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基于PLC的流量控制_畢業設計(論文).doc

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?目錄第一章 課題的提出 11.1 選題背景 11.2 方案論證 1 1.2.1 紙機上漿系統....................................................................................................................... 1 1.2.2 絕干漿量的調節....................................................................................................................1第二章 系統的理論分析及控制方案確定 52.1控制方案的比較和確定 52.2 紙機上漿系統絕干漿量控制系統的組成及原理圖 52.3紙機上漿系統絕干漿量控制系統控制流程 7第三章 系統的硬件設計 83.1 系統主要設備的選型 83.1.1 PLC及其擴展模塊的選型 83.1.2變頻器的選型 113.1.3水泵電機的選型 123.1.4流量變送器的選型 123.2 系統主電路分析及其設計 123.3 系統控制電路分析及其設計 14第四章 系統的軟件設計 164.1 PLC程序設計 164.1.1 流量PID控制邏輯圖 174.1.2 編程 184.1.3 運行 224.2 PID控制 22第五章 實物制作及調試 24第六章 結束語 26致 27參考文獻 28第一章 課題的提出1.1 選題背景本課程設計目的是利用PLC來實現紙機上漿系統的絕干漿量的控制。目前,PLC使用圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復雜的自動化控制。應用領域極為廣泛,覆蓋所有與自動檢測,自動化控制有關的工業及民用領域,包括各種機床、機械、電力設施、民用設施、環境保護設備等等。1.2 方案論證1.2.1紙機上漿系統紙機上漿系統的圍是從紙機貯漿槽到流漿箱堰板,流送系統的術語中專指沖漿泵循環回路,在這一循環回路中隊紙漿進行計量,稀釋,必需的抄紙助劑混入及在紙漿最后上成形網前進行篩選與凈化。紙機上漿系統向流漿箱供漿的方式有:1) 由高位箱向流漿箱供送紙漿1) 用沖漿泵向流漿箱供送紙漿 沖漿泵是專用于向造紙機流漿箱輸送紙漿的離心式漿泵,1.2.2絕干漿量的調節紙漿流量的測量,從生產工藝角度的要求,最終的目的是想要知道紙漿的實際絕干量。當紙漿濃度經常在變化的情況下,測量這個紙漿的體積流量,其使用價值就不是很大。因此,在一般情況下,這個流量測量系統中另外還配有紙漿濃度調節器以保證被測量紙漿濃度的一致。對于這個濃度調節系統如果選用刀式紙漿濃度調節器時,要求被測量保持在一定的圍,因此為了使濃度變送器獲得準確的信號,又要求對紙漿流量進行自動調節,這樣在流量調節與測量系統中,常同時存在紙漿濃度與流量兩個自動調節系統,調節方案見圖1。第二章 系統的理論分析及控制方案確定2.1控制方案的比較和確定紙機上漿系統絕干漿量控制系統主要有流量變送器、濃度計、變頻器、調節閥、電動機組成。系統主要的任務是利用變頻器控制一臺電動機,實現絕干漿量的恒定,同時還要能對運行數據進行傳輸和監控。根據系統的設計任務要求,有以下兩種方案可供選擇:(1) 通用變頻器+單片機(包括變頻控制、調節器控制) +流量傳感器這種方式控制精度高、控制算法靈活、參數調整方便,具有較高的性價比,但開發周期長,程序一旦固化,修改較為麻煩,因此現場調試的靈活性差,同時變頻器在運行時,將產生干擾,變頻器的功率越大,產生的干擾越大,所以必須采取相應的抗干擾措施來保證系統的可靠性。該系統適用于某一特定領域的小容量的變頻恒壓供水中。(2) 通用變頻器+PLC(包括變頻控制、調節器控制)+流量傳感器這種控制方式靈活方便。具有良好的通信接口,可以方便地與其他的系統進行數據交換,通用性強;由于PLC產品的系列化和模塊化,用戶可靈活組成各種規模和要求不同控制系統。在硬件設計上,只需確定PLC的硬件配置和I/O的外部接線,當控制要求發生改變時,可以方便地通過PC機來改變存貯器中的控制程序,所以現場調試方便。同時由于PLC的抗干擾能力強、可靠性高,因此系統的可靠性大大提高。該系統能適用于各類不同要求的恒壓供水場合,并且與供水機組的容量大小無關。通過對以上兩種方案的比較和分析,可以看出第二種控制方案更適合于本系統。這種控制方案既有擴展功能靈活方便、便于數據傳輸的優點,又能達到系統穩定性及控制精度的要求。2.2 紙機上漿系統絕干漿量控制系統的組成及原理圖基于PLC的紙機上漿系統絕干漿量控制系統主要有變頻器、可編程控制器、流量變送器、濃度計和水泵電機一起組成一個完整的閉環調節系統,該系統的控制流程圖如圖2-1所示:圖2-1絕干漿量控制系統流程圖從圖中可看出,系統可分為:執行機構、信號檢測機構、控制機構三大部分,具體為:(l) 執行機構:執行機構是由一個水泵電機組成,它用于將水供入管道,通過變頻器改變電機的轉速,以達到控制管道水流量的目的。(2) 信號檢測機構:在系統控制過程中,需要檢測的信號包括管道水流量信號和濃度信號,其中水流量信號是本控制系統的主要反饋信號。此信號是模擬信號,讀入PLC時,需進行A/D轉換。(3) 控制機構:本系統的控制機構包括控制器(PLC)和變頻器兩個部分??刂破魇钦麄€流量控制系統的核心??刂破髦苯訉ο到y中的流量信號進行采集,對來自人機接口和通訊接口的數據信息進行分析、實施控制算法,得出對執行機構的控制方案,通過變頻調速器和接觸器對執行機構(即水泵電機)進行控制;變頻器是對水泵電機進行轉速控制的單元,其跟蹤控制器送來的控制信號改變水泵電機的轉速控制。絕干漿量控制系統通過安裝在管道上的流量變送器實時地測量參考點的水流量,檢測管道出水流量,并將其轉換為4—20mA的電信號,此檢測信號是實現絕干漿量恒定的關鍵參數。由于電信號為模擬量,故必須通過PLC的A/D轉換模塊才能讀入并與設定值進行比較,將比較后的偏差值進行PID運算,再將運算后的數字信號通過D/A轉換模塊轉換成模擬信號作為變頻器的輸入信號,控制變頻器的輸出頻率,從而控制水泵電機的轉速,進而控制管道中的水流量,實現絕干漿量恒定。2.3紙機上漿系統絕干漿量控制流程紙機上漿系統絕干漿量控制流程如下:(l) 系統通電,按照接收到有效的自控系統啟動信號后,首先啟動變頻器拖動電動機工作,根據流量變送器測得的管道實際流量和設定流量的偏差調節變頻器的輸出頻率,控制水泵電機的轉速,當輸出流量達到設定值,轉速才穩定到某一定值,這期間水泵電機工作在調速運行狀態。(2) 當管道水流量減小時,流量變送器反饋的水流量信號減小,偏差變大,PLC的輸出信號變大,變頻器的輸出頻率變大,所以水泵電機的轉速增大,供水量增大,最終水泵電機的轉速達到另一個新的穩定值。反之,當管道水流量增加時,通過流量閉環,減小水泵電機的轉速到另一個。省略部分。衷心的感我的論文指導老師***老師。在我做畢業設計的過程中得到了老師的悉心指導。從設計的開始到論文的定稿,整個過程處處凝結著老師的心血。老師淵博的學識,嚴謹的治學態度,務實的工作作風都深深地影響著我,并將成為我以后學習和工作的榜樣。在此謹向老師表示最衷心的感。在這半年的畢業設計的過程中,我還得到了本班同學的大力幫助,我們一起學習,一起探討問題、解決問題。當我遇到困難時,他們給了我許多好的建議和無私的幫助。在此,對所有給予我幫助的同學表示衷心的感。參考文獻1、徐國林主編《PLC應用技術》機械工業。20072、如萍等《電氣控制與PLC》校本講義3、唐育正主編的《自動控制原理》中國電力4、S7-200可編控制器系統手冊 電子版本5、S7-200 產品目錄 電子版本袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈
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本文標題:基于PLC的流量控制_畢業設計(論文).doc
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