毕业设计（论文）-导热油炉PLC控制系统的设计（全套图纸）.pdf

毕 业 设 计（论 文） 设计题目：设计题目： 导热油炉导热油炉 PLC 控制系统的设计控制系统的设计 专专 业：业： 班班 级：级： 学学 号：号： 姓姓 名：名： 指导老师：指导老师： 起讫日期起讫日期 年年 月月 日日 年年 月月 日日 XX 学院毕业设计（论文） 导热油炉 PLC 控制系统的设计 I 摘摘 要要 本文简要介绍了导热油炉的控制方式，步进顺控图，变频器参数设置，导热 油炉的结构及功能， 并阐述了机电一体化技术的特点以及其在国内外发展的特点 和 PLC 控制。 本文采用 PLC 控制系统设计导热油炉的控制系统， 因为采用 PLC 控制系统对 导热油炉的操控很简单，从而使导热油炉的经济发展的需要和社会发展。此外， 该导热油炉具有高可靠性，低功耗，长寿命，良好的环境适应性，适用于导热油 炉的开发，以及导热油炉利润也很高，从而使 PLC 的机可以得到更好的发展，因 此， 本次的基于 PLC 的导热油炉控制系统的设计在某种程度上面来说具有重大的 经济和社会意义。 关键词：关键词：导热油炉 特点 低功耗 经济 全套图纸，加全套图纸，加153893706 XX 学院毕业设计（论文） 导热油炉 PLC 控制系统的设计 II 目目 录录 摘摘 要要 . 错误！未定义书签。 目目 录录 . II 1 绪论绪论 . 1 1.1 本课题研究的目的、意义. 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.2 导热油炉控制系统的国内外发展现状.2 1.3 应用 PLC 控制系统的优点 .3 2 导热油炉的工作原理导热油炉的工作原理 . 4 3 PLC 控制系统简介控制系统简介 . 5 3.1 PLC 的控制过程 . 6 3.2 变频器的控制方式及分类. 7 3.3 变频器的选型. 8 4 基于基于 PLC 的导热油炉控制系统硬件的设计的导热油炉控制系统硬件的设计 . 8 4.1 器件的选型 . 9 4.1.1 PLC 的选型 . 10 4.1.2 电动机的选型. 10 4.1.3 其他元器件的选型. 11 4.2 主电路及控制电路设计. 11 4.2.1 主电路的设计. 12 4.2.2 控制电路的设计. 12 5 基于基于 PLC 的导热油炉控制系统软件的设计的导热油炉控制系统软件的设计 . 12 5.1 梯形图程序的设计. 13 结结 论论 . 错误！未定义书签。 致致 谢谢 . 11 参考文献参考文献 . 16 XX 学院毕业设计（论文） 导热油炉 PLC 控制系统的设计 1 1 绪绪 论论 1.1 本课题研究的目的、意义本课题研究的目的、意义 早在上世纪，人类已经发明了各种各样的导热油炉，可以说，该导热油炉的 发明是产业发展的结晶，给社会主义工业的发展带来了很大的便利，服务于人类 社会。随着社会的进步和科学技术的发展，在 21 世纪，导热油炉已经完全改变， 全自动导热油炉早已在现实生活中被使用。随着工业技术的发展，我们利用现有 的技术发展与商业用途的新型多功能导热油炉，实现了大批量的导热油炉。导热 油炉被广泛使用， 主要用于大型在需要供热的场所。 这要求该导热油炉运行平稳， 导热效果好，容量大，故障低，可靠性高，噪音低，寿命长等优点，从而适应社 会的需求和经济发展。 1.2 导热油炉控制系统的国内外发展现状导热油炉控制系统的国内外发展现状 导热油炉行业在中国的建立的时间比较短，在很多中小型企业，市场的洗礼 和考验的程度不够，导热油炉企业管理水平与国际标准还有一定的差距，在客观 认识国内导热油炉市场的需求空间和诸多问题的发展现状， 与国际接轨和发展就 显得尤为重要。在过去的几年中，中国的导热油炉行业已经进入了一个快速发展 的时期。在国内外两大市场具有良好的发展势头。相关负责人表示，随着近几年 的价格调整，原材料价格上涨，运输和人力成本不断上升，使中国的导热油炉的 发展是一个新的功能，如下所示： 一，生产和销售规模日益扩大，信息技术 为了提高品牌知名度，导热油炉企业都采用了大量的营销策略。例如，导热 油炉店铺装修文化，导购，市场营销活动，信息技术，服务意识。运用现代技术 和手段，以高要求，高消费客户群提供个性化服务。导热油炉企业也不断从国外 著名品牌营销战略，服务技能的学习，努力提高自己的营销服务水平。大型，大 规模工业化生产的机械化，信息化管理的现代化，是导热油炉企业做大做强的必 然选择。 XX 学院毕业设计（论文） 导热油炉 PLC 控制系统的设计 2 二，发展环境趋好 近年来，国家先后出台了一系列政策，以确保增长，扩大国内需求，调整的 总体要求，结构，保持经济平稳较快发展的政策，这对于导热油炉行业的发展显 著。此外，导热油炉下乡的实施和全国各地的建设，为低碳，环保的导热油炉行 业必将得到大力推广和重视。 1.3 应用应用 PLC 控制系统的优点控制系统的优点 (3)与传统的导热油炉相比，可编程控制器在导热油炉上的优势有以下几个 方面： （1）高可靠性、强抗干扰能力的可编程控制器作为现代大规模集成电路技术 的结果，采用了内部电路采用了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。 （2）完成，功能齐全，可编程控制器开发的适用性，已形成了一个大，中， 小系列产品的所有大小。可用于各种规模的工业控制场合。 除了逻辑处理功能外， 大多数现代可编程逻辑控制器具有完善的数据运算能 力，可用于各种数字控制领域。下图即为导热油炉的图片： XX 学院毕业设计（论文） 导热油炉 PLC 控制系统的设计 3 2 导热油炉的结构及工作原理导热油炉的结构及工作原理 导热油炉是以煤、重油、轻油、可燃气体其他可燃材料为燃料，导热油为热 载体。利用循环油泵强制液相循环，将热能输送给用热设备后，继而返回重新加 热的直流式特种工业炉，导热油，又称有机热载体或热介质油，作为中间传热介 质在工业换热过程中的应用已有五十年以上的历史。 有机热载体炉是一种以热传导液为加热介质的新型特种锅炉。 具有低压高温 工作特性。随着工业生产的发展和科学技术的进步，有机热载体炉得到了不断的 发展和应用。有机热载体炉的工作压力虽然比较低，但炉内热传导液温度高，且 大多具有易燃易爆的特性， 一旦在运行中发生泄漏， 将会引起火灾、 爆炸等事故， 甚至造成人员伤亡和财产损失。因此，对有机热载体炉的安全运行和管理，必须 高度重视。 3 PLC 控制系统简介控制系统简介 3.1 PLC 的控制过程的控制过程 可编程控制器执行程序的过程有三个阶段。 (1) 输入采样阶段 PLC 通过扫描把输入端口的输入状态按顺序保存在输入 映像寄存器中，然后控制器对采集的信息进行处理，因为输入信号存在输入映像 寄存器中，即使程序在执行过程中输入状态发生了变化，对程序的执行和处理也 无任何影响。当一次扫描结束，映像寄存器被刷新，输入端信号才再次被采集进 入输入映像寄存器中，进行程序执行。再次扫面刷新，再次执行处理。 (2) 程序执行阶段 PLC 梯形图程序扫描遵循从左到右，从上到下的步骤顺 序执行。 所谓用户程序的执行， 并非是系统将 CPU 的工作交由用户程序管理， CPU 仍执行系统程序中的指令。 输入端每次采集数据都会寄存在输入端映像数据存储 区内，CPU 执行时将存储区内的信号数据进行处理。当用户程序管理程序后，程 序执行一次扫描周期后进行刷新，所有的输出映像都被依次刷新，系统进入下一 输出刷新阶段。 (3) 输出刷新阶段 当所有的指令执行完毕后， 元件映像寄存器中所有输出 继电器的状态在输出刷新阶段存到输出锁存器中，通过输出端子和外部电源，驱 XX 学院毕业设计（论文） 导热油炉 PLC 控制系统的设计 4 动外部设备。其中输出锁存器一直将状态保持到下一个循环扫描周期的开始，所 以输出映像寄存器的状态在程序执行阶段是动态的。 3.2 变频器的控制方式及分类变频器的控制方式及分类 如何实现变压变频，输出平滑规则的正弦波形，实现良好的驱动性能，是变 频器的根本任务，变频器控制中出现了多种控制方式，现在此做一简单介绍： (1)UCf 控制电压和频率成正比。控制电路的特点是结构简单、低成本和良 好的机械性能,可以满足一般传播的平滑调速的要求。 (2) 转差频率控制电动机转速的角度,这是一种实际的发动机和电动机的速 度滑移速度控制模式的逆变器输出频率决定。 (3) 矢量控制(VC)矢量控制是用来计算定子电流的磁场分量和转矩分量。 (4)直接转矩控制(DTC)是用作直接转矩控制的控制,而不是间接控制电流和 磁链。 3.3 变频器的选择变频器的选择 因为该导热油炉具有大量的水， 在导热油炉中， 电动机在低速， 高输出扭矩。 对于这点可以与三菱 PLC 匹配变频器使用，它是一种矢量型通用变频器，具有良 好的低速高转矩输出和良好的动态性能。 MM440 变频器的输出频率的控制有以 下四种方式： （1）操作的基本操作面板（BOP）模式，该模式是通过操作板键手动调整操 作模式的输出频率，以这种方式不适合自动调整。 （2）的频率选择操作模式变频器的外部输入端子的数量通常配备有多个固 定频率选择性操作功能。固定频率值由功能码设定，且频率范围内选择由外部终 端。由于这种方法可实现的频率的数目有限，所以不使用这种方式。 （3）作为外部输入端子的模拟频率选择性操作模式 MM440 设置有模拟输入 端子， 并且当该终端的电流或电压在一定范围内改变时，反相器的输出频率在一 定范围内，通常改变。这种方式可以由 PLC 可以扩展到一个模拟输出模块，模拟 转换器， 以控制逆变器的输出， 这种方法是扩大一个模块的缺点， 从而增加成本。 为了便于与网络的接口，该频率转换器具有一个网络接口，其可以通过通信 XX 学院毕业设计（论文） 导热油炉 PLC 控制系统的设计 5 模式接收的频率控制命令。三菱公司设计的通信协议，该协议是通用串行端口协 议（USS），这是基于对串行总线的原理。总线可连接到一主站和最多 31 个从属 站。 所述主站选择的从属站根据通信消息中的地址的字符传输数据。当主并不需 要它来进行沟通，从本身不能首先发送数据的站，各个之间的信息来自台的发射 不能直接。这种方法可以设置由指令所需的频率输出，并且只需要一个通信线路 到 PLC 连接到转换器。因此与四种方式相比，通信的选择，操作的最佳方式。 4 基于基于 PLC 的导热油炉控制系统硬件的设计的导热油炉控制系统硬件的设计 4.1 器件的选型器件的选型 4.1.1 PLC 的选型的选型 本次设计的日本三菱公司的 FX2N 用于生产 FX2N-32MR 系列 PLC 模型中的模 型,PLC 有 50 个输入接口和 50 个输出接口,继电器的输出接口类型。 FX2N 系列是 最先进的FX系列PLC的家庭,因为FX2N系列具有以下特点:最大范围的标准功能, 程序执行速度,完全互补的通信功能,适用于不同的国家和满足个人需要的大量 的特殊功能模块,具有较强的灵活性和控制能力。 4.1.2 电动机的选型电动机的选型 导热油炉的电动机用于单相电容运转异步电动机的运行。3.6 公斤的导热油 炉设计容量,电动机额定功率 180w,清洗速度 175r/min,1200r/ min。总之,选择 yy104 -180 型单相电容运转异步电动机,额定功率为 180w,额定电压 220v,额定 转速 1350r/min,额定电流 1.7a。 4.1.3 其他元器件的选型其他元器件的选型 其他元器件参数见下表： 序 号 部 件 名 称 型 号 单 位 数 量 备 注 1、控制系统传感器 1.1 温度远传检测点 1 K 型热电偶 WRN-220 L=600 M272 420mA 支 1 炉膛温度 （K 型 0-1300） 2 铂热电阻 WZP-220 L=200 M272 420mA 只 1 进口油温度 （0-400） XX 学院毕业设计（论文） 导热油炉 PLC 控制系统的设计 6 3 铂热电阻 WZP-220 L=200 M272 420mA 只 1 出口油温度 （0-400） 4 铂热电阻 WZP-220 L=200 M272 420mA 只 1 膨胀槽油温 （0-400） 5 铂热电阻 WZP2-220 L=500 M272 420mA 只 1 炉本体出口烟温 （0-600） 6 铂热电阻 WZP-220 L=200 M272 420mA 只 1 引风机进口烟温 （0-400） 1.2 压力远传检测点 1 压力变送器 01.6Mpa 台 1 导热油炉进口压力 2 压力变送器 01.6Mpa 台 1 导热油炉出口压力 3 差压变送器 -500Mpa-500Pa 420mA 台 1 炉膛负压 1.3 液位及料位远传检测点 1 浮球液位控制器 UQK-02 只 1 膨胀槽液位 1.4 电动调节阀 1 电动执行器 开关量过程控制,420mA 反馈 台 1 引风机风门 2 电动执行器 开关量过程控制,420mA 反馈 台 1 鼓风机风门 3 电动执行器 开关量过程控制,420mA 反馈 台 1 二次风机风门 1.5 限位开关 1 接近开关 三线制 24VDC 只 4 左右推料伸出,缩回 2 接近开关 三线制 24VDC 台 6 所有炉排伸出,缩回 序 号 部 件 名 称 型 号 单 位 数 量 备 注 1、燃烧系统控制设备统计 1 鼓风机 G10-15 30KW 只 1 星三角 2 二次鼓风机 T4-72 5.5KW 只 1 直接启动 3 引风机 Y5-47 90KW 只 1 变频器调速 4 双头拨料器 0.55 KW 只 1 直接启动 5 推料 1 级,4 只电磁阀 套 1 电磁阀控制 6 往复炉排 15T（合金钢炉排） 3 级,6 只电磁阀 套 1 电磁阀控制 7 刮板出渣机 SGC-15 2.2KW 只 1 直接启动 8 皮带上料机 L=25000mm 7.5KW 只 1 变频器调速 9 除尘器转阀电机 0.75KW 只 2 直接启动 10 鼓风机风门 只 1 开关量过程控制 11 引风机风门 只 1 开关量过程控制 12 二次风机风门 只 1 开关量过程控制 1.2 循环系统 XX 学院毕业设计（论文） 导热油炉 PLC 控制系统的设计 7 1 高温循环泵 WRY125-100-250 75KW 台 3 星三角启动,2 用 1 备 2 齿轮注油泵 2CY3-18/3.6-1 5.5KW 台 1 直接启动 1.3 砂光粉系统 1 砂光粉下料电机 1.1KW 台 2 变频器调速 2 砂光粉输送风机 MQS5-54 6C 7.5KW 台 2 直接启动 1.4 液压系统 1 液压泵 15T/h 电机 7.5KW 只 1 直接启动 4.2 主电路及控制电路设计主电路及控制电路设计 4.2.1 主电路的设计主电路的设计 XX 学院毕业设计（论文） 导热油炉 PLC 控制系统的设计 8 4.2.2 控制电路的设计控制电路的设计 PLC 控制电路如下图所示： XX 学院毕业设计（论文） 导热油炉 PLC 控制系统的设计 9 XX 学院毕业设计（论文） 导热油炉 PLC 控制系统的设计 10 5 基于基于 PLC 的导热油炉控制系统软件的设计的导热油炉控制系统软件的设计 5.1 梯形图程梯形图程序序的设计的设计 XX 学院毕业设计（论文） 导热油炉 PLC 控制系统的设计 11 结结 论论 本次毕业设计的题目是多功能切菜机的设计，直到今天，毕业设计总算接 近尾声了，通过这次对于基于 PLC 的导热油炉控制系统的设计，使我们充分把 握的设计方法和步骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，在各 种软件的使用找到的资料或图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生都能给 予及时的指导，确保设计进度，本文所设计的是基于 PLC 的导热油炉控制系统 的设计，通过初期的方案的制定，查资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到 了所学知识的重要性，从而让我更加深刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻 研，不断进取才可要做的好，总之，本设计完成了老师和同学的帮助下，在大学 研究的最感谢帮助过我的老师和同学，是大家的帮助才使我的论文得以通过。 XX 学院毕业设计（论文） 导热油炉 PLC 控制系统的设计 12 致致 谢谢 在此论文完成之际，我的心里感到特别高兴和激动，在这里，我打心里向 我的导师和同学们表示衷心的感谢！因为有了老师的谆谆教导，才让我学到了很 多知识和做人的道理， 由衷地感谢我亲爱的老师， 您不仅在学术上对我精心指导， 在生活上面也给予我无微不至的关怀支持和理解，在我的生命中给予的灵感，所 以我才能顺利地完成大学阶段的学业，也学到了很多有用的知识，同时我的生活 中的也有了一个明确的目标。知道想要什么，不再是过去的那个爱玩的我了。导 师严谨的治学态度，创新的学术风格，认真负责，无私奉献，宽容豁达的教学态 度都是我们应该学习和提倡的。通过近半年的设计计算，查找各类基于 PLC 的 导热油炉控制系统的相关资料，论文终于完成了，我感到非常兴奋和高兴。虽然 它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因为我是怎么想 的，这是我付出的汗水获得的成果，是我在大学四年的知识和反映。四年的学习 和生活，不仅丰富了我的知识，而且锻炼了我的个人能力，更重