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免费毕业论文--嵌入式PLC在隧道窑控制系统中的应

2013-08-11 01:12

 

摘要：以嵌入式PLC为主站，运用PID算法，结合工业级人机界面，实现隧道窑集中分散型控制，减轻了设计、施工工作量，利于现场操作和维护。
关键词：嵌入式PLC；隧道窑；CAN总线；人机界面；集散型控制;

1引言
 隧道窑是一种连续式窑炉，由预热区、高温区、急冷区和缓冷区组成，主要用于建筑陶瓷、日用陶瓷等烧制。隧道窑的控制涉及传动控制，温度、压力的检测、控制以及其它控制。我们采用科威EASY系列PLC开发出的高可靠性、高性价比的隧道窑控制系统，已于2005年7月成功应用在湖北华窑集团中亚窑炉公司承建的越南某隧道窑中。下面介绍此窑的控制方案。
2用户要求
1、温度控制区8组。
2、温度显示区10组。
3、热电偶：18支。   其中： K分度11支    S分度7支
4、风机选型
 排烟风机：  15kw         一开一备  要星-三角启动。
 助燃风机：  15kw         一开一备  要星-三角启动。
 急冷风机：  11kw         一开一备  （变频）
 抽热风机：  15kw         一开一备  要星-三角启动。
 快冷风机：  7.5kw        一开一备  直接启动。
   轴流风机： 0.18kw 8台   直接启动
5、 安全连锁。
    开关量互锁：必须是硬件互锁和软件互锁。在设计时进一步落实工艺互锁要求。
6、使用人机界面控制
 现场设人机界面，所有操作均可在人机界面上完成；
 面板按钮与人机界面按钮互为备份。（集中分散型控制）

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7.关控制信息能传到计算机，计算机只作信息管理用，不参与控制。
计算机画面应含有：现场模拟图、温度实时曲线图、控制设定曲线图、历史趋势曲线图、并完成报表打印功能。

3 解决方案
3、1系统分析
3、1、1温度采集部分
10支热电偶，K、S两种分度号。
3.1、2温度控制部分
18点温度中，其中8点（设计时需指定）用来作温度控制用。在这8点温度控制中，其中7点是控制执行器阀位值，改变燃料注入量，从而使温度稳定。另外一点是控制急冷变频器输出频率，改变急冷风机运行速度，从而调节急冷区温度。其它因素由人工调整（如助燃风、燃气压力等）。
每个控温点占用一路模拟量输出，急冷变频器占用一路模拟量输出，执行器采取开度定位方式。
因此温度控制占用：
8路模拟量（输入、输出）。

3.1、3相关风机部分
3.1.3、1 排烟风机控制
 排烟风机一用一备，二者逻辑上互锁，电气控制采用两套独立的星-三角控制，每套占三个开关输出点（主、星、三角），占三个开关输入点（启动、停止、故障），因此排烟风机控制占用：
  6点开关输入：（启动、停止、故障）*2。
  6点开关输出：（主、星、三角）*2。
 3.1、3.2助燃风机控制
助燃风机一用一备，二者逻辑上互锁，电气控制采用两套独立的星-三角控制，每套占三个开关输出点（主、星、三角），占三个开关输入点（启动、停止、故障），因此排烟风机控制占用：
  6点开关输入：（启动、停止、故障）*2。
  6点开关输出：（主、星、三角）*2。
 3.1、3.3急冷风机控制
急冷风机快慢由变频器调整，通过PLC内部PID运算输出4-20mA标准信号，来控制变频器的输出频率。同时在人机界面上也可以实行手自动切换进行控制。因此急冷风机占用：

 5点开关输入：急冷A启动、急冷B启动、急冷停止、急冷A故障、急冷B故障
 2点开关输出：（运行控制）*2。
 1点模拟输出：频率调节（手自动调节）。
 3.1、3.4抽热风机控制
抽热风机一用一备，二者逻辑上互锁，但电气控制采用两套独立的星-三角控制，每套占三个开关输出点（主、星、三角），占三个开关输入点（启动、停止、故障），因此抽热风机控制占用：
 6点开关输入：（启动、停止、故障）*2。
  6点开关输出：（主、星、三角）*2。
 3.1、3.5快冷风机控制
  快冷风机一开一备，直接输出控制，因此占用：
         6点开关量输入：（启动、停止、故障）*2。
      2点开关量输出：（运行控制）*2。
 3.1、3.6轴流风机控制
  轴流风机：0.18kw 8台，直接输出控制，因此占用：
            3点开关量输入：启动、停止、故障。
               1点开关量输出：运行控制。
 3.1、3.7安全连锁
        开关量互锁：必须的硬件互锁和软件互锁。在设计时进一步落实工艺互锁要求。
 3.2控制器件选型
据以上统计，有温度采集8点；
 开关量输入：49点            模拟量输入：8点
 开关量输出；34点            模拟量输出；8点
故需选用：温度采集模块：CAN—AD1216        1台
 温度控制：EASY—M0808R—A0404NB   2台
 风机控制部分采用：Easy-M1608R     2台
  另需做主站的PLC（Easy-M1608R