加热炉反应的自动控制毕业设计.docx

《加热炉反应的自动控制毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《加热炉反应的自动控制毕业设计.docx（61页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、毕 业 论 文论文题目加热炉反响的自动掌握毕业论文设计原创性声明本人所呈交的毕业论文设计是我在导师的指导下进展的争论工作及取得的争论成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外， 本论文设计不包含其他个人已经发表或撰写过的争论成果。对本论文设计的争论做出重要奉献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名：日期：毕业论文设计授权使用说明本论文设计作者完全了解*学院有关保存、使用毕业论文设计的规定，学校有权保存论文设计并向相关部门送交论文设计的电子版和纸质版。有权将论文设计用于非赢利目的的少量复制并允许论文设计进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文设计的全部或局部内容。保密的论文设计在

2、解密后适用本规定。作者签名：指导教师签名：日期：日期：注 意 事 项1. 设计论文的内容包括：1） 封面按教务处制定的标准封面格式制作2） 原创性声明3） 中文摘要300 字左右、关键词4） 外文摘要、关键词5） 目次页附件不统一编入6） 论文主体局部：引言或绪论、正文、结论7） 参考文献8） 致谢9） 附录对论文支持必要时2. 论文字数要求：理工类设计论文正文字数不少于 1 万字不包括图纸、程序清单等，文科类论文正文字数不少于 1.2 万字。3. 附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文复印件。4. 文字、图表要求：1） 文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求， 无错

3、别字，不准请他人代写2） 工程设计类题目的图纸，要求局部用尺规绘制，局部用计算机绘制， 全部图纸应符合国家技术标准标准。图表干净，布局合理，文字注释必需使用工程字书写，不准用徒手画3） 毕业论文须用 A4 单面打印，论文 50 页以上的双面打印4） 图表应绘制于无格子的页面上5） 软件工程类课题应有程序清单，并供给电子文档5. 装订挨次1） 设计论文2附件：依据任务书、开题报告、外文译文、译文原文复印件次 序装订3其它疆工程学院毕业论文任务书学 生 姓 名专 业 班 级论 文 题 目基于 PLC 和 MCGS 的加热炉反响自动掌握承受任务日期完成任务日期指 导 教 师指导教师单位论文要求1、设

4、计系统的画面。2、依据掌握工艺编写程序。3、制作数据报表、绘制运行曲线。4、设置用户权限治理及工程安全治理。5、编辑用户菜单,试程序。6、 编写下位机PLC程序7、编写设计说明书。1：布置设计任务，深入了解设计内容，阅读参考资料。1.第一周：生疏 MCGS 软件及加热反响炉自动掌握系统。教师指导过程记录2.其次周：依据掌握工艺编写程序。3.第三周，第四周：制作数据报表、绘制运行曲线。4.第五周：设置用户权限治理及工程安全治理，编辑用户菜单。5第六周：调试程序，编写设计说明书。6.第七周：修改，打印说明书，画正式图纸。总结，预备毕业辩论， 完成辩论。1.胡寿松. 自动掌握原理.第三版 国防工业出

5、版社参考资料2. 赵国材. 计算机掌握技术3. 熊民. 自动掌握原理.4. 吴秀英 组太掌握技术吉林大学出版社电子工业出版社电子工业出版社疆工程学院毕业论文成绩表学 生 姓 名论 文 题 目专 业 班 级基于 plc 和 mcgs 的加热炉反响自动掌握考 核满评分分1、工作态度与纪律102、根本理论、根本学问、根本技能和外文水平103、独立工作力量、分析和解决问题力量104、完成任务的状况与水平论文质量10指导教师签字：年月日考 核 内 容项 目一、指导教师评分二、1、论文质量正确性、条理性、制造性和有用性15评阅2、成果技术水平理论分析、计算、试验和实物性能15教师评分评阅教师签字：年月日1

6、、完成任务书所规定的内容和要求5三、2、论文的质量5辩论3、课题论文内容的表达10小组4、答复以下问题的正确性10评分辩论组长签字：年月日四、辩论小组成绩评定：负责人签字：年月日五、辩论委员会意见：辩论委员会主任签字：年月日名目摘 要1Abstract2第一章 引言31.1 课题背景31.2 MCGS 组态软件31.2.1 MCGS 简介31.2.2 MCGS 的主要特点51.3 PLC 软件61.3.2 PLC 的特点：71.3.4PLC 构造8其次章系统的硬件软件112.1 加热反响炉对电气掌握系统的要求112.2 系统设计方案112.3 对象和范围确实定142.4 S7-200 的性能1

7、72.4.1S7-200 CPU222 一般性能172.4.2 输入特性192.4.3 输出特性192.5 系统硬件图设计20第三章 加热反响炉简介223.1 加热反响炉简介223.2 加热反响炉原理233.2.1 反响炉掌握的过程233.2.2 加热反响炉原理图：23第四章 掌握画面的创立254.1 工程的建立254.2 设计监控界面254.3 变量的定义264.4 动画链接274.4.1 液位升降效果284.4.2 阀门的启停284.4.3 水流效果284.5 仪表添加应用294.6 曲线显示294.6.1 实时曲线294.6.2 历史曲线314.7 设备连接325.1 脚本程序的语句形式

8、335.2 梯形图34第六章设备选型366.1 温度传感器366.2 压力传感器386.3 液位传感器405.4 电磁阀425.4.1 电磁阀工作原理：42总结46致谢47参考文献48摘 要该掌握系统承受可编程掌握器为核心、PC 为上位机,可编程掌握器通过专用数据线和上位机通信，利用组态软件对整个系统进展实时监控，利用 PLC 对加热反响炉进展现场的实施自动掌握。试验证明， PLC 和 MCGS 结合有利于PLC 掌握系统的设计、检测，具有良好的应用价值。关键词：PLC，MCGS，加热反响炉AbstractKeywords: PLC, MCGS, heating furnaceThe cont

9、rol system uses a programmable controller as the core, PC as host computer, programmable controller through a dedicated data line and the host computercommunication,real-timemonitoringofthewholesystemwith configuration software, carry out the automatic control of the heating furnace siteimplementati

10、on using PLC. Experiments show that, PLC and MCGS binding toPLC control system design, test, and has good application value.第一章 引言1.1 课题背景加热反响炉是冶金、化工工业常用的重要设备，过去仅依靠人工阅历进展 操作，往往存在送料、温度、压力等条件变化时不能实施有效掌握的问题，产 品质量不稳定甚至消灭次品，造成原料铺张，给企业带来经济损失。可编程序 掌握器 PLC 以其牢靠性高、功能强、掌握敏捷等特点，已成为目前工业现场环境的首选掌握装置。它不仅能实现简单的规律挨次

11、掌握，还能完成少量模拟 量的过程掌握，且编程简洁，使用便利。本文承受可编程掌握器 PLC 为核心、PC 为上位机，通过专用数据线和上位机通信，利用组态软件对整个系统进展实时监控，利用 PLC 对加热反响炉进展现场的实施自动掌握，进而实现了对加热反响炉的可视化监控系统。组态软件的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视掌握以及过程掌握等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称运动系统2。组态软件是指一些数据采集与过程掌握和专用软 件，它们是自动掌握系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用敏捷的组态方式，为用户供给快速构建工业自动化掌握监控功能的，通用的层次的

12、软件工具。组态软件能支持各种工控设备的常见的通信协议，并且通常分布式数据治理和网络功能。对于原有的 HMI 的概念，组态软件用户能够快速建立自己的HMI 的软件工具，或开发环境。在组态软件消灭之前工控领域的用户通过编写HMI 应用，开发时间长，效率底，牢靠性差；或者购置过去的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满足需求。很难与外界进展数据交互3。 组态软件消灭把用户从这些逆境中解脱出来，可以利用组态软件的功能构建一套适合自己的应用系统。1.2 MCGS 组态软件1.2.1 MCGS 简介MCGS(Monitor and Control Generated System，监视与掌握通

13、用系统)是北京昆仑通态自动化软件科技研发的一套基于 Windows 平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与掌握，可运行于 Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2023/xp 等操作系统。MCGS 组态软件包括三个版本，分别是网络版、通用版、嵌入版。具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。通过与其他相关的硬件设备结合，可以快速、便利的开发各种用于现场采集、数据处理和掌握的设备。用户只需要通过简洁的模块化组态就可构造自己的应用系统，如可以敏捷组态各种智能仪表、数据采集模块，无纸记录仪、无人值守的

14、现场采集站、人机界面等专用设备。在使用工控软件中，我们常常提到组态一词，组态英文是“Configuration，”其意义到底是什么呢？简洁的讲，组态就是用应用软件中供给的工具、方法、完成工程中某一具体任务的过。与硬件生产相比照，组态与组装类似，固然软件中的组态要比硬件的组装有更大的发挥空间，由于它一般要比硬件中的部件更多，而且每个部件都很敏捷，由于软部件都有内部属性，通过转变属性可以转变其规格如大小、性状、颜色等。组态 软件，又称监控组态软件，译自英文 SCADA,即 Supervision,Control and Data Acquisition(数据采集与监视掌握),组态软件的应用领域很广

15、，它可以应用于电力 系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视掌握以及过程掌握等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统(RTU System,Remote Terminal Unit)。MCGS 组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五局部构成，每一局部分别进展组态操作，完成不同的工作，具有不同的特性，如图 1.1 所示。图 1.1 MCGS 的构成1.2.2 MCGS 的主要特点容量小：整个系统最低配置只需要微小的存贮空间，可以便利的使用 DOC等存贮设备；速度快：系统的时间掌握精度高，可以便利地完成各种高速采集系统， 满足实时掌握系统要求；

16、本钱低：使用嵌入式计算机，大大降低设备本钱； 真正嵌入：运行于嵌入式实时多任务操作系统；稳定性高：无风扇，内置看门狗，上电重启时间短，可在各种恶劣环 境下稳定长时间运行；功能强大：供给中断处理，定时扫描精度可到达毫秒级，供给对计算 机串口，内存，端口的访问。并可以依据需要敏捷组态；通讯便利：内置串行通讯功能、以太网通讯功能、GPRS 通讯功能、Web 扫瞄功能和 Modem 远程诊断功能，可以便利地实现与各种设备进展数据交换、远程采集和 Web 扫瞄；操作简便：MCGS 嵌入版承受的组态环境，继承了 MCGS 通用版与网络版简洁易学的优点，组态操作既简洁直观，又敏捷多变；支持多种设备：供给了全

17、部常用的硬件设备的驱动；有助于建筑完整的解决方案：MCGS 嵌入版组态环境运行于具备良好人机界面的 Windows 操作系统上，具备与北京昆仑通态公司已经推出的通用版本组态软件和网络版组态软件一样的组态环境地面，可有效帮助用户建筑从嵌入式设备，现场监控工作站到企业生产监控信息网在内的完整解决方案；并有助于用 户开发的工程在这三个层次上的平滑迁移；1.3 PLC 软件1.3.1 PLC软硬件介绍PLC 即可编程掌握器Programmable logic Controller，是指以计算机技术为根底的型工业掌握装置。在 1987 年国际电工委员会International Electrical C

18、ommittee公布的 PLC 标准草案中对 PLC 做了如下定义： PLC 英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程规律掌握器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它承受一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行规律运算,挨次掌握，定时，计数与算术操 作等面对用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出掌握各种类型的机械或生 产过程.PLC 是可编程规律电路，也是一种和硬件结合很严密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有 PLCPLC 是一种特地为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它承

19、受可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行规律运算、挨次运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出， 掌握各种类型的机械或生产过程。PLC 及其有关的外围设备都应当按易于与工业掌握系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。国际电工委员会(IEC)在其标准中将 PLC 定义为:可程式规律掌握器是一种数位运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它承受一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行规律运算、挨次掌握、定时、计数与算术操作等,面对用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出掌握各种类型的机械或生产过程。可程式规律掌握器及其有关外部设备，都按易于与

20、工业掌握系统联成一个整体，易于扩大其功能的原则设计。1.3.2 PLC 的特点：（1） 牢靠性高，抗干扰力量强高牢靠性是电气掌握设备的关键性能。PLC 由于承受现代大规模集成电路技术，承受严格的生产工艺制造，内部电路实行了先进的抗干扰技术，具有很高的牢靠性。三菱公司生产的 F 系列 PLC 平均无故障时间高达 30 万小时。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均无故障工作时间则更长。从 PLC 的机外电路来说，使用 PLC 构成掌握系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已削减到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外， PLC 带有硬件故障自我检测功能，消灭故障时可准时发

21、出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除 PLC 以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的牢靠性也就不惊异了。（2） 配套齐全，功能完善，适用性强PLC 进展到今日，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业掌握场合。除了规律处理功能以外，现代 PLC 大多具有完善的数据运算力量，可用于各种数字掌握领域。近年来 PLC 的功能单元大量涌现， 使 PLC 渗透到了位置掌握、温度掌握、CNC 等各种工业掌握中。加上 PLC 通信力量的增加及人机界面技术的进展，使用 PLC 组成各种掌握系统变得格外简洁。（3） 易学易

22、用，深受工程技术人员欢送PLC 作为通用工业掌握计算机，是面对工矿企业的工控设备。它接口简洁， 编程语言易于为工程技术人员承受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电 器电路图相当接近，只用 PLC 的少量开关量规律掌握指令就可以便利地实现继电器电路的功能。为不生疏电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业掌握翻开了便利之门。（4） 系统的设计、建筑工作量小，维护便利，简洁改造PLC 用存储规律代替接线规律，大大削减了掌握设备外部的接线，使掌握系统设计及建筑的周期大为缩短，同时维护也变得简洁起来。更重要的是使同一设备经过转变程序转变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合

23、。体积小，重量轻，能耗低以超小型 PLC 为例，近出产的品种底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗仅数瓦。由于体积小很简洁装入机械内部，是实现机电一体化的抱负掌握设 1.2PLC 的应用领域1.3.3 PLC主要应用范围的分类PLC 的主要应用范围通常可分为以下几种： 1.中小型单机电气掌握系统这是 PLC 应用最广泛的领域，例如塑料机械、印刷机械、订书机械、组合机床、磨床、电镀流水线及电梯掌握等。这些设备对掌握系统的要求大都属于规律挨次掌握，所以这也是最适合 PLC 使用的领域。在这里 PLC 用来取代传统的继电器挨次掌握，应用于单机掌握，多机群控等。2. 制造业自动化制造业是典

24、型的工业类型之一，在该领域主要对物体进展品质处理、外形加工、组装，以位置、外形、力、速度等机械量和规律掌握为主。 其电器自动掌握系统中的开关量占绝大多数，由于 PLC 性能的提高和通信功能的增加，使得它在制造业领域中的大中型掌握系统中也占确定主导地位。3. 运动掌握为适应高精度的位置掌握，现在的 PLC 制造商为用户供给了功能完善的运动掌握功能。这一方面表达在功能强大的主机可以完成多路高速计数器的脉冲采集和大量的数据处理的功能；另一方面还供给了特地的单轴或多轴的掌握步进电动机和伺服电动机的位置掌握模块，这些智能化的模块可以实现任何对位置掌握的任务要求。现在工业自动化领域基于 PLC 的运动掌握

25、系统和其他的掌握手段相比，功能更强、装置体积更小、价格更低、速度更快、操作更便利。1.3.4 PLC 构造PLC 构造如图 1.2 所示图 1.2PLC 的构造可编程规律掌握器 Programmable Logic Controller，PLC，它承受一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行规律运算、挨次掌握、定时、计数与算术操作等 面对用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出掌握各种类型的机械或生产过程。1.中心处理器 CPU中心处理单元(CPU)是可编程规律掌握器的掌握中枢。它依据可编程规律掌握器系统程序赐予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O 以及戒

26、备定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当可编程规律掌握器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入 I/O 映象区， 然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行规律或算数运算的结果送入 I/O 映象区或数据存放器内。等全部的用户程序执行完毕之后，最终将 I/O 映象区的各输出状态或输出存放器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停顿运行。为了进一步提高可编程规律掌握器的牢靠性，近年来对大型可编程规律掌握器 还承受双 CPU 构成冗余系统，或承受三 CPU 的表决式系统。这样，即使某个 CPU 消灭故障，整个系统仍能正常

27、运行。3.存储器PLC 的存储器包括系统存储器和用户存储器两局部。系统存储器用来存放由 PLC 生产厂家编写的系统程序，并固化在 ROM 内，用户不能更改。它使 PLC 具有根本的功能，能够完成 PLC 设计者规定的各项工作。用户存储器包括用户程序存储器和用户数据存储器两局部。用户程序存储器用来存 放用户针对具体掌握任务用规定的 PLC 编程语言编写的应用程序。用户程序存储器依据所选用的存储器单元类型的不同，可以是 RAM、EPROM 或 EEPROM 存储器，其内容可由用户任意更改。用户数据存储器可以用来存放用户程序中所使用器件的ON/OFF 状态和数值、数据等，用户存储器的大小关系到用户程

28、序容量的大小，是反映PLC 性能的重要指标之一。而 PLC 使用的存储器类型有三种：ROM只读存储器、RAM随机存取存储器和EEPROM可电擦出可编程的只读存储器。3. 电源局部PLC 一般使用 220V 的沟通电源或 24V 直流电源，内部的开关电源为 PLC 的中心处理器、存储器等电路供给 5V、-12V/+12V、24V 等直流电源，整体式的小型 PLC 还供给肯定容量的直流 24V 电源，供外部有源传感器使用。PLC 所承受的看管电源输入电压范围宽、体积小、效率高、抗干扰力量强。电源不见的位置形式可有多种，对于整体式构造的 PLC，通常电源封装到机壳内部；对于模块式 PLC，则多承受单

29、独的电源模块。4. 输入/输出单元PLC 的输入和输出信号类型可以是开关量、模拟量。输入/输出接口单元包含两局部：一局部是与被控设备相连接的接口电路，另一局部是输入和输出的映像存放器。其次章系统的硬件软件2.1 加热反响炉对电气掌握系统的要求在工艺过程上，加热反响炉对电控系统有如下要求：1. 进料掌握加热反响炉开头工作时，首先检测下液面 X1，炉温 X2，炉内压力 X4 是否都小于给定值，即是否都为规律 0，假设为 0，则开启排气阀 Y1 和进料阀 Y2。液面上升到设定位置时，关闭排气阀和进料阀，进料过程完毕。2. 加热反响掌握当炉温低于给定值时 X2=0，接通加热反响炉电源 Y5；当炉温高于

30、给定值时X2=1.3. 泄放掌握翻开进气气阀与，使炉内压力降到起始值(X4=0)，并翻开排放阀Y4，使 炉内液面下降到下液面时Y1=0，按 SB3 系统恢复到初始状态，进入下一个循环。2.2 系统设计方案首先，选择机型。目前PLC 产品种类繁多，同一个公司生产出来的PLC 也常常推出系列产品，这需要去选择最适合自己要求的产品。正确选择产品中，首要的是选定机 型，其选择方法有两种：1. 依据系统类型选择机型。从选机型的角度看，掌握系统可以分成单体掌握小系统、慢过程大系统和快速掌握 大系统。这些系统在 PLC 的选择上是有区分的。1） 单体掌握的小系统：这种系统一般使用一台PLC 就能完成掌握要求

31、，掌握对象常常是一台设备或多台设备中的一个功能。这种系统对 PLC 间的通信问题要求不高， 甚至没有要求。但有时功能要求全面，容量要求变化大，有些还要与设备系统的其他机 器连接。对这类系统的选择要留意下面三种状况。一是设备集中，设备的功率较小。这时需选用局部式构造、低电压高密度输入输出 模块。二是设备分散，设备的功率较大。这时需选用离散式构造、高电压、低密度输入输 出模块。三是特地要求的设备。这时输入输出容量不是关键参数，更重要的是掌握速度功能， 选用速计数功能模块。2） 慢过程大系统：对运行速度要求不高，但设备间有连锁关系，设备距离 远，掌握动作多，如大型料场、高炉、码头、大型车站信号掌握；

32、也有的设备本身对运行速度要求不高，如大型连续轧钢厂、冷连续轧钢厂中的关心生产机组和共有系统、供风系统等。对这一类型对象，一般不选用大型机，由于它编程调试都不便利，一旦发生故障，影响面也大。一般都承受多台中小型和低速网相连接。由于现在生产的掌握器多为插件式模板构造，它的价格是随输入输出模板数和智能模板数的多少打算的，同一种机型输入输出点数少，则价格廉价，反之则贵。所以一般使用网络相连后就不必要选用大机型。这样选用每一台中小型 PLC 掌握一台单体设备，功能简洁，程序好编，调试简洁，运行中一旦发生故障影响面小，且简洁查找。3） 快速掌握大系统：随着 PLC 在工业领域应用中的不断扩大，在中小型的快

33、速系统中，PLC 不仅能完成规律掌握和主令掌握，并已逐步进入了设备掌握级，如高速线材、中低速热连轧等速度掌握系统。在这样的系统中，即使使用输入输出容量大、运行速度快、计算功能强的一台大型 PLC 也难以满足掌握要求。如多台 PLC，则有相互间信息交换与系统响应要求快的冲突。承受牢靠的高速网能满足系统信息快速交换的要求。高速网一般价格都很贵，适用于有大量信息交换的系统。对信息交换的速度要求高，但交换的信息又不太多的系统，也可以承受 PLC 的输出端口与另一台 PLC 的输入端口硬件互联，通过输出输入直接传送信息，这样传送速度快而且牢靠。固然传送的信息不能太多， 否则输入输出点占用太多。2. 依据

34、掌握对象选择机型对掌握对象要求进展估量，这对确定机型格外重要。依据掌握对象要求的输入输出点数的多少，可以估量出 PLC 的规模。依据掌握对象的特别要求，可以估量出 PLC 的性能。依据掌握对象的操作规章，可以估量出掌握程序所占内存的容量。有了这些初步估量，会使得机型选择的可行性更大了。为了对掌握对象进展粗估，首先要了解以下问题。1） 对输入/输出点数的估量：为了正确地估量输入/输出点数,需要了解以下 问题。对开关量输入，按参数等级分类统计。对开关量输出，按输出功率要求及其他参数分类统计。 对模拟量输出/输入，按点数进展粗估。2） 对 PLC 性能要求的估量：为了正确地估量 PLC 性能要求，需

35、要了解以下问题。是否有特别掌握功能要求，如高速计数器等。机房离现场的最远距离为多少。现场对掌握器响应速度有何要求。在此根底上，选择掌握器时尚需留意两个问题。其一是 PLC 可带 I/O 点数。有的手册或产品名目单上给出的最大输入点数或最大输出点数，常意味着只插输入模块或只插输出模块的容量，有时也称为扫描容量，需格外留意。其二是PLC 通信距离和速度。手册上给出的掩盖距离，有时叫最大距离，包括远程 I/O 板在内到达的距离。但是假设 PLC 装有远程 I/O 模块时，由于远程 I/O 模块的响应速度慢，会使 PLC 的响应速度大大下降。3. 对所需内存容量的估量：用户程序所需要的内存与以下因素有

36、关。 规律量输入输出点数的估量。模拟量输入输出点数的估量。内存利用率的估量。程序编制者的编制水平的估量。程序中各条指令最终都是以机器语言形式存放在内存中。掌握系统中输入 输出点数和存放系统用户机器语言所占用的内存字节之比为内存利用率。内存 利用率与编程水平有关。内存利用率的提高会使同样程序削减内存容量，从而 降低内存投资，缩短周期时间，提高系统的响应时间。2.3 对象和范围确实定PLC 一般适合应用于环境差、而对安全性、牢靠性要求比较高，系统工艺简单，输入/输出以开关量为主的自动化掌握系统或者装置中。当前的 PLC 不仅能对开关量能有效地进展掌握，而且对模拟量的处理力量也格外强，可以完成简单的

37、自动掌握任务。在确定掌握对象和掌握范围之后，就要开头 PLC 的选型。PLC 的选择主要包括 PLC 容量的选择与确定、PLC 外设的选择与确定、PLC 生产厂家的选择与确定 3 个方面。2.3.1. PLC 容量的选择与确定PLC 容量的选择，首先要对掌握任务进展更加具体分析，把全部的 I/O 点找出来，包括开关量 I/O 和模拟量 I/O 以及这些 I/O 点的性质。I/O 点的性质主要是指它们是直流信号还是沟通信号，它们的电源电压，以及输出是继电器、 电磁阀，还是直流 24V 的指示灯，则最终选用的PLC 的输出点数可能大于实际点数。因此 PLC 的输出点一般是几个组成一组共用一个公共端

38、，这一组输出只能有一种电源的种类和等级。这样就有可能造成输出点数的铺张，增加了生产本钱。因此在设计中要尽量避开这种状况的消灭。一般状况下，输出为继电器的 PLC 使用的最多，但是对于要求高速输出的状况，就要使用无触点的晶体管输出的 PLC。分析与了解了这么多之后，就可以确定PLC 的容量了，确定该使用多少点和 I/O 类型的 PLC。2.3.2. PLC 外设的选择与确定PLC 外设的选择也是在掌握系统任务具体分析之后，依据实际的需要， 选择与所使用的 PLC 相应的配套模块。2.3.3. PLC 生产厂家的选择与确定PLC 生产厂家的选择与确定主要考虑以下几个方面。1功能方面：全部的 PLC

39、 一般都具有常规的功能，但对某些特别要求， 就要知道所选用的 PLC 是否有力量完成掌握任务，比方，对 PLC 的通信力量的要求，对 PLC 运算速度的要求，对 PLC 程序存储空间的要求等。这就要求用户对市场上流行的 PLC 品种有一个比较具体的了解，以便做出正确的选择。2价格方面：不同厂家的 PLC 产品价格相差会很大，有些功能类似、质量相当、容量相当的 PLC，其价格却相差 40%以上。使用 PLC 作掌握系统的开发与应用，必需考虑到生产本钱的问题，必需要考虑 PLC 的价格。3设计个人的实际状况：PLC 掌握系统过程中的设计人员的个人喜好必定也会影响到 PLC 厂家的选择问题，比方设计

40、人员始终以来对西门子 S7-200 系列产品比较生疏，也做过相关的不少开发与应用，那么在一样的性能、一样的要求、相当的价格的状况下。综合各种因素，我们选择西门子 S7-200PLC，依据本组的需求，选择 CPU224CN。2.4 S7-200 的性能2.4.1 S7-200 CPU222 一般性能电源电压DC 24V，AC 120230V电源电压波动DC 20.4-28.8V，AC 85-264V47-63Hz负载电压 L+DC 24V,20.4-30V负载电压 L1电流消耗28.8V,10A 264，20A从电源 L+供电5VDC340mA140mA，从电源 L1 供电20-70mA(240

41、V);40-140mA(120V)拓展模块输出电流5VDC340mA后备时间50h，数据存储器2K程序存储器4KCPU 处理时间位指令最大 0.22s编程语言LAD，CSF，STL程序构造一个主程序块可以包括子程序自由循环,中断驱动，时间驱动程序执行1-255ms计数器可保持：256，可调整：1ms54min4 个定时器，1ms30s定时器16 个定时器，10ms5min236 个定时器，100ms54min指令集规律运算、应用功能32 字节，可保持 M0.0-M31.7通过电池可保持 0-255EEPROM 中，数据区标志可调；不通过电池可保持 0-112EEPROM 中，可调可连接的编程器

42、/PCSIMATIC PG/PC,标准 PC最大 2，只能使用 S7-22X 系列的拓展扩展设备模块。由于受输出电流的限制，扩展模块的使用可能会受限制数字量输入/输出，最大 78，最大 48个输入和 38 个输出CPU+EM)I/O 扩展模拟量输入/输出，最大 10，最大 8 个输入和 2 个输出EM)或最多 0 个输入和 4个输出EM)接口内置 RS485 接口用户程序保护3 级垂直安装，00C-450C工作温度水平安装，00C-550C大气压860hpa-1080hpa相对湿度5%-95%，RH 等级 2，符合IEC1131-22.4.2 输入特性S7-200CPU 输入表如 2-2 所示

43、数字量输入点数8输入电压DC 24V“0”信号， 0-5V；“1”信号，15-38V输入电流“1”信号，典型值，2.5mA输入延时全部标准输入：从“0”到“1”最小 0.2ms；从“0”到“1”最大 12.8ms中断输入：I0.0-I0.30.2-12.8ms 计数器/技术功能：E0.0-E0.530KHz模拟量输入模拟电位计数量1模拟电位计8 位区分率编码器电源24V,允许范围 15.4-28.8V报警输入点数44 个上升沿或 4 个下降沿2.4.3 输出特性S7-200CPU 输出表如 2-3 所示数字量输出点数6 晶体管/6 晶闸管电路中断的电压极限1W输出的开关力量阻性负载 最大 0.

44、75A/2A,灯负载最大 5W/30W DC;200AC输出电压“1”信号，20V DC输出电流“1”信号，750mA/2A“0”信号剩余电流，最大 10uA/0mA输出延时“0”至“1”，标准输出，最大 15us脉冲输出，最大Q0.2-Q0.515us 全部输出，最大Q0.0-Q0.12us “1”至“0”，标准输出，最大 130us 脉冲输出，最大Q0.2-Q0.5100us全部输出，最大Q0.0-Q0.110us脉冲输出20KHz，Q0.0-Q0.1脉冲输出点数2模拟量输出电流180mA2.5 系统硬件图设计PLC 种类繁多，但其组成构造和根本原理根本一样。用 PLC 实施掌握，其实质是

45、按掌握功能要求，通过程序按肯定算法进展输入/输出变换，并将这个变换给以物理实现， 并应用于工业现场。PLC 专为工业现场应用而设计，承受了典型的计算机构造，它主要是由 CPU、电源、存储器和特地设计的输入/输出接口电路等组成。本系统的构造框图如图 2.1 所示，系统硬件构成示意图如图 3.2 所示。图 2.1 系统构造图第三章加热反响炉简介3.1 加热反响炉简介加热反响炉作为一种热能动力设备，在国民经济的领域具有广泛应用。以继电接触器为主的老一代掌握系统已不能满足现代锅炉越来越高，越来越简单的要求，这一领域的计算机化已势在必行，而应用在当前工业过程掌握领域中引人注目的 PLC 又是使其计算机化的简便和牢靠途径。在系统中，硬件上承受技术比较的成熟的可编程规律掌握器，开发了承受 PLC 的开关量和模拟量输入模块，实现对模拟量采集；方法上运用到的是过程掌握中常用的前馈与串级掌握方法，保证了系统的稳定性和安全性。系统所运用到的界面是由 MCGS 软件做的。温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反响过程都与温度亲热相关。在科学争论和生产实践的诸多领域中, 温度掌握占有着极为重要的地位, 特别是在冶金、化工、建