退火炉PLC控制系统的设计
退火炉PLC控制系统的设计
87年由SIEMENS公司等13家企业和5家研究机构联合开发，89年批准为德国 工业标准 DIN 19245，96年批准为欧洲标准EN 50170 V.2 (PROFIBUS-FMS/-DP)， 98年PROFIBUS-PA批准纳入EN 50170 V.2，9 9年PROFIBUS成为国际标准 IEC 61158 的组成部分(Type III)，2001年批准成为中国的行业标准JB/T 10308.3-2001。
1.3.2 现场总线对自动控制系统的影响
II
重庆大学硕士学位论文
英文摘要
its control watch and the process of anti-faintnesses etc had been builded up. The fuzzy controller of the watch method had been completed successfully.. The debugs in annealing furnace indicate the design of control system can satisfy the production and it works very well now.
It’s the essential organization that allows the Cast Iron Pipe to gain iron element body. According to the heat-handling skill of the Cast Iron Pipe, the furnace body is designed for four stages: heating, heat preserving, fast cooling, and slow cooling. Through analyzing the properties of the Cast Iron Pipe and the technology of the annealing furnace ,discussing in detail the temperature and pressure parameters of the four sections in the annealing furnace, it chose the excellent annealing technology and proper temperature control curve, got the control base of the annealing furnace.
基于PLC的智能炉温网络控制系统设计
基于PLC的智能炉温网络控制系统设计环形炉温控制系统的良好设计，将直接关系到炉的燃烧质量和燃料的节约，以及减少对污染气体的排放。
近几年，由于智能化的炉温控制系统越来越成熟，对以后的工业发展显得越来越重要，也是社会的发展趋势。
标签：PLC；智能控制系统；炉温；设计引言燃炉主要运用于冶金、采矿等众多工业领域，智能炉温控制系统通过PLC 的智能调节系统，能够很好地实时监测和调整炉温，使炉内的燃料尽量达到完全燃烧，减少对燃料的浪费，降低对空气的污染。
基于PLC智能控制系统的设计和应用，将在很大程度上减少了人力的投入，也保证了燃炉的安全性和高效性。
1 系统结构设计该系统的主要结构由PLC以及MCF5272构成，系统的运行部件由电动部件和切向调节阀构成，并且微处理器会自动把数据处理后传输给PLC。
而PLC会通过模糊的智能控制系统把数据处理好后输出给系统，制动调节水位的装置会根据智能控制系统反馈的信息，把水位调节到与闸门相平衡的位置。
这样始终保持锅炉中的水位与水蒸气蒸发掉的水位保持平衡，达到自动控制的目的。
1.1 搭建硬件平台给燃炉搭建一个合适的平台，通过预先输入实测的温度值，经过预设系统进行计算。
不断调整系统的参数，使实测值与计算值相符，以达到对水位的及时调整，保证蒸汽量的持续输出。
将数据处理器处理后的数据传输到PLC，这样PLC 就可以不用再对数据进行处理，直接对接受的信号做出相应的反应。
PLC智能控制系统，既保证了运行的安全性又大大地减少了人力，对以后的锅炉发展有大大的好处。
下面，通过一张图纸，更清晰地了解搭建平台的具体布置。
1.2 实现系统软件的控制在平台上通过软件的方式对锅炉进行实时控制，防止锅炉出现危险，并且当锅炉出现危险时，系统通过报警器自动发出警报，这时还可以通过人为的方式进行手动控制，来应对不可逆转的过程。
而在正常情况下，还是主要采取智能控制的方式为主，人为控制的方式为辅。
1.3 应用WISMO2C通信控制模块系统中装入SIM卡，不仅可以方便地输入和输出數据，还可以实时地进行一些漏洞的修补，以便系统能够更好地运行。
退火炉中PLC控制系统的图文详解
退火炉中PLC控制系统的图文详解组态王是在流行的PC机上建立工业控制对象人机接口的一种智能软件包，它以Windows98/Windows 2000/ Windows NT4.0中文操作系统作为其操作平台，充分利用了Windows图形功能完备，界面一致性好，易学易用的特点。
它使采用PC机开发的系统工程比以往使用专用机开发的工业控制系统更有通用性，大大减少了工控软件开发者的重复性工作，并可运用PC机丰富的软件资源进行二次开发。
铸管退火炉作为铸管生产关键工序之一，自动化控制的水平和可靠性直接关系到铸管产品的质量及能耗。
根据实际的工况，本系统采用PLC控制技术结合组态王软件来实现铸管退火过程的自动化，以保障系统监控信号及各种传感器的输入信号及组态值的传送。
1 PLC控制系统的配置1.1 工艺流程简介铸管退火炉是一个长54m退火炉，根据水冷离心球墨铸铁管的热处理工艺，炉体设计为四段，分别为：加热段、保温段、速冷段和缓冷段。
加热段和保温段两侧炉墙采用低水泥浇注料整体浇注，速冷段和缓冷段两侧炉墙采用粘土砖砌筑，炉顶全部采用耐火纤维炉衬。
退火炉各炉段参数如图1所示。
退火炉为热管入炉，要将其加热段升温至960℃，如图1所示。
退火工艺曲线上各点温度指的是铸管温度、而不是炉温，因此铸管温度的测量及控制是至关重要的，尤其是速冷段末管壁温度控制要求较严。
1.2 PLC系统硬件配置1、上位机系统配置主控室上位机1＃：研华工控机610机箱、14槽ISA/PCI母板、300工业电源，PIV 2.0G/256M/80G/1.44M/50X、TNT64M显存PCI显卡，键盘、鼠标，彩显21三星2台；主控室上位机2＃：研华工控机PCA－6176 CPU主板、以太网卡D-Link 10/100M；组态王监控软件6.0版，运行版256点2套；组态王监控软件6.0版，开发版512点1套；2、下位机系统配置。
基于plc的锅炉控制系统的设计方案
设计基于PLC 的锅炉控制系统需要考虑到控制逻辑、传感器选择、执行器配置、人机界面以及安全性等多个方面。
以下是一个基本的PLC 锅炉控制系统设计方案：1. 控制逻辑设计：-设定温度和压力设定值，根据实际情况设定控制策略。
-设计启动、停止、调节锅炉火焰和水位控制等具体操作逻辑。
2. 传感器选择：-温度传感器：用于监测锅炉管道和水箱的温度。
-压力传感器：监测锅炉的压力情况。
-液位传感器：监测水箱水位，确保水位在安全范围内。
-其他传感器：根据需要选择氧含量传感器、烟气排放传感器等。
3. 执行器配置：-配置控制阀门、泵等执行器，用于控制水流、燃料供应、风扇转速等。
-确保执行器与PLC 的通讯稳定可靠，实现远程控制和监控。
4. 人机界面设计：-设计人机界面，包括触摸屏或按钮控制板，显示关键参数和状态信息。
-提供操作界面，方便操作员设定参数、监控运行状态和进行故障诊断。
5. 安全性设计：-设计安全保护系统，包括过压保护、过温保护、水位保护等，确保锅炉运行安全。
-设置报警系统，当参数超出设定范围时及时警示操作员。
6. 通讯接口：-考虑与其他系统的通讯接口，如SCADA 系统、远程监控系统等，实现数据传输和远程控制。
7. 程序设计：-使用PLC 编程软件编写程序，包括控制逻辑、报警逻辑、自诊断等功能。
-测试程序逻辑，确保系统稳定可靠，符合设计要求。
以上是基于PLC 的锅炉控制系统设计方案的基本步骤，具体设计还需根据实际情况和需求进行调整和优化。
在设计过程中，还需遵循相关标准和规范，确保系统安全可靠、运行稳定。
退火炉自动测控系统设计_毕业设计说明书1 精品
内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：退火炉自动测控系统设计退火炉自动测控系统设计摘要本文是基于罩式退火炉的结构及退火原理而设计的一套罩式退火炉自动测控系统，主要包括炉膛温度控制、炉膛压力控制、燃料压力控制和冷却器排水温度控制。
罩式退火炉退火处理是冷轧带钢的一个重要环节，其作用是消除加工硬化的现象，使晶粒均匀和组织稳定，而罩式退火炉又有多种形式，本文只对目前常用的氮氢型保护气体单垛式紧卷罩式退火炉的自动测控系统进行说明。
从冷轧带钢退火工艺、罩式退火炉的工作原理、罩式退火炉的工艺参数到罩式退火炉的退火程序都作了详细的说明，并列举目前常用的控制系统作参考。
此次设计的测控系统主要用到DDZ－Ⅲ型仪表，本文用组态王设计了上位机监控程序，用CAD设计了罩式退火炉自动测控系统图，并对各个系统进行了详细介绍。
关键词：罩式退火炉；自动测控系统；组态王；监控程序Annealing Furnace Automatic Monitoring andControl System DesignAbstractThis article is based on the Bell-type annealing furnace and annealing the structure of a set of principles designed hood-type annealing furnace automatic monitoring and control system, including the furnace temperature control, chamber pressure control, fuel pressure control and drainage cooler temperature control.Bell-type annealing furnace annealing of cold rolled strip is an important link, and its role is to eliminate the phenomenon of work-hardening, so that grain uniform and organizational stability, and the hood-type annealing furnace has many forms, the paper only on the current common N-protection hydrogen gas-tight single-stack hood-type annealing furnace volume of automatic monitoring and control system description. Cold-rolled strip from the annealing process, Bell-type annealing furnace of the principle of the Bell-type annealing furnace process parameters to the hood-type annealing furnace annealing process is a detailed description, and cited the current control system commonly used for reference. The design of the monitoring and control system is mainly used DDZ-Ⅲ-type instruments, the paper was designed by Wang configuration PC monitoring program, using CAD design of the Bell-type annealing furnace automatic monitoring system map, and the various systems for the detailed briefing.Keywords: Bell-type annealing furnace; Automatic control system; KingView;Monitoring program目录摘要........................................................................................................................................... I Abstract ......................................................................................................................................II 第一章引言 (1)1.1 冷轧窄带钢生产的重要地位 (1)1.2 冷轧带钢退火的目的、原理、工艺制度 (1)1.2.1 冷轧带钢退火的目的 (1)1.2.2 冷轧带钢退火的原理 (2)1.2.3 冷轧带钢卷退火工艺制度 (2)1.3 研究罩式退火炉自动测控系统的意义 (4)1.4 本文主要研究内容 (5)第二章冷轧带钢退火工艺及设备 (7)2.1 冷轧带钢退火工艺及操作 (7)2.2 罩式退火炉 (9)2.2.1 单垛式紧卷罩式炉 (9)2.2.2 单垛式紧卷罩式炉技术性能及设备构成 (9)2.2.3 罩式炉退火程序 (15)2.3 罩式退火炉自动测控系统常用的控制方案 (17)2.3.1 罩式退火炉微机控制 (17)2.3.2 全氢罩式退火炉自动控制 (18)第三章罩式退火炉自动测控系统总体设计 (20)3.1 总体设计思路 (20)3.2 总体测控系统设计图 (21)第四章罩式退火炉自动测控系统设计 (23)4.1 罩式退火炉自动测控系统设计 (23)4.1.1 炉膛温度控制 (23)4.1.2 燃料压力控制 (26)4.1.3 炉膛压力控制 (27)4.1.4 冷却器排水温度控制 (28)4.2 仪表功能及选型 (30)4.2.1 热电偶和热电阻 (30)4.2.2 调节器 (30)4.2.3 温度变送器 (35)4.2.4 记录仪 (35)4.3 上位机监控程序设计 (36)结束语 (43)参考文献 (44)附录A 报表窗口程序 (45)附录B 罩式退火炉自动测控系统设计图 (47)致谢 (48)第一章引言1.1冷轧窄带钢生产的重要地位冷轧带钢广泛用于汽车制造、食品包装、家用电器、交通运输、农业机械、民用小五金、轻工、仪表、通讯和军事工业等各行各业，是非常重要的通用钢材。
真空退火炉PLC自动控制系统项目设计方案
真空退火炉PLC自动控制系统项目设计方案第一章绪论1.1选题背景及研究意义公司从事的是钛、锆、铪的结晶冶炼和丝材的拉制生产的。
为了消除丝材拉制过程中产生的内应力，对丝材进行真空退火处理是非常必要的。
而采用PLC控制系统可以实现了公司真空退火炉的自动化这样不仅可以实现对真空退火炉的精准控制还可以避开用电高峰让机器晚上自行完成退火任务，既节省能源又能减少人力创造一定的效益。
而且如果产品的生产工艺改变了，只要改变程序PLC控制系统又可以继续很好地控制机器完成退火任务。
又因为就算在生产环境不好的情况下，PLC还是能够很好地运行,所以PLC得适应能力是毋庸置疑的。
PLC能独立完成很多功能，像定时、计数、逻辑运算等等它都能完美完成,而且它还能对算术进行运算，开关量进行处理,模拟量进行控制,为了完成分层控制，还能够与电脑行成网络控制系统。
由于PLC形态较小,构造紧密,、轻便、程序设计用时较少,装配与维修简单容易实施,有了这些优点再加上诊断功能,它的可信赖程度非常高。
所以,在传统的工业改造与小型电子技术创新的进程里,以前大家用的继电器控制系统,大部分现在都被PLC代替。
因此PLC具有很深的潜力,PLC的硬件标准化,并通过各种软件程序来满足不同用户的控制要求。
它是实现系统控制的关键部位,多数工程师都很信赖它, 愈来愈多的工业生产问题因为它得到了解决了。
过了这么长时间,PLC变成了自动化工业控制的核心装置,并且对各种自动控制设备提供了可靠的控制应用。
PLC之所以能成长成现在这个样子,是因为它能够实现安全可信的自动化控制和提供更好的处理方法,可以用来满足当代的工业和厂家的自动化生产需求。
把真空热处理方法的PLC技术用在生产上,一定能够让生产出来的产品具有更良好的性能。
1.2 国内外研究现状和发展当今时代工业技术的飞速发展，国内外都对产品的规格进行了严格要求，另一方面生产量又在不断增加，为了保证通过真空退火处理过的产品的组织结构和机械性能符合对产品的标准要求。
退火炉温度控制系统
本科生课程设计题目：退火炉温度控制系统课程：电力拖动自动控制系统专业：电气工程及其自动化班级：学号：姓名：指导教师：完成日期： 2015年3月20日任务书一、课程设计的目的通过电力拖动自动控制系统的设计、了解一般交直流调速系统设计过程及设计要求，并巩固交直流调速系统课程的所学内容，初步具备设计电力拖动自动控制系统的能力。
为今后从事技术工作打下必要的基础。
二、课程设计的要求1、熟悉交直流调速系统设计的一般设计原则，设计内容以及设计程序的要求。
2、掌握控制系统设计制图的基本规范，熟练掌握电气控制部分的新图标。
3、学会收集、分析、运用自动控制系统设计的有关资料和数据。
4、培养独立工作能力、创造能力及综合运用专业知识解决实际工程技术问题的能力。
三、课程设计的内容退火炉温度控制系统由一台上位机操作台、一台SIEMENS S7-200 PLC控制柜、一台变频器控制柜，3台风机，3台水煤浆输送泵组成。
加热段的三个炉段，各段于炉顶设一支热电偶，根据热电偶采集的炉温信号，与设定值比较，经PID计算后输出控制信号变频器调节水煤浆流量，改变烧嘴的输出功率，实现温度自动控制。
同时根据助燃风量的改变及空/燃比例阀的配比，手动调节助燃风流量燃气的流量，实现最佳空/燃配比。
四、进度安排：共1.5周本课程设计时间共1.5周，进度安排如下：1、设计准备，熟悉有关设计规范，熟悉课题设计要求及内容。
（1.5天）2、分析控制要求、控制原理设计控制方案（1.5天）3、绘制控制原理图、控制流程图、端子接线图。
（2天）4、编制程序、梯形图设计、程序调试说明。
（1.5天）5、整理图纸、写课程设计报告。
（1.5天）五、课程设计报告内容完成下列课题的课程设计及报告（课题工艺要求由课程设计任务书提供）退火炉温度控制系统目录1. 工程概况 (3)1.1 概述 (3)1.2 退火工艺过程 (3)2. 控制系统方案设计 (4)2.1 控制原理方案 (4)2.2 主电路设计 (4)3. 控制系统器件选择 (5)3.1温度变送器的选择 (5)3.1.1 SBWR热电偶温度变送器介绍 (5)3.1.2 SBWR技术参数 (5)3.1.3最后确定温度变送器的型号、类别： (6)3.2 PLC的选型： (6)3.2.1 PLC选型要求 (6)3.2.2 PLC及其扩展模块选择结果 (7)3.3变频器的选型： (7)3.3.1变频器选型要求 (7)3.3.2 变频器选择结果 (8)3.3.3 变频器参数设置 (8)4. PLC外部接线图 (11)5. PLC实现PID的控制方式 (12)5.1 PLC的PID程序介绍 (12)5.2 PID梯形图程序 (12)6. 小结与体会 (13)参考文献 (14)1. 工程概况1.1 概述退火是金属热处理中的重要工序，通过退火可以达到细化组织、降低硬度、改善切削性能、消除内应力等目的。
基于PLC的全氢罩式退火炉的顺序控制系统
收稿日期5作者简介男,5年生,助教,张家口市,5基于PLC 的全氢罩式退火炉的顺序控制系统石树正1刘东信2徐政3吕祎莎41河北建筑工程学院;2衡水市经济适用房发展中心;3宣化钢铁有限公司;4张家口市烟草专卖局摘要退火炉是用于金属带材和线材的光亮退火处理的重要设备.针对全氢罩式退火炉在退火过程中的应用,重点开发了满足控制要求所配置的控制系统的PLC 顺序控制系统.关键词全氢罩式炉;顺序控制;PLC中图分类号TP20前言经过冷扎后的钢板,由于扎机的冷加工而硬化,欲使其恢复达到下一步工序及性能的要求,必须经过退火工艺处理,消除加工硬化和内应力,提高其塑性.因此,对冷扎后的钢板进行退火处理是冷扎厂必不可少的一个环节.冷扎带钢的退火设备目前主要是具有保护气氛的罩式退火和连续式光亮退火两种,H PH (保护气氛为全部氢气)工艺取代了传统的NH X(保护气氛为氮气和氢气的混合气体)工艺.与传统的工艺比较,该技术具有退火产品质量,产量高等优点.全氢退火炉退火,带钢的表面光亮度好,同时加热均匀,温差小,钢卷堆垛温差小于10度.因全氢气体的导热率高,又是强对流循环,因此,可大大缩短退火周期,提高产量,减少炉台设备配置.文中开发了OMRON 公司PLC 的.采用PLC 中CQM1型系统进行工业系统过程控制,具有程序设计周期短,灵活运用,维护方便,抗干扰能力强,工艺改进方便等诸多优越性.相比较以往的继电器控制方式,使系统的性能有了有效的提高.1PLC 与上位机连接系统上位机连接系统是以一台微型计算机作为上位机,数台可编程控制器作为下位机,通过H ost Link 短员及串行总线互联而成的监督控制系统.因为系统中有上位机,而且数据通信都发生在上、下位机之间,所以被称为上位连接系统.由于都使用H ost Link 单元互相连接起来,所以上位机系统也被称为H ost Link 系统,在OMRON 的PLC 的网络系统中还把它称为SYSMAC WAY .11上位连接系统的选择由于此次设计选择的PLC 为OMRON 公司的CQM1型系统,有的其自带RS 232C 通信口,不需要H ost Link 单元就可以方便地与上位机通信.而不带RS 232C 通信口的CQ M1型PLC 的CPU 在外设接口上安装通信适配器形成RS 232C 口,也可以与上位机连接通信,所以根据实际要求,选择RS 232C 电缆上位连接系统.RS 232C 电缆最远通信距离为15m,一般为1:1结构,点对点通信,即一台上位机用RS 232C 电缆经H ost Link 单元直接与一台PLC 相连.12RS232C 接口通讯规程CQM1型PLC 是一种小型模块式PLC,其CPU 模块上带有RS232C 接口.它与上位机计算机链接通讯时,通常由上位计算机发送命令给PLC,PLC 处于被动状态.被传送的一组数据成为帧.从计算机发送到PLC 的数据块称为命令帧,从PLC 发送到计算机的数据块称为响应帧.上位计算机一般具有优先发送权并启动通讯,CQM1型PLC 是一种小型模块式PLC,其CPU 模块上带有RS232C 接口,它与上位计算机链接()通讯时,通常由上位计算机发出命令给L ,L 处于被动状态被传送第28卷第4期2010年12月河北建筑工程学院学报JOURNAL O F HEBEI INSTITUTE OF ARCHI TECTU RE A ND CIVIL EN GINEERING Vol 28No 4Dec.2010:2010-09-0:19807024H ost link P C P C .的一组数据称为帧(Frame),从计算机送到PLC 的数据块称为命令帧,从PLC 送到计算机的数为响应帧.上位计算机一般具有优先发送权并启动通讯,PLC 收到后自动发出一个响应帧.图1和图2分别给出了命令帧和响应帧的典型结构,帧中的节点(即作为下位机的PLC)编号为00~31,标题码用来说明帧的性质.例如命令帧@00RD00010002表示计算机要求读出节点号为00的PLC 中起始地址为0001的两个DM(数据存储器)字的内容,假设响应帧为@34ABCD,标题码RC 之后的00为响应码,十六进制数1234H 和ABCDH 分别是PLC 给出的DM 中的数据.一个帧最多由131个ASCII 字符组成,如果需要发送的字符超过131个,注意必须将数据分成若干个帧,第一帧和中间各帧的接尾用分界符(回车符CR)代替结束符(3和CR).图1命令帧的格式图2响应帧的格式13帧的发送和接收send frame 是发送帧的函数,bioscom 中的cmd=1时,将abyte 中的字符发送到串行通讯口,bio scom 返回一个字,其中的第15位表示发送超出规定的时间,如果该位为1,将显示senderror!.re ceive frame 是接收帧的函数,bioscom 中的cmd =2时,从串行通讯接口接收一个ASCII 字符,bois2com 返回值的高位字节是状态位,它不为0时表示发生了传送错误,将显示receiveer ror ;返回值的高位字节=0时,其低位字节为接收到的字符,将它存放在字符数组rstr[]中.接收完后,计算响应帧的FCS,如果与响应帧中给出的FCS 不一致,则显示出错误信息FCScheckerror !.图3退火周期顺序控制框图2H PH 退火炉工艺控制要求冷扎带钢的退火工艺由加热、保温和冷却三个过程完成的.由于产品的技术要求和退火周期的分布频繁变化,退火炉内的保护气体为氢气,使控制系统必须考虑整个退火过程的安全性,可靠性.整个退火周期顺序控制框图如下图,从程序的编排上看,在退火周期的安全性,可靠性上采取了以下措施:21试漏测试当钢卷放到炉台并扣上内罩后,退火工艺尚未开始前,PLC 将自动对氢气阀进行试漏实验,被测试的阀如有泄漏现象,系统即刻报警,并对其进行氮气吹扫;经过处理且再次进行吹扫后,重新进行氢气阀测试,确认不泄漏后,再对与整个炉台相连的内罩进行密封度测试.首先内罩处于无压状态,关闭出口阀,通过管道送入一定压力的氮气,在限定时间内产生一定的过压,并且必须保持一定的时间和稳定.此操作可避免氢气,氧气混合而发生的爆炸.22氮气安全吹扫在氢气阀至内罩系统的密封度安全测试成功后,则要对内罩及相连设备(如快冷系统)进行氮气安全吹扫,为了有效的防止氢气,氧气混合爆炸,该工艺分三个阶段进行,而且每段都必须在前一段完成之后方能进行第段必须在给定的最短时间内用氮气吹出空气,在整个吹扫期72河北建筑工程学院学报第28卷.1:间,该气体流量不能低于一个最小值,也不能高于一个最大值.第2段:吹扫气体总量必须给定.利用安装在气体入口处的模拟流量计,PLC 可以测量该流量.为了确保气体通过预定的和安全的管道排出内罩而不泄漏出去,在出口处也要进行气体测量.第3段:在吹扫气体量达到规定值后,安装在气体出口处的二氧化铬探头必须给出在安全范围内的含氧量(必须已降低到小于1%).当退火工艺完成,冷却达到设定温度时,也要进行氮气的安全吹扫.系统已设定的氮气流量大约吹扫30分钟.由于该次吹扫是退火周期的结束阶段,上述第3段已经满足,所以只要前两段是成功的,即可打开内罩进行卸卷.另外,在退火过程中,内罩压力由于某种原因而低于安全给定值时,PLC 将通过对内罩压力检测器进行氮气的紧急吹扫以防止氧气的渗漏.23加热罩助燃空气吹扫由于退火加热用的是煤气,为防止加热罩内残留的煤气达到一定的浓度,使得加热点火时发生爆炸.因此,在加热罩烧嘴开始点火前,加热罩内的空间应用一定流量的助燃空气进行吹扫,大约5分钟左右,此操作结束后,PLC 控制烧嘴开始点火.图3是设计好的退火控制顺序框图.3最终退火炉控制系统图4退火炉控制系统控制系统主要由3部分组成:PLC 顺序控制系统,上位机系统和报警显示及记录系统.PLC 顺序控制系统的主要功能就是用于顺序控制的PLC 系统,它接收来自上位机的操作信号并产生相应的动作,也可以向上位机发出某些信号显示报警等.上位机系统用于向PLC 顺序控制系统发出动作命令,并接收报警信号.报警显示及记录系统有响应的设备组成,主要用来显示报警和记录报警相关的信息(如报警次数,时间,性质等).4结论本文针对全氢罩式退火炉在退火过程中的应用,开发了PLC 进行顺序控制方案,从而在很大程度上提高了系统的稳定性,安全性,精确性,也大大提高提高了系统的自动化程度,节省了人力,降低了能源消耗和故障率.采用PLC 进行工业系统过程控制,具有程序设计周期短,灵活运用,维护方便,抗干扰能力强等诸多优越性.解决了传统继电器控制方式的笨拙、设计复杂等难题.参考文献[]杨学高冷扎带钢退火炉罩式炉退火技术动态攀枝花国外金属热处理6(3)[]唐昆明L 上位计算机的通讯程序设计重庆微计算机信息()[3]韩小良强对流全氢罩式退火炉北京工业加热6()[]刘俊杰L 在罩式退火炉控制系统中的应用北京基础自动化6()73第4期石树正刘东信徐政等基于PLC 的全氢罩式退火炉的顺序控制系统1.H PH ...19902.P C ...199807....199014.P C H PH (19901)74河北建筑工程学院学报第28卷Sequence Controlling System of Hydrogen AnnealingFurnace Based on PLCShi Shu zhen g1,Liu D ongxin2,Xu Zhen g3,Lv Y isha41.H ebei Institute of Architectur e and Civil Eneginneering;2.Hengshui Economic and Applicable H ousing Development Center;3.Xuanhua Steel Co.Lt d;4.Zhangjiakou Tobacco M onopoly Ber eauAbstr act Annealing furnace is the important equipment with is used for mental strips and bright an nealed wire.According to the application of hydrogen annealing fur nace,we mainly developed PLC sequence contr olling system which can meet the requirement of controlling system.Key words the hydrogen annealing furnace;sequence control;PLC(上接第70页)Research and Application of Vehicle Detection andTracking Algorithms Based on Video SequenceWa ng J ian xion g,Wan g Y u lan,Zhan g J ian m ei,Sun Zhi tia n,Hon g Bin,Sun Ha oyu eH ebei Institute of Architectur e and Civil Engineer ingAbstr act T his paper puts forward a method based on regional template matching algorithm.Accord ing to such complex scene as the interference and block of target,it is proposed based on block and forecast of trajector y tracking algorithm,which can achieve the effective algorithm to the inter fered or block tar get.The simulation results are given to show the effectiveness and practicalness of the method.Key words template matching;vehicle detection;background subtraction;vehicle tracking。
基于PLC的锅炉控制系统的设计
基于PLC的锅炉控制系统的设计本文介绍基于PLC的锅炉控制系统的设计的背景和目的。
锅炉控制系统是基于PLC（可编程逻辑控制器）的设计，采用了分布式控制策略。
整体架构包括以下几个组成部分：1.控制器控制器是锅炉控制系统的核心部分，由PLC实现。
PLC具备高速计算能力和强大的输入输出功能，可以对各个设备进行监控和控制。
它接收来自传感器的输入信号，并根据预设的逻辑和算法进行实时处理，向执行器发送输出信号以控制设备运行。
2.传感器传感器负责将锅炉系统的各个参数转化为电信号，并传输给PLC进行处理。
常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
3.执行器执行器根据PLC的控制信号来执行相应的操作，如调节燃料供给、控制排放阀等。
它们与PLC之间通过信号线或总线进行连接。
4.人机界面人机界面提供给操作员与锅炉控制系统进行交互的界面。
它可以是触摸屏、计算机软件等形式，用于监视系统运行状态、设定参数以及显示报警信息等。
5.通信模块通信模块用于实现锅炉控制系统与外部设备的数据传输和通信。
它可以连接到局域网或远程服务器，实现与其他系统或监控中心的数据交互。
6.电源供应为了保证锅炉控制系统的稳定运行，需要提供可靠的电源供应。
这可以通过备用电源或UPS（不间断电源）来实现。
综上所述，基于PLC的锅炉控制系统采用分布式控制策略，通过控制器、传感器、执行器、人机界面、通信模块和电源供应等组成部分协同工作，实现对锅炉设备的监控和控制。
本文介绍基于PLC的锅炉控制系统所采用的控制策略和算法。
控制策略是指通过采取不同的控制方法和算法，在锅炉运行中实现温度、压力、流量等参数的稳定控制。
基于PLC的锅炉控制系统采用了以下主要的控制策略：PID控制：PID（比例、积分、微分）控制是一种常用的控制方法。
它通过根据控制对象的偏差来调节控制器的输出，使得偏差逐渐趋向于零，从而实现控制目标。
在锅炉控制系统中，PID控制常用于调节温度、压力和流量等参数。
基于PLC的铸件退火炉控制系统
运行。
冷 却频 率 、温 度报 表 、 参数 设 定 、历史 报 表 、
系统全貌及 用户登录 等８
功率表能根据热 电偶采集 的炉温信号 ，与温度 控制仪设定值比较 ，经内部Ｐ Ｄ Ｉ 模糊控制器作用 ， 计算 出调功器的输 出信号 ，自动调节输 出功率。 温 度监 控 表 采用 日本进 口仪 表 Ｓ ３ Ｓ Ｍ Ｒ９ ＨＩ
图２ 退火炉Ｐ Ｃ Ｌ 控制程序
料车右移慢速输出等。 Ｆ ３ Ｃ ：液压泵慢速输 出、冷却风机输出 、前门 开输出等 。
Ｆ ４ Ｃ ：缓 冷 风 机 故 障 、加 热 区 风 机 断 路 器 故 障 间联 系 。
系统 ，通过主机集成卡型适配器 ，以ＭＰ 方式完成 Ｉ 工控机与Ｐ Ｃ Ｌ 通信 。主要完成以下任务 ：反馈现场
信 号 数 据 、 小车 位 置 运 行监 控 、故 障 报 警提 示 、加
Ｆ ５ Ｃ ：设定时间复位点和中间变量转换。 （ ２） 上 位 机 人 机 界 面 软 件 该 软 件 在
ＷＩ ０ ０ Ｎ２０ 环境 下 运 行 ，通 过 适 配 器卡 与 下位 机 Ｓ — ７ ３０ Ｐ Ｃ 行 数 据 通 信 ；下 位 机Ｓ —３ ０Ｐ Ｃ ｉ ０ Ｌ 进 ７ ０ Ｌ ．通 ￣ ｌ
用 户登 录 画面 ：建 立 设 置 用 户权 限 ，防 止 非 法 人 员 恶意 篡 改 生 产原 始 数据 。
退火炉自动控制系统设计
摘要退火炉是金属热处理中的重要设备，而温度是退火炉的主要被控变量，是保证其产品质量的一个重要因素。
因此，退火炉温度控制的稳定性和控制精度直接影响产品的质量。
所以，本次毕业设计设计了基于单片机的退火炉温度自动控制系统，实现了温度的自动控制。
本控制系统是采用AT89S52单片机为核心，对退火炉温度和燃料流量进行实时监控。
由按键设定温度初值，通过温度和流量传感器进行信号的采集，由AD574对其电压信号转换数字信号。
通过AT89S52单片机和LCD1602液晶显示屏处理和实时显示相应的数据。
当所有设定值设定结束后，通过DAC8420将数字信号转换成模拟信号驱动电动调节阀进行阀门大小的调节即流量调节，进而改变炉内温度，实现温度的自动控制。
软件部分采用一种新型的智能控制方法，大林算法来控制系统的温度、流量。
其最突出的优点是具有专门针对大滞后系统设计的算法。
此算法具有消除余差、对纯滞后有补偿作用等特点，能够达到良好控制效果。
本系统实现了对退火炉的温度、燃料的流量进行实时监控。
它不但工程造价较低、运行维护简单、运行费用低，而且是一种简便、可靠、经济、快速的退火方法。
关键词：退火炉；数据采集；大林算法；单片机AbstractAnnealing is an important metal heat treatment equipment, and annealing temperature is the main controlled variable to ensure the quality of their products. Therefore, the furnace temperature control stability and control accuracy directly affects the quality of products. So, this graduation project is designed based on single-chip furnace temperature control system to achieve automatic control of temperature.The MCU AT89S52 is used to the center of the control system , the annealing furnace temperature and fuel flow is real-timely monitered.Initial temperature is setted by the key.It is used the temperature transducer and flow transducer to aquire the signal .It is changed from the voltage signals to the digital signal by useing the AD574 .Processing and real-time display the corresponding data by useing the MCU AT89S52 and LCD1602 display . When the setting is completed all settings, the digital signal is converted by DAC8420 into an analog signal to drive the electric control valve is the valve flow control regulation of the size, thereby changing the furnace temperature, automatic temperature control. Software part uses a new type of intelligent control method to control the system Dahlin temperature, flow. Its most prominent advantage is a system designed specifically for large delay algorithms. This algorithm has to eliminate residual error, there is compensation for pure lag effect and other characteristics, can achieve good control effect.The annealing temperature, fuel flow rate for real-time monitoring is realized in the system.It is not only lower costproject, simple operation and maintenance, low operating costs, but also it is a simple, reliable, economical, rapid annealing method.Key words：annealer；date acquisition；computing control ；MCU目录第1章绪论 (1)1.1 课题研究的背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状和发展 (2)1.3 本文研究的主要内容 (2)第2章方案设计及论证 (3)2.1 方案设计 (3)2.2 方案论证 (6)第3章硬件电路设计 (9)3.1 温度传感器的选择 (9)3.2 气体流量传感器的选择 (11)3.3 控制阀门的选择 (12)3.4 A/D转换器的选择 (13)3.5 D/A转换器的选择 (14)3.6 单片机的选择 (16)3.7 8255扩展I/O口的设计 (16)3.8 电源电路的设计 (18)3.9 晶振电路的设计 (19)3.10 复位电路的设计 (20)3.11 温度检测电路的设计 (21)3.12 I/V转换电路的设计 (22)3.13 多路转换开关的设计 (24)3.14 A/D转换电路的设计 (24)3.15 D/A转换电路的设计 (26)3.16 键盘电路的设计 (26)3.17 报警电路的设计 (28)3.18 显示电路的设计 (28)第4章软件设计 (30)4.1 主程序系统流程图 (30)4.2 温度检测系统流程图 (31)4.3 流量检测系统流程图 (31)4.4 键盘系统流程图 (32)4.5 A/D转换系统流程图 (33)4.6 LCD显示系统流程图 (34)4.7 控制量输出程序流程图 (35)4.8 大林算法系统流程图 (35)4.9 燃料配比系统流程图 (37)第5章结论 (38)参考文献 (39)致谢 (40)附录I ....................................................................................... 错误!未定义书签。
基于PLC与PI的退火炉温度控制系统
机、 执行 元件、 退火炉 、 测量元件组成 。
２ 、参 数 要 求 及 主 要 功 能
图 １退 火 炉 温 度 控 制 系统 框 图 退 火 炉 温 度 控 制 实 现 过 程 是 ： 先 测 量 元 件 将 退火 炉 的 炉 膛 首 根据某单位工艺要求需要 ， 定退火炉工艺参数 ， 表 １ 示 。 设 如 所 ｐ （ 际温度值 ） ｖ实 转化为 电流信号 ， 然后和ｓ （ ｐ设定温度值） 比较后传 表 １退火炉工艺参数表 给 Ｐ Ｃ和 模 糊 控 制器 ， 糊 控 制器 经 过 模 糊 化 处 理 修 改 Ｐ Ｃ中 的 Ｌ 模 Ｌ 炉 膛 尺 寸 １ ７×７ ×６ ５ ｍ ． ｍ 炉 墙 表 面 温 度 ≤４ ℃ ０ ＫＤ Ｋｉ ， 的数值 大小 ，Ｌ 主控系统内部的Ａ／ 将送进来的电压信号 ＰＣ Ｄ 炉 容 量 ３ Ｏ Ｏｔ 升 温 速 度 ５ 一ｌ ０ ０ Ｏ ℃／ ｈ 转化为Ｐ Ｃ Ｌ 可识别 的数字量 ， 然后Ｐ Ｃ Ｌ 将系统给定的温度值与反馈 燃 料 种 类 天 然 气 炉 温 均 匀 度 ≤ ±ｌ ℃ Ｏ 回来的温度值进行处理， 给执行元件 ， 执行元件控 制退火炉的炉 温， 最 高 炉 温 ７ ０ ０℃ 燃 料 消 耗 量 ９ ０ ｎ／ ０ Ｎｉ ｈ 工 作 温度 ６ ０ ０℃ 炉 前 燃 料 压 力 ７ ０ ±１ ０ Ｐ ００ Ｏ ０ａ Ｐ Ｃ与工控 计算机通信 交换数据 ， Ｌ 这样退火炉温度控制得到实 现。
数 控 技 术
基于 Ｐ Ｃ与 Ｐ 的退火炉温 Ｌ Ｉ
冯 本 勇
系统
（ 天俱 时工程 科技 集 团 河北石 家庄 ００９） ５０ １
摘要 ： 为使 在 高温环境 里能 准确地 控 制 温度 ， 用一 种基 于Ｐ ｃ与Ｐ 的 工业 退 火炉控 制 结构 ， 组 态王软 件进 行 组合 ， 炉 堂 内的 实 时画 采 Ｌ Ｉ 与 将
PLC自动控制技术在电热退火炉中的应用
2019年 第5期热加工45PLC 自动控制技术在电热退火炉中的应用■ 胡振庐，王志斌，白永胜，任紫亭摘要：通过对电阻炉电控系统解析，加装了一套自动控时电路系统，通过PLC 程序编程，能够智能截取工艺保温起点和终点，并按工艺要求计时后自动切断加热电路，然后在炉冷工艺段完毕声光提示出炉空冷，最后自动关闭程序。
该系统与原手动电路互不干扰，生产中可以根据需要，自主切换“手动/自动”控制系统。
关键词：电阻炉；PLC ；自动控时电路；退火炉我公司的一台额定功率500kW 的电阻退火炉，额定温度为650℃，适用于液压支架结构件焊后低温去应力退火作业。
高耗能的退火炉实行间歇作业，通常选在夜间用电低峰时开启，夜间员工作业疲乏，人工计时常出现保温时间过长的情况，一个月累计的无谓耗能很大，并且长时间退火保温对焊缝性能及结构件母材性能有降低的风险。
为解决这一问题，对原设备进行了电控改造，加装一套自动控时电路，通过PLC 编程来控制各加热温区的通断，准确截取保温起点和终点，保证保温时长。
1. 技术要求退火工艺曲线如图1所示，室温装炉加热到520℃时开始保温，工艺要求保温90～120min ，而后炉冷到300℃出炉空冷。
该退火炉分为4个温区，由并排的两个电控柜进行操作控制，改造要求用一个PLC 控制器控制4个温区的通断，并智能截取升温阶段终点，即保温阶段起点，在适当考虑均温时间的情况下，计时保温2h 后断开加热回路，程序在炉冷阶段继续运行，炉冷到300℃时声光提示出炉空冷，程序自动关闭，达到与工艺曲线相契合的节能保质效果。
2. 电控改造方案电阻炉原电路分为4条加热回路，4条温控回路，风扇、炉门升降及超温报警回路。
采用的改造方式是控制加热回路的开关，温控回路仍由其温控仪表控制，只采集或共享其中一个热电偶的温度值，其他电路不动。
这样可以把PLC 控时电路对原电路的影响程度降到最低，达到PLC电路与原电路互不干扰的效果。
改造电路如图2所示。
利用PLC进行PID退火炉温度控制
Science &Technology Vision科技视界0前言各种玻璃制品的退火炉和烤花炉是玻璃厂重要的热工设备,对这些辅助设备的自动控制工作正随着工艺和设备本身的改进而逐渐展开。
温度控制是退火炉的重要组成部分,它的功能是将温度控制在所需要的范围内,对玻璃瓶罐进行退火或烤花。
现在国内生产的退火炉还是以传统的手动控制为主,山东三金玻璃机械股份有限公司近期开发了利用PLC 自身的PID 控制模块和其内部PID 控制程序,对退火炉控制系统进行技术改造,结合触摸屏画面显示操作,实现整个系统的自动控制。
改造后的控制,在运行和控制方面都更加符合自动化生产的需要,节约人力,提高了经济效益。
PID 控制系统,使用时只需要设置一些参数,非常方便,一个模块可以控制几路甚至几十路闭环回路。
1控制系统介绍1.1工艺概述根据退火炉三区加热的特点,退火炉自动控制系统由触摸屏按钮控制各区电源,并显示和调节温度,调节输出功率,加热器用于炉内或制品提供热量,并且每区输出电压和三相运行电流可通过触摸屏随时观察。
升温过程,根据升温曲线,手动升温,为保证机械结构不受影响,通过调整各区电流,缓慢升温,各区温度曲线实时监控并能打印输出。
配有远程监控以太网接口和基于TCP/IP 的通讯。
1.2PID 控制系统分析和调整1.2.1PID 系统概述PID 控制器是比例-积分-微分控制的简称,具有:(1)不需要精确的控制系统数学模型(2)有较强的灵活性和适应性(3)结构典型、程序设计简单,工程上易于实现,参数调整方便等优点。
积分控制可以消除系统的静差,微分控制可以改善系统的动态响应速度,比例、积分、微分三者有效的结合可以满足不同的控制要求。
1.2.2PID 控制器的数字化性能指标PLC 的PID 控制器的设计是以连续系统的PID 控制规律为基础,将其数字化写成离散形式的PID 控制方程,再根据离散方程进行控制程序设计。
在连续系统中,典型的PID 闭环控制系统如图1所示。
论述真空退火炉电气控制系统设计
论述真空退火炉电气控制系统设计真空退火炉主要是由电气控制系统、电机系统、高真空系统、炉体系统和外围系统构成。
高真空系统主要由高真空机组组成，主要用于抽空炉体和维持真空。
其优点如下：第一，退火改变了晶体的结构，消除了内应力以及软化材料。
第二，防止了氧化脱碳脱脂，从而提高了表面的光亮度以及力学性能。
第三，炉体容积大，温度控制精度高，温区温差小，系统稳定。
第四，炉温控制系统复杂，该数据具有时变性、非线性以及滞后性的特点。
所以随着加热时间增加、加热温度的升高和真空度的增大，将产生不同的退火效果。
第五，可编程控制器（PLC）结构简单、抗干扰能力强、通用性好，可以很好的提高系统的稳定性和准确性，从而提高生产效益。
本设计中采用以PLC为核心，闭环控制PID功能模块来实现恒温控制，达到炉温控制。
利用PLC编程软件中的梯形图语言进行编程，来控制整个过程。
上位机监控系统包括工况监控中的真空和温度画面的监控，使数据能够实时反映和控制。
1、真空退火炉的总体设计1.1 真空退火炉的构成真空退火炉是利用外循环式、单室內加热的方式，是一种快速冷却卧式的电阻炉。
真空退火炉由炉体系统、传动系统、高真空系统、加热系统和冷却系统构成。
1）炉体系统：炉体系统是由炉门、炉体外壳、加热室和电阻带。
炉门的开关为自动控制，是利用紧压缸传动装置来控制的。
炉体外壳是采用了圆筒形的结构，不锈钢材料。
炉体有多个加热温区，每个温区有电阻带加热。
2）传动系统：传动装置是指料架、平板车和电动机的控制。
将工件放在料架上，并且将工件的料车都放在平板车上。
将其放入炉门口，由电机控制传送。
送到炉口时，限位开关关闭，再将其托送到炉内加热区，也是由电机控制装置驱动。
3）高真空系统：由真空机组组成，都位在炉体的一侧，每套真空机组的组成是扩散泵、罗茨泵、维持泵、断路器、接触器和相应的管道，主要作用是控制驱动泵的启停以及电磁阀门的开关。
真空系统的控制程序是机组的顺序控制，其顺序为：第一，对的扩散泵预热的控制。
基于PLC的连续退火炉温度控制系统设计
基于PLC的连续退火炉温度控制系统设计作者：田海李昀泽来源：《科技风》2019年第16期摘要：本文以包钢新体系冷轧连续退火机组的连续立式退火炉为实例，对温度监控系统的组成以及温度的相关控制进行了研究，在PLC系统中设计了相应的PID控制程序来实现连续退火炉温度控制。
关键词：连续退火;温度控制;PID包钢新体系冷轧项目于2014年开始建设冷轧区域生产线，并采取连续型退火生产机组，其控制策略为传统的PID控制方案。
而特殊钢要求越来越多，技术要求也越来越高，传统的PID控制策略已不具备多种带钢的退火预控制。
考虑目前的状况，结合现场实际运行情况，探索一种新型的连续退火控制策略成为重点，已到达增质增效的目的。
1 退火数学模型的建立炉子温度设定值的模型具有以下模式：其中：TBH为带钢目标加热温度，LS为计算出的线速度，d为带钢厚度，rcfactory为调整系数。
输入带钢数据（厚度、宽度、钢种）、加热段入口带钢温度、加热周期目标带钢温度、线速度（当前产线的速度），模型为正在处理的带钢计算出所有加热区的设定值。
2 连续退火炉温度控制系统设计本文采用了数字化脉冲燃烧控制策略。
其中燃气控制是通过实时采集到的主令烧嘴燃料热值，并自动实现压力控制，从而可获取最佳的空燃比。
同时，空气压力控制回路和燃气压力控制回路根据现场反馈信息实时调整压力，其中连续退火炉温度控制原理图如下所示。
依据控制原理图可得出，其控制策略为串级控制，分别为带钢温度控制环、区域辐射温度控制环以及烧嘴温度控制环。
当给定带钢温度控制目标值，系统根据控制策略调整带钢温度，并其输出值为区域辐射管温度控制回路和烧嘴控制回路的输入值，系统调整区域辐射管温度和烧嘴温度，最终達到目标值。
需生产不同种类的带钢时，通过重新设定带钢温度控制目标值，从而改变区域辐射管温度和烧嘴温度的最优值，达到生产出不同类型的带钢。
在生产过程中，为了实现温度稳定变化，每个控制区中的烧嘴时序调节器将通过区域辐射管温度调节器的输出值调整烧嘴温度，其控制方案为数字化脉冲控制策略。
基于PLC的退火炉温度控制系统优化设计
基于PLC的退火炉温度控制系统优化设计王艳;林文海【摘要】根据台车式退火炉的工艺要求确定温度控制系统的控制策略，采用三菱GX Developer软件中的PID模块进行编程以优化温度控制系统。
退火炉运行后，对温度曲线进行的分析说明了控温系统的精确性和炉温的均匀性，且整个控制系统稳定可靠。
%According to the technological requirements of the car-type annealing furnace,its temperature con-trol system’s control strategy was proposed,including making use of PID module in GX Developer to optimize temperature control system.Analyzing temperature curves in annealing furnace operation proves temperature control system’s accuracy and furnace temperatur e’s uniformity.The whole control system is stable and relia-ble together with good economic benefit as required.【期刊名称】《化工自动化及仪表》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】3页(P616-618)【关键词】温度控制;台车式退火炉;PLC;PID限幅控制【作者】王艳;林文海【作者单位】天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室，天津 300384; 天津理工大学自动化学院，天津 300384;天津理工大学自动化学院，天津 300384【正文语种】中文【中图分类】TH811台车式退火炉是相关行业应用最广泛的工业炉之一，是工件处理的重要设备。
基于S7-300PLC的退火炉控制系统设计
基于S7-300PLC的退火炉控制系统设计
周红芳;王娟娟
【期刊名称】《工业加热》
【年(卷),期】2021(50)12
【摘要】铝材在退火过程中温度恒定,能良好的去除内部应力,增强塑性。
针对箱式退火炉控制精度高,设计了以S7-300PLC为中心的温度控制系统,调用连续FB41控制器形成温度闭环控制方式,与脉冲发生器FB43组合,形成固定周期的脉冲,触发固态继电器的通断,达到调功的作用。
组态上位机软件WinCC,实现各类电机的远程控制,实时监控退火炉的工作温度,提高控制系统自动化程度。
CPU315-2DP通过PROFIBUS-DP总线控制变频器MM440,使风机的风速稳定,进而使退火炉内温度分布均匀,提高产品质量。
【总页数】4页(P51-54)
【作者】周红芳;王娟娟
【作者单位】西安交通工程学院电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TF355.3
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打料控制系统设计4.基于S7-300PLC的结晶器液位控制系统设计5.基于S7-300PLC的工业炉控制系统设计
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重庆大学硕士学位论文
中文摘要
摘
要
芜湖钢厂大线退火炉（以下见简称大线退火炉）的 PLC 控制系统是该厂的一 个重要控制系统。采用 PLC 控制具有自动化程度高、控制精度高和易于设置、易 于管理的特点；该系统是 PLC 控制的一个大型系统，不论是点数、数据采集的类 型，还是 PLC 的通信都完整地体现了 PLC 强大的控制功能。 大线退火炉是为满足球墨铸铁管获得铁素体的基体组织，根据水冷离心球墨 铸铁管的热处理工艺设计建造的，炉体设计为分为四段：加热段、保温段、速冷 段和缓冷段。通过分析了球墨铸铁管性能要求以及退火炉的工艺，详细讨论了该 退火炉四个工作段的温度和压力参数，通过试验选择了最佳退火工艺，得到退火 炉控制的依据，选择合适的温度控制曲线。 通过分析系统的控制特点，以及对控制系统的控制要求和点数的分析，设计 选用 S7－300 系列 PLC 进行组态，并分为两个控制系统，电气系统 PLC 和仪表系 统 PLC。在对工艺过程进行系统分析的基础上运用组态王软件对系统上位机程序 进行了设计开发，共设计 10 个主要监控画面，可以形象的显示退火炉系统的参数 和各工作点的状态。针对退火炉的控制任务，在下位机程序设计中采用结构化编 程方法，对各段温控参数的要求，以及不同变量的设置进行了研究，并完成了分 模块程序设计。 本文在完成系统硬件配置及监控软件设计的同时，重点研究了系统的控制方 法。在分析模糊控制的原理及其分类的基础上，设计了模糊控制器，通过对变量 的模糊化、建立模糊规则、建立模糊控制表以及反模糊化等一系列过程，完成了 查表法模糊控制器的设计。查表法模糊控制器具有设计简单，实用性强的特点， 经试验表明该控制器具有控制精度高，超调小等特点，现场运行以来效果良好。 由于该系统要求检测的数据多、类别多，因此通信成为本论文研究的重点之 一。设计了基于以太网络及 PROFIBUS 现场总线的混合网络结构，以充分发挥混 合网络的技术优势，取得了良好的通信效果。 控制系统设计完成后，布置了现场试验场地，并进行了试验研究。在退火炉 调试运行的结果表明，所设计的大线退火炉控制系统能够满足生产控制的需要， 取得了良好的效果。 关键词：退火炉，PLC，模糊控制，现场总线。
I
重庆大学硕士学位论文
英文摘要
ABSTRACT
Wuhu large production line annealing furnace （Abbreviated as large production line annealing furnace） is an important control system of Wuhu steel plant in Anhui. The system is a large-scale PLC control system. There are features of the PLC control system: high level automation , manage.Whether in checking high precision in control ,easy to design ,easy to numbers of connecting points and collecting data or in
Fuzzy Control,
PrБайду номын сангаасfibus
III
重庆大学硕士学位论文
1
绪
论
1
1.1 选题背景及其研究意义
绪
论
本文研究的课题来源于 “安徽省芜湖钢铁厂 54 米卧式水冷离心球墨铸管退火 炉”建造工程，主要研究设计该生产线（以下简称大线）的控制系统。我国有百 余家灰铁管生产厂，球墨铸管的生产刚刚起步，冶金系统 1986 年从西德引进并建 成国内第一条球墨铸管生产线，该生产线除铸机从美国 CCMC 公司引进外，其他 全部是国内配备，马鞍山铸管厂和黄石铸管厂也于九五年先后投产热负荷试验。 随着我国工业化进程的发展和城市规模的扩大，更多的离心球墨铸管生产线投入 建设和运营中。我国很多钢铁厂的离心铸管生产线于 1997 年前后建成。使用中发 现炉型不太合理，控制系统为继电器控制方式，输出动作主要依靠工人经验进行 手动调节，同时缺乏上位机监控、报警及连锁等软件保护系统，致使炉温波动较 大，在很大程度上影响了管子的退火质量，节能效果也较差，隐存很多不安全因 素，故对部分退火炉又进行了改造。安徽省芜湖钢铁厂 54 米卧式退火炉是一个新 建的退火炉，为了克服继电器控制方式所存在的各种缺点，直接引用西门子公司 PLC 控制系统，使系统可靠性明显增强。 铸管退火炉作为铸管生产关键工序之一，自动化控制的水平和可靠性直接关 系到铸管产品的质量及能耗。根据实际的工况，本系统采用 PLC 控制技术结合不 同的控制算法，来实现铸管退火过程的自动化。为保障生产的顺利进行，防止可 能发生的故障给生产带来损失，设置上位机集中监控和报警系统，对可能发生的 各种故障进行实时监控，以帮助操作人员及时发现并排除故障。本系统在通讯上 采用 PROFIBUS-DP 现场总线， 以保障系统监控信号及各种传感器的输入信号的组 态值的传送[5]。
II
Structured
重庆大学硕士学位论文
英文摘要
its control watch and the process of anti-faintnesses etc had been builded up. The fuzzy controller of the watch method had been completed successfully.. The debugs in annealing furnace indicate the design of control system can satisfy the production and it works very well now. Key words: Annealing furnace, Plc,
1.2 退火炉控制系统的发展趋势
目前，离心生产的球墨铸铁管,由于受水冷金属型的激冷作用,产生大量的渗 碳体,需要退火处理,使其分解,形成以铁素体为基体的球墨铸铁管。 退火处理后的铸 铁管,其金相组织为铁素体加少量珠光体,屈服强度、抗弯强度以及延伸率大幅度提 高,以达到 ISO2531 的国际标准。因此,退火炉在铸铁管生产工艺中起着举足轻重的 作用轻重的作用[39]。 退火炉从以下几个方面得到长足的发展： （1）退火炉从燃料上，由原来的燃煤依次发展为燃油、燃气、天然气等； （2）由卧式发展为立式，又由立式进一步发展为卧式；
PLC communication perfectly shows powerful control function of PLC. It’s the essential organization that allows the Cast Iron Pipe to gain iron element body. According to the heat-handling skill of the Cast Iron Pipe, the furnace body is designed for four stages: heating, heat preserving, fast cooling, and slow cooling. Through analyzing the properties of the Cast Iron Pipe and the technology of the annealing furnace ,discussing in detail the temperature and pressure parameters of the four sections in the annealing furnace, it chose the excellent annealing technology and proper temperature control curve, got the control base of the annealing furnace. Analyzing the control feature of the system and the temperature and pressure of these four stages as well as the demands of control system and checking numbers, we choose S7-300 Series PLC. PLC system is divided into two: electrical system and meter system. On the basis of systematacially analyzing the craft course, we made use of the king view software to carry on designing and developing the programme of master computer of the system. Ten monitoring pictures are designed ,which can vividly show the system parameter of the annealing furnace and the states of each working point.Aiming at the control task of the annealing furnace,the method of Programming is adopted in designing the program of lower computer. Because of different demands temperature control, and the establishment of different variables has carried on research, We have finished dividing the module and designing program. The system is required to check many data, which are various. Communication is the focal point. We also adopt Ethernet and Profibus on-the- spot. The designed based on the network structure of mixing Ethernet and Profibus on-the-spot . At the time of completing the system hardware to install and correspond by the constitution of network, the fuzzy controller had been studied with emphaisis. After analyzing the general theory of the fuzzy control and its categorize, the fuzzy rule and