毕业设计论文-基于abplc的电厂输煤系统模型控制程序设计

毕业设计论文-基于abplc的电厂输煤系统模型控制程序设计内容摘要：

2） 煤仓漏斗中煤位的闭环控制 （ 3） 锅炉温度的闭环控制 具体的实现过程将在方案设计中做详细的介绍。 小结：本章中介绍了罗克韦尔自动化实验室提供的相关硬件，并且描述了 系统将要实现的功能，输煤系统的各项控制都是以此为基础的。 6 第 3 章 系统设计方案 （ 火电厂输煤系统整体设计方案 顺序起停及煤位控制部分 火电厂输煤控制系统一般 包括 ： 卸煤、储煤、上煤和配煤四个主要子系统。 实际的火电厂输煤车间为了顺利的实现以上四个子系统， 还 需要大量的设备及器材 ，控制系 统也非常 复杂。 由于实验室条件 的限制 ，模拟所有的子系统难以办到，所 以 火电厂输煤辅控模拟系统的主要控制对象是由三个皮带传送机构成 的 传送带系统， 即 用传送带系统模拟火电厂输煤控制系统的上煤子系统和配煤系统。 ]3[]2[ 传送带系统如图 图 31 传送带系统实物图 传送机 2模拟输煤控制系统的配煤机， 可控漏斗模拟煤仓，传送机 3模拟实际输煤系统中负责将煤仓的煤送往锅炉的传送机。 配煤机（传送机 2）将煤送到煤仓中，再由锅炉传送机（传送机 3）将煤仓的煤送往锅炉中，这样就完成 了配煤子系统的模拟。 可控漏斗如图 图 32 可控漏斗实物图 三条 传送带 分别 由 三台交流 电动机驱动。 控制电动机的运行，可以 通过控制继电器从而控制电机的起停。 但这样做的缺点是难以在线 控制电动机的转速，而且控制起来 也不方便，接线繁琐并且稳定性差。 因此 采用 AB公 7 司的 PowerFlex 40变频器 进行 驱动 ，直接调节变频器的输出频率 ， 从而 调解 电动机 的转速 和正反转。 系统实现如下功能： (1) 顺序启动 给整个模拟系统启动信号，系统按照一定的顺序启动传送带。 传送机 启动的顺序为 ： 启动传送机 3   延迟 启动传送机 2   延迟 启动传送机 1 不同 传送机 之间的 延迟 时间可在线 调节。 由于在调试的 过程中，延迟时间过长会造成 物料堆积， 延迟时间过短， 会使 皮带不带物料空转 ，均 对系统的 总体 运行带来 不利影响。 因而保证延迟时间的在线可控，会为系统调试带来很大方便。 (2) 顺序停机 给整个系统停机信号时，系统 会按照一定 顺序停止运行中的皮带传送机，停机的顺序如下： 停止传送机 1   延迟 停止传送机 2   延迟 停止传送机 3 停机延迟时间也必须满足在线 调节的 要求。 (3) 煤位 控制 煤仓 就是模拟系统中的可控漏斗，可控漏斗的 上下不同位置装 有 四个传感器， 从下到上我们分别称之为 4， 用于反馈可控漏斗中的物料信息。 当 1 号 传感器感测到物料 已空时 ，应当控制 传送带加速； 4 号传感 8 器检测到物料时，说明煤仓已满，应当马上停止传送带。 我们的控制目标是使煤位维持在 3 两个煤位之间，因此煤位下降到 2 时，加速传送带，煤位上升到 3 时，减速传送机。 控制过程如下： 传感器 1 信号   改变 提高送煤 传送机 转速 当传感器 4 发出煤 仓满信号时，表示煤仓已 满 ， 应当立刻停止对煤仓上煤，具体的控制过程如下： 传感器 4 信号   改变 顺序 停止 送煤 传送机的运转 当传感器 2 检测到煤位下降信号时，表示煤位已经低于控制界限，适当加速传送机，控制过程如下： 传感器 2 信号   改变 适当提高送煤 传送机 转速 当传感器 3 检测到煤位上升信号时，表示煤位已经高于控制接线，适当减慢传送机，控制过程如下： 传感器 3 信号   改变 适当减慢送煤 传送机 转速 三个过程的流程图如下所示，图 33 为启动控制，图 34 为停止控制，图35 为煤位控制。 9 图 33 启动控制 启动触发 启动变频器 5 启动计时器 0 计时延迟 启动计时器 1 计时延迟 启动变频器 4 启动变频器 3 启动过程结束 传送机 3 启动 传送机 2 启动 传送机 1 启动 10 图 34 停止控制 停止触发 停止变频器 1 启动计时器 2 计时延迟 启动计时器 3 计时延迟 停止变频器 4 停止变频器 3 停止过程结束 传送机 1 停止 传送机 2 停止 传送机 3 停止 11 图 35 料位控制 启动触发 三台传送机顺序启动 步进电机打开一定角度 料位传感器 2有触发。 否 料位传感器 3有触发。 否 料位传感器 1有触发。 料位传感器 4有触发。 否 是 是 是 是 否 适当提高传送机速度 适当降低传送机转速 大幅加快传送机速度 停止触发 系统停止 12 温度控制部分 温度控制系统主要对象为一个模拟锅炉，如图 36 所示，传送机运送的煤从漏斗下落后，由传送机 3 将煤送入锅炉中，模拟锅炉的燃烧过程，然后煤重新送入传送机 1，实现煤的循环。 出于工艺和安全等因素的考虑，系统要求锅炉温度需维持在一定的范围内，这也是本系统的控制目的。 图 36 模拟锅炉实物图 由于煤的燃烧是模拟的，并没有实际的加热过程，加热时通过发热电阻的发热来实现的，其内部原理如图 37， CP3 为高电平时三极管开关导通，加热 PT100， CP3 按照不同占空比导通，可对应不同的温度，温度值由数显仪表 swp c40 显示，同时 swpc403 输出一个 420ma 的电 流，通过模拟量输入模块传入 PLC。 因此建立一个合适的加热函数关系十分重要，经过分析，建立以下控制方案。 13 图 37 模拟锅炉内部电路 控制方案 ： 当煤从漏斗中漏下后，通过传送机 3 传给锅炉，锅炉的温度随着煤量的大小而变化，煤量越大，温度越高。 而煤量的大小在煤仓煤位稳定的情况下是由挡板开口的大小决定的，开口大小由步进电机正向运行步数决定，因而步进电机正向运行步数越多，温度越高，而模拟锅炉的温度由加热脉 冲的占空比决定，为了真实模拟锅炉加热过程，建立如下关系 ：用步进电机正向运行步数对应加热脉冲的上升沿时间，从而不同的开度就对应锅炉 14 不同的温度。 系统正常运行时，锅炉的温度是在一定范围内保持不变的，当锅炉受到干扰的影响，温度超过允许的范围时，需要适当的增加或减少挡板开度，使煤量的供给变化，从而把温度调整到正常的范围。 控制过程如下： 温度高于上限值 → 步进电机反向运动一定步数 → 挡板开度减小 → 加热脉冲占空比减小 → 温度降低 → 温度回归正常 → 挡板开度回归正常 温度低于下限值 → 步进电机正向运动一定步数 → 挡板开度增大 → 加热脉冲占空比增大 → 温度升高 → 温度回归正常 → 挡板开度回归正常 温度控制 具体 过程的流程图如图 38 所示， 15 图 38 温度控制（ 1） 启动触发 传送机顺序启动，挡板打开一定步数 锅炉开始加热 炉温高于上限值。 炉温 低 于下 限值。 ② ③ ① 是 是 否 否 16 图 38 温度控制 （ 2） 挡板 打开 50 步 炉温低于正常值。 炉温 高 于正常值。 挡板再关闭 30 步，恢复正常 ② ① 挡板关闭 50 步 炉温 高 于正常值。 炉温低于正常值。