導(dǎo)熱油溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

導(dǎo)熱油溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)：導(dǎo)熱油主要用于化工生產(chǎn)過程的熱載體，可以用于加熱或者冷卻。這個(gè)系統(tǒng)包括：冷油循環(huán)系統(tǒng)和熱油循環(huán)系統(tǒng)。本課設(shè)要求設(shè)計(jì)熱油泵和油加熱器組成的熱油循環(huán)系統(tǒng)，用蒸汽實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)熱油的換熱過程，工作過程為：當(dāng)導(dǎo)熱油的溫度過低時(shí)，利用采集的蒸汽流量信號(hào)來調(diào)節(jié)蒸汽的流量控制導(dǎo)熱油的溫度；當(dāng)導(dǎo)熱油溫控制穩(wěn)定后利用導(dǎo)熱油溫度控制蒸汽量大小，用以保護(hù)設(shè)備的安全。設(shè)計(jì)要求：1、根據(jù)控制要求進(jìn)行方案選擇論證，即分析系統(tǒng)功能，確定系統(tǒng)的輸入/輸出信號(hào)及類型，選擇PLC主機(jī)、、流量傳感器和蒸汽閥以及相應(yīng)的PLC擴(kuò)展模塊，并設(shè)計(jì)PID算法；2、根據(jù)輸入/輸出信號(hào)建立I/O分配表，完成PLC與輸入/輸出信號(hào)的的外部接線；3、按系統(tǒng)的控制要求，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的梯形圖；4、上機(jī)調(diào)試、完善程序；5、按學(xué)校規(guī)定的書寫格式，撰寫、打印設(shè)計(jì)說明書一份；設(shè)計(jì)說明書應(yīng)在4000字以上。1、溫度測量范圍：0—400℃；蒸汽流量檢測精度：，±1%；2、控制溫度：260℃；控制精度：0.5％；3、溫度最大值：300℃，越限報(bào)警。1、布置任務(wù)，查閱資料，理解掌握系統(tǒng)的控制要求。（2天）2、確定系統(tǒng)的輸入/輸出信號(hào)和類型，選擇PLC主機(jī)和擴(kuò)展模塊，選擇傳感器型號(hào)。（1天）3、建立I/O分配表，完成PLC與輸入輸出信號(hào)的的外部接線。（1天）4、按系統(tǒng)的控制要求，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的梯形圖。（3天）5、上機(jī)調(diào)試、修改程序、答辯。（2天）6、撰寫、打印設(shè)計(jì)說明書（1天）平時(shí)：論文質(zhì)量：答辯：指導(dǎo)教師簽字：總成績：年月日摘要本系統(tǒng)是基于PLCS7-200控制的導(dǎo)熱油溫度控制系統(tǒng)。根據(jù)測溫范圍，選擇熱電偶溫度傳感器檢測導(dǎo)熱油溫度，經(jīng)溫度信號(hào)經(jīng)過擴(kuò)展模塊EM235傳送到CPU224進(jìn)行分析處理，由于熱電偶輸出的是微弱的電壓信號(hào)，所以要經(jīng)過放大器件和電壓/電流轉(zhuǎn)換器件,將信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)才可傳送到擴(kuò)展模塊。運(yùn)用PID運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)執(zhí)行閥開度的控制。當(dāng)導(dǎo)熱油的溫度過低時(shí)，閥門開度增大，蒸汽流量增大，溫度升高。同時(shí)將法蘭式V錐流量傳感器FFM61S傳送的流量值進(jìn)行三位LED循環(huán)顯示。關(guān)鍵詞：PID；熱電偶；S7-200；

目錄TOC\o"1-3"\f\h\z第1章緒論 比例系數(shù)加大，使系統(tǒng)的動(dòng)作靈敏，速度加快，穩(wěn)態(tài)誤差減小。Ｋ偏大，振蕩次數(shù)加多，調(diào)節(jié)時(shí)間加長。Ｋ太大時(shí)，系統(tǒng)會(huì)趨于不穩(wěn)定。Ｋ太小，又會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)作緩慢。Ｋ可以選負(fù)數(shù)，這主要是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器以控制對(duì)象的特性決定的。如果Ｋ的符號(hào)選擇不當(dāng)對(duì)象狀態(tài)(pv值)就會(huì)離控制目標(biāo)的狀態(tài)(sv值)越來越遠(yuǎn)，如果出現(xiàn)這樣的情況Ｋ的符號(hào)就一定要取反。硬件設(shè)計(jì)外部接線圖硬件外部接線如圖3.1所示，CPU224輸出端子Q0.1-Q0.6接發(fā)光二級(jí)管，用來顯示流量值。Q0.7接紅燈，用來作為報(bào)警顯示。1L、2L、3L接L1，然后接220V電源。啟動(dòng)開關(guān)接L+。圖3.1外部接線圖I/O分配表3.2I/O分配表模塊名稱地址編號(hào)信號(hào)名稱CPU224I0.0啟動(dòng)按鈕Q0.0段碼顯示A段Q0.1段碼顯示B段Q0.2數(shù)碼顯示C段Q0.3段碼顯示D段Q0.4段碼顯示E段Q0.5段碼顯示F段Q0.6段碼顯示G段Q0.7報(bào)警指示燈EM235AIW0流量信號(hào)輸入AIW2溫度信號(hào)輸入軟件設(shè)計(jì)初次上電1)讀入模擬信號(hào)，并把數(shù)值轉(zhuǎn)化顯示鍋爐的當(dāng)前電壓2)判斷導(dǎo)熱油溫度是否在正常范圍，打亮溫度越上限報(bào)警指示燈調(diào)用子程序子程序1）輸入設(shè)定溫度2）把設(shè)定溫度、P值、I值、D值都導(dǎo)入PID3）每100ms中斷一次子程序進(jìn)行PID運(yùn)算中斷程序，PID的計(jì)算把流量值進(jìn)行段碼顯示。系統(tǒng)測試與分析圖5.1實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象圖課程設(shè)計(jì)總結(jié)溫度控制一直是工業(yè)控制中的一個(gè)最重要最常見的被控變量，隨著PLC的發(fā)展，種類繁多的控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，適應(yīng)溫控系統(tǒng)非線性，干擾多，大時(shí)延，時(shí)變和分布變化的特點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該根據(jù)具體的應(yīng)用場合、不同的加熱對(duì)象和所要求的控制曲線和控制精度，選擇不同的系統(tǒng)方法。在設(shè)計(jì)中，采用功能強(qiáng)、安全系數(shù)高的德國SIEMENSSIMATICS7-200可編程控制器來實(shí)現(xiàn)印染定型機(jī)溫度控制系統(tǒng)控制，西門子最大的優(yōu)點(diǎn)就是穩(wěn)定性好、安全系數(shù)高，常常可以無故障工作好幾年，而且就算是哪里壞了也只要換其中的一個(gè)模塊，既方便又經(jīng)濟(jì)。根據(jù)環(huán)境的需要，選用K型熱電偶做為溫度傳感器，較之其他溫度傳感器，熱電偶能直接測量液體表面溫度，減小人為誤差，并且滿足測量溫度范圍，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，較低溫度漂移和零點(diǎn)漂移。有較強(qiáng)的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。設(shè)計(jì)基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)目的,利用PLC實(shí)現(xiàn)了對(duì)的各種控制，通過合理的設(shè)備選型、參數(shù)設(shè)置和軟件設(shè)計(jì)，提高了溫度控制系統(tǒng)的可靠性。該溫度控制系統(tǒng)也有一些有不足的地方需要改進(jìn)，編程時(shí)我們用了編程軟件自帶的PID指令向?qū)K，這樣雖然方便，但是使得控制系統(tǒng)超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間都稍微偏大，若不直接調(diào)用該模塊，而是自己編寫PID控制子程序的話，控制效果可能會(huì)更好。還有人機(jī)界面內(nèi)容不夠豐富，若再加上報(bào)表系統(tǒng)、打印功能的話，那就更完美了。通過本次課程設(shè)計(jì)，主要培養(yǎng)了我的綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能去分析和解決本專業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問題，建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序和方法。通過課程設(shè)計(jì)，進(jìn)行工程知識(shí)和工程技能的綜合訓(xùn)練，使我們一走上工作崗位，就具有較強(qiáng)的應(yīng)用生產(chǎn)現(xiàn)場正在使用和近期可能推廣使用的技術(shù)去解決工程實(shí)際問題的能力。

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