加热炉自动控制综合设计毕业设计.docx

浙江同济科技职业学院加热炉自动控制综合设计学院：浙江同济科技职业学院班级：电气自动化1301班小组成员：李豪 胡佳栋 沈钰杰 傅浩指导老师：蒋元星时间：2016.1.11-2016.1.23一、概述稳定性等的要求越来越高，控制系统也千变万化。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工领域中。人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测的控制等等。随着电炉广泛应用于各类各业。通常温度控制常采用模拟或数字仪表进行调节。本文主要讲述了加热炉燃烧控制设计。 随着社会的发展， 电热炉温度控制系统冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等领域中都有着极为重要的作用。各个领域对温度控制系统的精度、稳定性等的要求也越来越高。为了生产的安全，高效率与自动化人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制等等。因此一个低成本且拥有较高的高精度，高稳定性的温度控制系统对工业生产有着极其重要的意义。温度传感器的发展是实现温度控制的必要条件。温度传感器也是最早开发，应用最广的一类传感器。1990年，温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初伽利略发明温度计开始，人们开始利用温度进行测量。真正把温度变成电信号的传感器是1821年由德国物理学家赛贝发明的，这就是后来的热电偶传感器。五十年以后，另一位德国人西门子发明了铂电阻温度计。在半导体技术的支持下，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、pn结温度传感器和集成温度传感器。与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。在现代科学研究和生产实践的诸多领域中，温度控制占有极为重要的地位，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用 。 近几年快速发展的 pid 温控、模糊控制、神经网络及遗传算法在温度控制中得到了广泛的应用。 实现温控系统的参数自调整 ,需要将线性控制与非线性相结合 , 使温度能满足用户的需要是温控系统的最终目的。 在实际应用中 ,应该根据具体的应用场合、 不同的加热对象和所要求的控制曲线和控制精度,选择不同的系统方法。二、设计方案：1、 加热炉温度控制系统基本构成 加热炉温度控制系统基本构成如图所示，它由、调节阀、加热炉、热电偶、温度变送器等个部分组成。2、 加热炉温度控制实现过程是：用plc模拟量端口采集由温度变送器输出的010v电压信号，通过plc的a/d转换将模拟量转换为数字量，即0-27648的int型变量。由于所采用的热电偶温度和电压呈线性变化，量程最高1200，在plc中使用一下公式进行电压温度变换：温度=电压120027648所获得的温度数值输入pid-compact指令模块的input口，通过与setpoint口设置的温度比较，进行pid计算，通过output口输出，再将输出的值通过以下公式转换为电压量： 电压=输出值27648100电压量通过plc的d/a转换模块输出以控制调节阀的开度，达到调节温度的目的。四、硬件设计1、硬件选型所需硬件主要有：plc及模拟量模块、热电偶、温度变送器、调节阀等名称型号备注plc西门子s7-1214 ad/dc/rly16*24v数字量输入+16*24v数字量输出+2*模拟量输入模拟量模块西门子sm 1234 ai/ao4*ai+2*ao热电偶wrr-130 b型热电偶01200量程温度变送器欣科ws9060420ma电流输出调节阀q941f420ma控制电流2、硬件设计五、软件设计1、plc变量表变量名数据类型地址启动bool%i0.2启动中间量bool%m1.0停止bool%i0.0进料门上限bool%i0.1进料门下限bool%i0.3出料门上限bool%i0.4出料门上限bool%i0.5钢板到位检测bool%i0.7输送电机bool%q0.0进料门开门bool%q0.1进料门关门bool%q0.2出料门开门bool%q0.3出料门关门bool%q0.4钢板温度检测int%iw96调节阀输出int%qw96钢板出料检测bool%i1.0pid温度输入int%md100pid输出量int%md1042、plc程序图3、 组态画面设计4、 软件调试 六、总结通过此次对加热炉的综合设计，我们进一步的学习了加热炉和各种硬件、传感器的性能参数使用状况。了解了如何进行plc传感器的其他硬件设备的正确选择。同时我们也遇到了很多问题，如对加热炉的使用状况和各种硬件、传感器的性能参数不了解，pid控制接触比较少，使用较不熟练。通过解决这些问题我们了解了pid的正确使用方法。通过了plc的a/d转换将模拟量转换为数字量，了解了各种电压-温