三相电热器控制工艺分析

PLC控制系统课程设计PAGE5目录TOC\o"1-2"\h\z\u第1章三相电热器控制工艺分析 11.1电热器的发展 11.2三相电热器控制工艺分析 1第2章三相电热器控制PLC控制系统设计 22.1三相电热器控制程序流程图设计 22.2三相电热器控制程序设计思路 2第3章三相电热器控制PLC监控系统设计 43.1PLC与上位监控软件通讯 43.2上位监控系统组态设计 43.3三相电热器控制PLC监控系统梯形图 5结论与体会 7参考文献 8附录 9

第1章三相电热器控制工艺分析1.1电热器的发展电加热是将电能转换为热能的过程。自从发现电源通过导线可以发生热效应之后，世界上就许多发明家从事于各种电热电器的研究与制造。电热的发展及普及应用也与其它行业一样，遵循着这样一个规律：从先进的国家逐步推广到世界各国；从城市逐步发展到农村；由集体使用发展到家庭、再到个人；产品由低档发展到高档。十九世纪处于萌芽阶段的电热电器大都是拙劣的，最早出现是用于生活的电热电器，1893年电慰斗的雏型首在美国出现并使用，接着到1909年出现电灶的使用，那是在炉灶中放置电加热器，也就是说加热从柴禾转移到电气，即从电能转变为热能。但是真正电热电器工业的急速发展，却是在用作电热元件的镍铬合金的发明之后。1910年美国首先研制成功用镍铬合金电热丝制作的电慰斗，这就从根本上改善了电慰斗结构，使用慰斗迅速得到普及。到1925年在日本出现在锅中安装电热元件的产品，成为现代电饭锅的原形。在这阶段工业上也出现实验室用电炉，熔胶炉、暖气器等电热产品。1910年至1925年是电热电器历史上的大发展阶段，在家庭和工业方面，电热电器各种品种的出现和普及应用都得到了急速的发展，而尤以家庭方面为甚。所以镍铬合金的发明是奠定了电热电器工业发展的基础。1.2三相电热器控制工艺分析电加热器是一种消耗电能转换为热能，来对需加热物料进行加热。在工作中低温流体介质通过管道在压力作用下进入其输入口，沿着电加热容器内部特定换热流道，运用流体热力学原理设计的路径，带走电热元件工作中所产生的高温热能量，使被加热介质温度升高，电加热器出口得到工艺要求的高温介质。电加热器内部控制系统依据输出口的温度传感器信号自动调节电加热器输出功率，使输出口的介质温度均匀；当发热元件超温时，发热元件的独立的过热保护装置立即切断加热电源，避免加热物料超温引起结焦、变质、碳化，严重时导致发热元件烧坏，有效延长电加热器使用寿命。三相电的最大用途是驱动电热器。如果是单相或者两项交流电构不成稳定的具有固定旋转方向的旋转磁场，四相、五相甚至更多的相当然好，但费用昂贵不经济，那就只有选三相交流电了。三相电的产生是因为其能为电电热器带来较好的性能。三相并不是产生旋转磁场的最小相数，两个在空间上垂直，在相位上差90度的交流线圈同样可以产生旋转磁场，但这会造成电机极距下线圈无法均布，从而不但降低了电机容量，还会产生主磁场的严重崎变。三相供电系统具有很多优点，为各国广泛采用。在发电方面，相同尺寸的三相发电机比单相发电机的功率大，在三相负载相同的情况下，有利于电热器的工作；在传输方面，三相系统比单相系统节省传输线，三相变压器比单相变压器经济三相电应是工厂用的三相动力线，是三根火线，火线之间的电压是380V，而每根火线与零线是220V,也就是我们用的市电。三根火线相位不同，相差120度。

第2章三相电热器控制PLC控制系统设计2.1三相电热器控制程序流程图设计开始开始判断coscos切在1位置cos切在2位置按键选择PB5按下是否按键选择PB5按下是否按PBl，风扇运转[MCl、PLl闪烁]，PL4熄灭。5秒后[PLl闪烁5次]，PLl亮，此时方可按PB2，电热器导电[MC2、PL2动作]按PB4时电热器断电，15秒后[PLl闪烁15次]，风扇停止运转，PL4亮风扇运转[MCl、PLl动作]，电热器导电[MC2、PL2动作]，PL4熄灭风扇停止运转，电热器断电[PL4动作]按PBl，风扇运转[MCl、PLl闪烁]，PL4熄灭。5秒后[PLl闪烁5次]，PLl亮，此时方可按PB2，电热器导电[MC2、PL2动作]按PB4时电热器断电，15秒后[PLl闪烁15次]，风扇停止运转，PL4亮风扇运转[MCl、PLl动作]，电热器导电[MC2、PL2动作]，PL4熄灭风扇停止运转，电热器断电[PL4动作]结束结束图2-1三相电热器控制流程图2.2三相电热器控制程序设计思路1．控制电路如图2-2所示。2．COS切在1的位置。(1)按住PB5，风扇运转[MCl、PLl动作]，电热器导电[MC2、PL2动作]，PL4熄灭。(2)放开PB5，风扇停止运转，电热器断电[PL4动作]。(3)此时按PBl、PB2、PB4均无作用。3．COS切在2的位置。(1)按PBl，风扇运转[MCl、PLl闪烁]，PL4熄灭。5秒后[PLl闪烁5次]，PLl亮，此时方可按PB2，电热器导电[MC2、PL2动作]。(2)按PB4时电热器断电，15秒后[PLl闪烁15次]，风扇停止运转，PL4亮。(3)此时按PB5没有作用。4．热继电器(TH—RY)动作时，风扇停止运转，电热器断电，PL4亮，BZ响，PL3闪烁[ON／0．5s，OFF／0．5s]。5．热继电器先复位，警报同前[BZ响、PL3闪烁]，按PB3，Bz停响，PL3熄灭。6．先按PB3时，Bz停响，PL3亮；热继电器复位，PL3熄灭。

第3章三相电热器控制PLC监控系统设计3.1PLC与上位监控软件通讯上位机是指人可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC,屏幕上显示各种信号变化（液压，水位，温度等）。下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机，一般是PLC/单片机之类的。上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据（一般模拟量），转化成数字信号反馈给上位机。简言之如此，上下位机都需要编程，都有专门的开发系统。在概念上，控制者和提供服务者是上位机，被控制者和被服务者是下位机，也可以理解为主机和从机的关系，但上位机和下位机是可以转换的，两机如何通讯，一般取决于下位机。TCP/IP一般是支持的。但是下位机一般具有更可靠的独有通讯协议，购买下位机时，会带一大堆手册光盘，告诉你如何使用特有协议通讯。里面会举大量例子。一般对编程人员而言一看就会，即使用新的API。多语言支持功能模块，一般同时支持数种高级语言为上位机编程。通常上位机和下位机通讯可以采用不同的通讯协议，可以有RS232的串口通讯，或者采用RS485串行通讯，当用计算机和PLC通讯的时候不但可以采用传统的D形式的串行通讯，还可以采用更适合工业控制的双线的PROFIBUS-DP通讯，采用封装好的程序开发工具就可以实现PLC和上位机的通讯。当然可以自己编写驱动类的接口协议控制上位机和下位机的通讯。3.2上位监控系统组态设计在使用工控软件中，我们经常提到组态一词，组态英文是“Configuration”，其意义究竟是什么呢？简单的讲，组态就是用应用软件中提供的工具、方法，完成工程中某一具体任务的过程。与硬件生产相对照，组态与组装类似。如要组装一台电脑，事先提供了各种型号的主板、机箱、电源、CPU、显示器、硬盘、光驱等，我们的工作就是用这些部件拼凑成自己需要的电脑。当然软件中的组态要比硬件的组装有更大的发挥空间，因为它一般要比硬件中的“部件”更多，而且每个“部件”都很灵活，因为软部件都有内部属性，通过改变属性可以改变其规格（如大小、性状、颜色等）。在组态概念出现之前，要实现某一任务，都是通过编写程序（如使用BASIC、C、FORTRAN等）来实现的。编写程序不但工作量大、周期长，而且容易犯错误，不能保证工期。组态软件几天就可以完成。组态软件是有专业性的。一种组态软件只能适合某种领域的应用。组态概念最早出现在工业计算机控制中。如DCS（集散控制系统）组态，PLC（可编程控制器）梯形图组态。人机界面生成软件就叫工控组态软件。其实在其他行业也有组态的概念，人们只是不这么叫而已。如AutoCAD、PhotoShop、办公软件（PowerPoint）都存在相似的操作，即用软件提供的工具来形成自己的作品，并以数据文件保存作品，而不是执行程序。组态形成的数据只有其制造工具或其他专用工具才能识别。但是不同之处在于，工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的。组态工具的解释引擎，要根据这些组态结果实时运行。从表面上看，组态工具的运行程序就是执行自己特定的任务。虽然说组态就是不需要编写程序就能完成特定应用。但是为了提供一些灵活性，组态软件也提供了编写手段，一般都是内置编译系统，提供类BASIC语言，有的甚至支持VB。在当今工控领域，一些常用的大型组态软件主要有：WinCC、iFix、Intouch、组态王、力控、易控等。3.3三相电热器控制PLC监控系统梯形图07121723071217232730M5X006X000M102X006M102X006M101M1M101M1X001X006X000Y001M103X001X006X000Y001M103M103M5T2M103MM101Y001T1K50M103Y002T1K50M103Y002TIM103M2M100TIM103M2M100M2M2MM103M2M104M104YY002M5MX002M102Y002Y002374146374146505461697379818689X004M104M1M105M105M105M105T2K150M1M3T2K150M1M3M3MM3M4X006M3M3X003M4M4M4MM3M4M2M100M1M106M106T3K5T4K10Y000Y003M106T4T3K5T4K10Y000Y003M106T4M106M100MM106M100MM1M2Y001T3M106Y002T3Y002T3M4Y001Y002Y004Y005Y006ENDY004Y005Y006END图3-1三相电热器控制PLC监控系统梯形图结论与体会通过这次的课程设计，我亲身体会到做PLC程序设计的艰辛和努力，在设计过程中，我遇到了不少困难，也有许多从未遇到的难题，但是我坚持并努力的克服了，在寻求答案的过程中我学习到了更多知识，这都是在这次课程设计中学习到的宝贵经验，相信在以后的学习生活中，我会继续运用好这种精神，让学习和工作变得更加有乐趣，也更加积极向上的学习新知识。通过这次设计实践。我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。设计的过程本身就是收集知识和寻找答案的过程，这个过程中可能有时一筹莫展，有时无从下手，但是一旦找到了灵感，找到了方法，其实事情本来很简单，只是以前从来没有想到而已，所以，在以后的学习和工作中，试着尝试换一种方式，用崭新的思维重新思考下，或许就有了更大的收获。参考文献[1]张伟林.电气控制与PLC应用[M].北京:人民邮电出版社,2006.[2]周美兰.PLC电气控制与组态设计[M].北京:科学出版社,2003.[3]洪志育.例说PLC[M].北京:人民邮电出版社,2006.[4]吕卫阳.PLC工程应用实例分析[M].北京:中国电力出版社,2007.[5]连建华.PLC应用技术[M].北京:国防工业出版社,2009.[6]李辉.S7-200PLC编程原理与工程实训[M].北京:航空航天大学出版社,2008.[7]吴中俊,黄永红.可编程序控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社,2005.[8]王永华.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京:航空航天大学出版社,2003.附录LDX006ANDX000OUTM5ANDX005OUTM102ANDM5OUTM101LDX001ORY001ANDX006ANDX000OUTM103LDM103ANDM5ANDT2ORM101OUTY001LDM103ANIY002OUTT1K50OUTM100LDT1ORM2ANDM103OUTM2LDM103ANDM2OUTM104LDY002ORX002ANDM5ANDM1ANDM104ORM102OUTY002LDX004ORM1ANDM104OUTM105LDM105OUTT