某化工加热炉控制系统设计_plc课程设计(编辑修改稿)

某化工加热炉控制系统设计_plc课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

到 CPU； （ 2） 接收温度传感器、压强传感器、液位传感器输入的温度、压力、液位数据， 对加热炉的整套实施控制。 送料控制模块：采集液位、压力、时间 信息输送到 CPU 并进行需要的控制。 加热反应过程控制模块：采集温度、时间 信息输送到 CPU 并进行需要的控制。 泄放控制模块：采集液位、压力 信息输送到 CPU 并进行需的控制。 S7200 PLC CPU 222 送料控制 泄放控制 加热反应过程控制 电气控制与可编程控制器课程设计 第 4 页 第二章 硬件设计 功能模块设计 芯片介绍 微控制器 CPU 的选择 选择西门子 S7200系列 PLC作为 加热炉 控制系统的控制主机。 在西门子 S7200系列 PLC 中有 CPU22 CPU22 CPU22 CPU226 等。 加热炉 控制系统总共有 6 个数字量输入， 5 个数字量输出，共需 11个 I/O 口，根据 I/O 口数及程序容量，选择西门子系列中具有 8 个数字量输入， 6个数字量输出的 CPU222作为本控制系统的主机。 压力传感器 力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压 力传感器及电容式 微控制器 S7200 PLC CPU 222 温度采集 压力采集 液位采集 按钮输入 驱动输出 负载 电气控制与可编程控制器课程设计 第 5 页 加速度传感器等。 但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。 压阻式压力传感器是利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。 压阻式传感器常用于压力、拉力、压力差和可以转变为力的变化的其他物理量（如液位、加速度、重量、应变、流量、真空度）的测量和控制。 选择力学传感器中 压阻式压力传感器作为本控制系统的压力采集 温度传感器 温度传感器有四种主要类型热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器 RTD 和 IC温度传感器。 IC 温度传感器又包括模拟输出和数字 输出两种类 ，工作方式有接触和非接触两种， 接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触又称温度计； 非接触式温度传感器它的敏感元件与被测对象互不接触， 又称非接触式测温仪表。 非接触测温优点： 测量上限不受感温元件耐温程度的限制， 因而对最高可测温度原则上没有限制。 对于 1800℃以上的高温主要采用非接触测温方法。 随着红外技术的发展辐射测温逐渐由可见光向红外线扩展 700℃以下直至常温都已采用 且分辨率很高。 本设计 要对温度上下数据采集 ， 采用 非 接触式温度传感器。 液位传感器 液位传感器可分为两大类： 第 一类为接触式： 包括单法兰静压 /双法兰差压液位变送器，浮球式液位变送器，磁性液位变送器，投入式液位变送器，电动内浮球液位变送器，电动浮筒液位变送器，电容式液位变送器，磁致伸缩液位变送器，侍服液位变送器等。 第二类为非接 触式： 分为超声波液位变送器，雷达液位变送器等。 本设计由于 要对 上下液位的 数据 采集 采用接触式 电容式液位变送 传感器。 电气控制与可编程控制器课程设计 第 6 页 I/O 地址 分配 加热炉加热 控制设计中，需要 6 个输入点和 5个输出点，其输入 /输出分配表如 表 23所示 表 23 输入 /输出分配表 输入 输出 功能 元件 PLC 地址 功能 元件 PLC 地址 启动按钮 SB1 排气阀 Y1 停止按钮 SB2 进气阀 Y2 高液位 SL1 氮气阀 Y3 低液位 SL2 泄放阀 Y4 温度传感器 ST 加热器 EH 压力传感器 SP I/O 接线图 加热炉运动控制的 I/O 接线图如图 24所示 电气控制与可编程控制器课程设计 第 7 页 第三章 程序设计 程序设计思路 程序包括主程序若干子程序，系统每一 个相应的功能都对应有一个子程序，在编写程序时每一功能都分开编写，通过主程序的调用使它们串联起来，实现其功能。 在编写程序前先画出其流程图，然后根据流程图写出其源程序。 程序设计工具简介 STEP 7 MicroWIN SP6 的功能和操作 简介 STEP7 编程软件的使用 STEP7 编程软件是专为西门子公司 S7200 系列小型机而设计的编程工具软件，使用该软件可根据控制系统的要求编制控制程序并完成与 PLC 的实时通信，进行程序的下载与 上传及在线监控。 ． STEP7Micro/WIN 的窗口组件 1. 操作栏显示编程特性的按钮控制群组： “视图”：选择该类别，为程序块、符号表，状态图，数据块，系统块，交叉参考及通讯显示按钮控制。 “工具”：选择该类别，显示指令向导、文本显示向导、位置控制向导、 EM 253 控制面板和调制解调器扩展向导的按钮控制。 注释：当操作栏包含的对象因为当前窗口大小无法显示时，操作栏显示滚动按钮，使您能向上或向下移动至其他对象。 2. 指令树 提供所有项目对象和为当前程序编辑器（ LAD、 FBD 或 STL）提供的所有指令的树型视图。 用户可以用鼠标右键点击树中“项目”部分的文件夹，插入附加程序组织单元（ POU）；也可以用鼠标右键点击单个 POU，打开、删除、编辑其属性表，用密码保护或重命名子程序及中断例行程序。 可以用鼠标右键点击树中“指令”部分的一个文件夹或单个指令，以便隐藏整个树。 一旦打开指令文件夹，就可以拖放单个指令或双击，按照需要自动将所选指令插入程序编辑器窗口中的光标位置。 可以将指令拖放在“偏好”电气控制与可编程控制器课程设计 第 8 页 文件夹中，排列经常使用的指令。 交叉参考 允许 用户检视程序的交叉参考和组件使用信息。 数据块 允许用户显示和编辑数据块内容。 状态图窗口 允许用户将程序输入、输出或变量置入图表中，以便追踪其状态。 您可以建立多个状态图，以便从程序的不同部分检视组件。 每个状态图在状态图窗口中有自己的标签。 符号表／全局变量表窗口 允许用户分配和编辑全局符号（即可在任何 POU 中使用的符号值，不只是建立符号的 POU）。 您可以建立多个符号表。 可在项目中增加一个 S7200 系统符号预定义表。 输出窗口 在用户编译程序时提供信息。 当输出窗口列出程序错误时，可 双击错误信息，会在程序编辑器窗口中显示适当的网络。 当您编译程序或指令库时，提供信息。 当输出窗口列出程序错误时，您可以双击错误信息，会在程序编辑器窗口中显示适当的网络。 状态条 提供用户在 STEP 7Micro/WIN 中操作时的操作状态信息。 程序编辑器窗口 包含用于该项目的编辑器（ LAD、 FBD 或 STL）的局部变量表和程序视图。 如果需要，用户可以拖动分割条，扩展程序视图，并覆盖局部变量表。 当您在主程序一节（ MAIN）之外，建立子程序或中断例行程序时，标记出现在程序编辑器 窗口的底部。 可点击该标。