枯燥塔控制系統(tǒng)下位機(jī)軟件，并對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。本課程設(shè)計(jì)為后續(xù)實(shí)踐課程《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》的下位機(jī)部分，并與《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》的上位機(jī)程序設(shè)計(jì)組成一套完整的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)踐環(huán)節(jié)體系。

二、控制對(duì)象噴霧枯燥塔的分析

2.1噴霧枯燥塔背景描述

噴霧枯燥塔將液態(tài)的料漿經(jīng)噴槍霧化后噴入枯燥塔內(nèi)，枯燥塔利用燃料燃燒的能量將鼓風(fēng)機(jī)送入的空氣進(jìn)行加熱;熱空氣在枯燥塔內(nèi)將霧化的料漿枯燥為超細(xì)顆粒粉態(tài)成品。粉狀成品在塔內(nèi)利用旋風(fēng)分開原理從熱空氣中分開出來(lái)，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。噴霧枯燥塔控制系統(tǒng)主要由燃燒、枯燥、投料、除塵等幾個(gè)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。在好多行業(yè)作為原料制備或成品制備的系統(tǒng)設(shè)備。按工藝流程，噴霧枯燥塔控制系統(tǒng)由燃燒系統(tǒng)控制、枯燥塔出口溫度控制、枯燥塔負(fù)壓控制、投料系統(tǒng)控制、布袋除塵器控制幾個(gè)子系統(tǒng)組成。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(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)進(jìn)行成套供應(yīng)。

2.2噴霧枯燥塔工藝流程簡(jiǎn)介

噴霧枯燥塔P&ID圖如下圖。按工藝流程，噴霧枯燥塔控制系統(tǒng)可以分為燃燒系統(tǒng)、枯燥系統(tǒng)、投料系統(tǒng)、布袋系統(tǒng)等。

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圖例：溢流閥排風(fēng)機(jī)除塵器T枯燥塔PT手動(dòng)閥電磁閥電動(dòng)調(diào)理閥鼓風(fēng)機(jī)T料漿罐助燃風(fēng)機(jī)料漿泵火檢探頭加熱器增壓泵供油泵燃料油箱油包點(diǎn)火變壓器聯(lián)動(dòng)調(diào)理

噴霧枯燥塔P&ID圖

噴霧枯燥塔的基本工作流程是：液態(tài)的漿料以高壓經(jīng)噴槍霧化后噴入枯燥塔。枯燥塔利用柴油燃燒器的能量將空氣加熱；熱空氣在枯燥塔內(nèi)將霧化后的漿料枯燥為超細(xì)粒狀粉態(tài)成品。粉狀成品在塔內(nèi)利用旋風(fēng)分開原理從熱空氣中分開出來(lái)，由塔底部的翻板閥定期排入收集袋中成為合格的原料。熱空氣則通過布袋除塵器除塵后排出。

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)理閥、點(diǎn)火變壓器、火檢探頭、助燃風(fēng)機(jī)等。

當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后，供油泵運(yùn)轉(zhuǎn)，燃油通過溢油閥在回路中運(yùn)行，這樣第一可以加快點(diǎn)火時(shí)候的系統(tǒng)響應(yīng)速度，其次可以檢測(cè)回路的工作是否正常。按下點(diǎn)火按鈕后，助燃風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，進(jìn)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(shí)點(diǎn)火，可以把殘留的可燃物燃燒掉，防止在點(diǎn)火的時(shí)候由于可燃物過多，導(dǎo)致爆炸事故。吹掃終止后開增壓泵開始投油，投油負(fù)荷定為額定負(fù)荷的45%，投油30s后斷點(diǎn)火變壓器，此時(shí)火檢，若火檢輸入信號(hào)為1則說明點(diǎn)火成功，繼續(xù)投油保持燃燒，然后再升負(fù)荷。若火檢信號(hào)為0，則說明點(diǎn)火不成功，馬上中止投油，助燃風(fēng)機(jī)進(jìn)行吹掃五分鐘，為下一次的點(diǎn)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)理閥和助燃風(fēng)機(jī)調(diào)理閥聯(lián)動(dòng)，使風(fēng)和燃料的按比例變化。

燃燒系統(tǒng)通過供油泵、油包和溢油門提供具備一定緩沖能力的穩(wěn)壓供油系統(tǒng)。增壓泵和溢油門保證了油槍的霧化壓力。油槍供油回路和回油回路采用了兩

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只電磁閥串聯(lián)的方式保證了油槍燃油回路的動(dòng)作可靠。在油槍的回油回路中接入了一只電磁調(diào)理閥用于調(diào)理燃油量，以控制枯燥塔的出口溫度。

燃燒系統(tǒng)的I/O點(diǎn)表如下：

序號(hào)123456789101112點(diǎn)火變壓器火焰檢測(cè)設(shè)備名稱點(diǎn)火指令點(diǎn)火許可吹掃進(jìn)行中燃料泵燃料增壓泵燃料電磁閥助燃風(fēng)機(jī)燃燒調(diào)理閥信號(hào)作用點(diǎn)火啟動(dòng)命令點(diǎn)火許可吹掃燃料油供油泵燃料油增壓泵燃料油電磁閥助燃風(fēng)機(jī)啟動(dòng)燃燒調(diào)理閥在點(diǎn)火位置燃燒調(diào)理閥在全開位置燃燒調(diào)理閥位置點(diǎn)火變壓器接通火焰狀態(tài)

2.4枯燥系統(tǒng)

枯燥系統(tǒng)的主要設(shè)備有鼓風(fēng)機(jī)、枯燥塔、除塵器、排風(fēng)機(jī)。在枯燥系統(tǒng)中，鼓風(fēng)機(jī)將空氣送入換熱器中加熱，熱空氣進(jìn)入枯燥塔枯燥所需物質(zhì)，接著枯燥塔出口的熱空氣進(jìn)入除塵器進(jìn)行除塵，最終通過排風(fēng)機(jī)排入大氣。系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)候運(yùn)行鼓風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)，由于提前開不影響系統(tǒng)的安全性，同使在點(diǎn)火的初期還有保護(hù)加熱器的作用。同樣在中止系統(tǒng)的時(shí)候最終停風(fēng)機(jī)，同樣使保護(hù)作用。

在枯燥系統(tǒng)中，涉及到空氣溫度和枯燥塔內(nèi)負(fù)壓控制。溫度的控制包括熱空氣進(jìn)口溫度、煙氣出口溫度、枯燥塔出口溫度，其中熱空氣進(jìn)口溫度是調(diào)理燃油量（即燃油調(diào)理閥的開度）的主要依據(jù)。枯燥塔的負(fù)壓是改變排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速（主要通過變頻器實(shí)現(xiàn)）的主要依據(jù)，枯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(shí)候聲光報(bào)警，等待運(yùn)行人員確認(rèn)。

枯燥系統(tǒng)中，鼓風(fēng)機(jī)將空氣抽入換熱器中加熱，熱空氣進(jìn)入枯燥塔枯燥所需枯燥物質(zhì)，接著枯燥塔出口的熱空氣進(jìn)入除塵器進(jìn)行除塵，最終通過變頻器控制的排風(fēng)機(jī)排入大氣。

在枯燥系統(tǒng)中，涉及到空氣溫度和枯燥塔負(fù)壓控制。溫度的控制包括熱空氣進(jìn)口溫度、煙氣出口溫度、排風(fēng)溫度，其中熱空氣進(jìn)口溫度是主要的調(diào)理參數(shù)。枯燥塔的負(fù)壓控制中枯燥塔塔內(nèi)負(fù)壓是主要的調(diào)理參數(shù)。

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枯燥系統(tǒng)的I/O點(diǎn)表如下：

序號(hào)12345678910設(shè)備名稱煙氣溫度測(cè)量鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度測(cè)量排風(fēng)機(jī)排風(fēng)溫度測(cè)量枯燥塔信號(hào)作用煙氣出口溫度煙氣溫度高鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)熱空氣進(jìn)口溫度熱空氣進(jìn)口溫度異常排風(fēng)機(jī)啟動(dòng)排風(fēng)溫度排風(fēng)溫度高塔內(nèi)負(fù)壓枯燥塔內(nèi)壓力異常

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(diǎn)火成功后，溫度滿足一定數(shù)值的時(shí)候，啟動(dòng)料漿泵，經(jīng)過霧化，噴入枯燥塔，物料經(jīng)枯燥后從下面的排出合格產(chǎn)品。同時(shí)，根據(jù)控制目標(biāo)自動(dòng)增/減料槍，保證枯燥效果。

投料系統(tǒng)的主要控制信號(hào)為料漿出口壓力，根據(jù)枯燥內(nèi)負(fù)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。

投料系統(tǒng)在點(diǎn)火成功，溫度滿足一定值時(shí)，啟動(dòng)料漿泵及噴槍A，然后