炉窑温度控制系统的.doc

辽 宁 工 业 大 学 PLC技术及应用 课程设计（论文） 题目： 炉窑温度控制系统的设计 院（系）： 电气工程学院 专业班级： 自动化072 学 号： 070302039 学生姓名： 李洪任 指导教师： （签字） 起止时间： 2010.12.22-2010.12.31 课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院 教研室： 学 号 070302039 学生姓名 李洪任 专业班级 自动化072 课程设计（论文）题目 炉窑温度控制系统的设计 课程设计（论文）任务 课题完成的功能： 石灰进入石灰窑烧制后形成熟石灰，石灰窑温度是决定熟石灰质量的关键因素。石灰窑的温度控制需通过调节煤气和空气的流量来实现。控制系统需完成以下功能： 1、完成高炉煤气的流量控制； 2、完成燃烧空气的流量控制； 3、完成冷却空气的流量控制； 4、完成上料皮带秤的启停控制； 5、完成炉窑的窑顶预热带、煅烧带和冷却带的温度检测。 设计任务及要求： 1、采用西门子公司200系列PLC； 2、方案设计，I/O分配表； 3、硬件设计和软件开发； 4、离线运行结果分析； 5、撰写课程设计说明书； 技术参数： 1、温度范围在800-1000℃，各种气体流量范围为2-5m3/h-2200N； 2、上料皮带电动机的额定功率22Kw，额定电压380V，额定电流7A，额定转速1450rpm。 6、设计结果考核（0.5天）； 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算  摘 要 在石灰产品生产的流程中，窑炉烧制是一个非常重要的环节。石灰窑烧制工业生产过程当中,需要调控的量有很多,最重要的就是高炉煤气流量的控制,燃烧空气流量的控制,冷去流量的控制及上料皮带秤的启停控制,PID调节作为经典控制理论中最典型的闭环控制方法。 本设计对石灰窑炉加热温度调整范围为800℃—1000℃，各种气体流量范围为2-5m3/h-2200N。软件设计须能进行人工启动，考虑到本系统控制对象为石灰窑炉，是一个大延迟环节，且温度调节范围较宽，所以本系统对过渡过程时间不予要求。 被控对象为炉内温度，温度传感器检测炉内的温度信号，经温度变送器将温度值转换成电压信号送入PLC模块。PLC把这个测量信号与设定值比较得到偏差，经PID运算后，发出控制信号，相应的控制可控调节阀，从而实现炉温的连续控制。 关键词：炉窑温度控制；PID算法；PLC编程； 目 录 第1章 绪论 1 第2章 课程设计的方案 2 2.1 概述 2 2.2 系统组成总体结构 2 第3章 硬件设计 5 3.1 PLC的选型和硬件配置 5 3.2 传感器选择 6 3.3 可控阀门及电动机选择 7 第4章 基于PLC的炉温控制系统的软件设计 8 4.1 STEP 7 MICRO/WIN32软件介绍 8 4.2 系统PID算法及流程图 8 4.2.1 PID算法简介 8 4.2.2 PID算法的数字化处理 9 4.3 I/O口分配 15 4.3 主程序清单 15 第5章 课程设计总结 23 参考文献 24 绪论 随着现代工业的逐步发展，在工业生产中，温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。其中，温度是一个非常重要的过程变量。例如：在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域，都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行控制。这方面的应用大多是基于单片机进行PID控制,然而单片机控制的DDC系统软硬件设计较为复杂,特别是涉及到逻辑控制方面更不是其长处,然而PLC在这方面却是公认的最佳选择。 在石灰产品生产的流程中，窑炉烧制是一个非常重要的环节。某种石灰烧制的工艺，要求窑炉温度从室温升高到1000℃左右，经过长时间恒定高温烧制，最后由1000℃左右降至室温。在温度变化的过程，石灰窑的温度控制需通过调节煤气和空气的流量来实现，必须对窑炉温度的升温、恒温和降温进行精确地控制。对窑炉温度的控制好坏直接关系到石灰产品的质量、废品率和厂家的生产成本以及安全。 本文针对石灰窑炉快速升温和恒温的过程，在PID调节方法中，采用西门子S7—200PLC，实现了