基于PLC的加热反应炉自动控制系统的设计

基于PLC的加热反应炉自动控制系统的设计

文章介绍了加热反应炉的基本工艺流程，实现PLC对加热反应炉的可视化控制。通过检测反应炉的温度、压力、液位等参数，并根据操作前的设定值，进行升温和保温控制，实现加热反应炉内温度变化实时曲线和历史曲线的显示输出。并且利用组态王软件对整个系统进行实时监控，这不仅能进行安全生产，还可以提高经济效益减少不必要的人力物力的投入。

标签：加热反应炉；PLC；组态王

1 概述

文章是对加热反应炉工作过程进行研究，主要采用西门子PLC来控制，通过使用组态王软件，结合现场通用的输入输出设备，对加热反应炉进行进料和泄料控制，加压和泄压控制，加温和保温控制，有效地记录炉内温度的历史数据和实时数据，并在组态中显示加热反应炉中相应的温度变化曲线。

2 方案的设计

2.1 加热反应炉控制要求

2.1.1 进料控制

加热反应炉准备工作前，首先检测炉内液面实际值，炉内温度实际值，炉内压力实际值是否满足要求，若满足要求则同时开启进料阀和排气阀。当炉内液位上升，达到设定值时，关闭进料阀和排气阀，定时器延时20s，氮气阀自动打开，炉内压力上升，当压力上升到设定值时，氮气阀关闭，进料过程结束。

2.1.2 加热反应控制

当炉内的温度低于设定值时，加热器电源接通；当炉温高于设定值时，切断电源，保持3min，对炉内温度实现通断控制。

2.1.3 泄放控制

当加热到设定的温度值时，打开排气阀，使炉内压力降到初始值，并打开泄放阀，降低炉内的液位，当达到初始的液位时，关闭泄放阀，系统恢复到初始状态，开始下一个循环周期。整个系统工作示意图如图1所示。

2.2 工艺流程

根据PLC控制要求，系统主要由进料控制，加热反应控制，泄放控制组成，系统的工艺流程图如图2所示。

加热反应炉监控系统课程设计

本科实验报告 课程名称：监控系统程序设计技术实验项目：加热反应炉监控系统实验地点：跨越机房 指导教师：闫高伟老师 2012年 1 月9 日

引言 一、设计任务和目的： 应用MCGS组态软件，监控加热反应炉自动控制系统。学习动画制作、控制流程的编写、变量设计、定时器构件的使用等多项操作。结合工程实例，对MCGS组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环节等环节进行全面的讲解，使学生对MCGS组态软件的内容、工作方法和操作步骤在短时间内有一个总体的认识。 二、监控系统分析和总体设计 2.1系统构成：本加热反应炉监控系统由上位机（MCGS）和下位机S7200CPU224PLC构成，系统构成示意图如图所示。 2.2组态界面：

在开始组态过程之前，先对该工程进行剖析，一边从整体上把我整个工程的结构、流程、需实现的功能及如何实现这些功能。 2.3工程框架： ●1个用户窗口：加热反应炉控制系统。主要包括：加热炉、加热电阻丝、四个阀、 两个液位传感器、压力传感器、温度传感器、温度计、压力表、加热指示灯、流动 管件、六个控制按钮。 ●定时器构件的使用 ●3个策略：启动策略、退出策略、循环策略 2.4数据对象：

2.5图形制作： 机械手控制系统窗口 ●加热炉、加热电阻丝、加热指示灯 ●卸放阀、进料阀、氮气阀、排气阀、温度计、压力表 ●六个控制按钮、上下液位传感器、压力传感器、温度传感器。 2.6流程控制： 按启动按钮后，系统运行；按停止按钮后，系统停止。两者信号总相反。 第一阶段：送料控制 1、检测下液面X1、炉内温度X 2、炉内压力X4是否都小于给定值（都为“0”）。 若是，则开启排气阀Y1和进料阀Y2。 2、当液位上升到上液面X3时，应关闭排气阀Y1和进料阀Y2。 3、延时10s，开启氮气阀Y3，氮气进入反应炉，炉内压力上升。 4、当压力上升到给定值时，即X4=1，关断氮气阀，送料结束。 第二阶段：加热反应控制 1、接通加热炉电源Y5。 2、当温度升到给定值时（此时信号X2=1），切断加热电源，加热过程结束。 第三阶段：泄放控制 1、延时10s，打开排气阀Y1，使炉内压力降到给定值以下（此时X4=0）。

加热反应炉控制系统

过程控制工程 课程设计任务书 设计名称：基于MCGS组态的反应炉自动控制设计设计时间：2015/9/1-2015/9/10 姓名：李宜林 班级：自1205 学号：1501120516 指导教师：薄翠梅杨世品徐启李丽娟 南京工业大学电气工程与控制科学学院

摘要 加热反应炉是许多企业中的重要设备之一，为了避免事故的发生，实现安全生产，有必要对它的状态进行实时数据监控。通过MCGS组态软件设计上位机监控画面，实时监控各参数。本设计利用组态MCGS组态技术，使加热反应炉进行进料和排料，进气和排气，加热等自动控制，还可以进行数据实时报表输出，并可以对加热反应炉内水位变化进行实时曲线显示输出和历史曲线显示输出，并显示出报警信息，这样能预防和减少生产过程中的安全事故的发生，提高了人身的安全系数。当意外发生或事故发生了以后，可以通过对历史数据报表和曲线观察分析，迅速总结经验，加强管理，从而避免今后再次发生类似的意外情况或事故，达到安全生产的目的。 关键词：加热反应炉，MCGS组态控制，监控画面

ABSTRACT Heating furnace is one of the most important equipment for many enterprises.In order to avoid accidents and produce safely,it is necessary to monitor its production state in real time.Through the monitoring screen of MCGS configuration software technology,enterprises can monitor various parameters in real time.This design uses MCGS technology,automating feeding and nesting,intake and exhaust,heating of heating furnace.It can also output the data report in real time and shows alarm information,which can prevent and reduce the likelihood of accidents in the production process;enhance personal safety factor. When accidents happened,experience can be quickly summed up through the existed data report and curve analysis.According to them,enterprises strengthen the management,avoiding similar accidents in the future and achieve the purpose of safety production. Keywords: heating reactor, MCGS control, Monitoring menu

加热反应炉电气控制系统

湖南工程学院课程设计 课程名称电气控制与PLC 课题名称加热反应炉电气控制系统 专业班级测控技术0801班 姓名罗德顺 学号200801200123 指导教师刘星平、赖指南 2011年11月25日

湖南工程学院 课程设计任务书 课程名称电气控制与PLC 课题名称加热反应炉电气控制系统设计 专业班级测控0801班 姓名罗德顺 学号200801200123 指导教师刘星平、赖指南 审批李晓秀、黄峰 任务书下达日期2011年11月14日 课程设计完成日期2011年11月25日

设计内容与要求 一.课程设计的性质与目的 本课程设计是自动化专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节，是实现理论与实践相结合的重要手段。它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。 二. 课程设计的内容 1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求，确定控制方案。 2.绘制加热反应炉电气控制系统的电气原理图、控制系统的PLC I/O接 线图和梯形图，写出指令程序清单。 3.选择电器元件，列出电器元件明细表。 4.编写设计说明书。 三. 课程设计的要求 1.所选控制方案合理，所设计的控制系统能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。 2.所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728－84《电气图用图形符号》、GB6988－87《电气制图》、GB7159－87《电气技术中的文字符号制定通则》。 3.所编写的设计说明书应重点突出，层次清楚，条理分明，篇幅不少于7000字。 主要设计条件 编程软件及实物PLC，PLC实验室 设计说明书装订顺序 1.课程设计说明书封面。 2.课程设计任务书。 3.说明书目录。 4.正文（按设计内容逐项书写）。 5.参考文献。 6.附录。 7.课程设计评分表。 设计进度安排

电阻炉的温度控制系统设计课程设计报告

. . . . 电阻炉的温度控制系统设计 摘要 电阻炉在冶金工业中的运用相当广泛,其温度参数在生产过程中的自动控制系统也随着微机单片机可控硅技术在工业控制领域的推广、应用,正朝着高精度、高稳定性、高智能化的方向发展。电阻加热炉是典型的工业过程控制对象。其温度控制具有升温单向性、大惯性、大滞后、时变性等特点，且其升温、保温是依靠电阻丝加热，降温则是依靠环境自然冷却。 温度是工业对象中主要的被控参数之一。尤其是在冶金、化工、机械各类工业中，广泛使用各种加热炉、热处理炉、反应炉等。由于炉子的种类不同，所采用的加热方法及燃料也不相同，如煤气、天然气等。但就控制系统本身的动态特性而言，均属于一阶纯滞后环节，在控制算法上基本相同，可采用PID控制或其他纯滞后补偿算法。但对于电阻加热炉来说，当其温度一旦超调就无法用控制手段使其降温，因而很难用数学方法建立精确模型和确定参数。而传统PID控制是一种建立在经典控制理论基础上的控制策略，其设计依赖于被控对象的数学模型，因此对于加热炉这类控制对象采用传统PID的控制方案很难达到理想的控制效果。 为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度，节约能源，对加热用的各种电炉要求在一定条件下保持恒温，不能随电源电压波动或炉内物体而变化，或者有的电炉的炉温根据工艺要求按照某个指定的升温或保温规律而变化，等等。 因此，在工农业生产或科学实验中常常对温度不仅要不断地测量，而且要进行控制。在电阻炉温度控制系统的设计中，应尽量考虑到如何有效地避免各种干扰因素而采用一个较好的控制方案，选择合适芯片及控制算法是非常有必要的本设计要用单片机设计一个电阻炉温度控制系统。 关键词：恒温；热处理；控温系统

加热反应炉的PLC控制_课程设计.

目录 摘要 (1) 第一章概述 (1) 1.1设计目的与意义 (1) 1.2研究的内容 (1) 第二章设计要求 (1) 2.1 课程要求 (1) 第三章设计方案 (3) 3.1 I／0地址 (3) 3.2设备选择 (3) 3.3对象和范围的确定 (4) 3.4电路设计 (5) 3.5系统硬件图设计 (6) 3.6 控制系统的软件设计 (9) 第四章加热反应炉控制系统的抗干扰措施 ········错误！未定义书签。 4.1采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰·········错误！未定义书签。 4.2正确选择电缆的和实施敷设 ····································错误！未定义书签。 4.3 硬件滤波及软件抗干扰措施 (4) 4.4 正确选择接地点，完善接地系统 (14) 第五章结论 (14) 参考文献 (15)

摘要：加热反应炉的PLC控制，用于实现温度的控制，其炉内的真空度的控制，与其内部液面高度的控制。 关键词：PLC设计加热反应炉监控 1.概述 1.1 设计目的与意义 加热反应炉作为工业生产中的重要设备，在以前通常采用工人手工控制的方法进行控制，它作为一项要求精细的工作，常常会由于工人的经验不足以及其他的因素，而常常会造成产品质量不稳定甚至出现次品的问题，而造成原料的浪费，最终会给企业带来经济损失. 而当PLC技术的出现,其所具有的可靠性高、功能强、控制灵活等特点，使成为目前工业现场环境的首选控制装置。使用PLC来控制系统能有效的提高生产的安全性，大大降低了事故的发生率，并能提高生产效率，使原材料的使用率达到最大。而其发展趋势表明从长远来看，用PLC进行控制能大大的节约企业的成本。 1.2研究的内容 本课题主要研究通过可编程控制器对加热反应炉工作过程的控制，通过使用PLC软件，并结合现场的通用I / O 设备（传感器和板卡），对加热反应炉进行进料和排料、进气和排气、加热等自动控制，主要分为三个阶段送料控制，加热反应控制和泄放控制. 2.设计要求 2.1 课程要求 本次设计任务是设计一个PLC控制的加热反应炉。 控制要求 第一阶段：送料控制 1、检测下液面SQ 2、炉内温度ST、炉内压力SP是否都小于给定值（整定值均为逻

加热反应炉的PLC控制-肖旭1341203018

课程设计(论文) 题目名称加热反应炉的PLC控制 课程名称PLC原理及应用 学生姓名肖旭 学号1341203018 系、专业电气工程系测控技术与仪器 指导教师黄强 、 、 2015年11 月27日

邵阳学院课程设计（论文）任务书 年级专业13测控技术与仪器学生姓名肖旭学号1341203018 题目名称加热反应炉的PLC控制设计时间2015/11/16 -2015/11/29 课程名称PLC原理及应用课程编号121200107C 设计地点数字控制与PLC实验室（306） 一、课程设计（论文）目的 PLC原理及应用课程设计是电气工程及其自动化专业领域重要的实践环节之一，主要以小型实用性PLC控制系统的软、硬件设计为主。 课程设计的目的和任务：全面熟练掌握PLC的硬件组成以及各种指令的应用，使学生掌握小型PLC 应用系统设计的步骤，熟悉和掌握PLC开发系统的应用和软件调试过程，通过设计过程中对故障的分析、判断、检修进一步锻炼和培养学生的动手能力。 二、已知技术参数和条件 1．送料控制 ①检测下液面SQ2、炉内温度ST、炉内压力SP是 否都小于给定值(整定值均为逻辑量)。 ②若是小于给定值，则开启排气阀QVl和进料阀 QV2。 ③当液位上升到上液面SQl时，应关闭排气阀QVl 和进料阀QV2。 ④延时20s，开启氮气阀QV3，氮气进人反应炉， 炉内压力上升。 ⑤当压力上升到给定值时，即SP=“1”时，关闭氮 气阀。 2．加热反应控制 ①交流接触器KM带电，接通加热炉发热器EH的电源。 ②当温度升高到给定值时(ST：“1”)，切断加热器电源，交流接触器KM失电o ③延时10min加热过程结束。 3．泄放控制 ①打开排气阀，使炉内压力降到预定的最低值(SP：“0”)。 ②打开泄气阀，当炉内溶液降到下液面(SQ2=“0”)时，关闭泄放阀和排气阀。系统恢复到原始状态，准备进入下一循环。 4．根据上述加热反应炉加热工艺过程，编制PLC控制程序，并画出I／0电气接口图。 5．调试程序，模拟运行。

加热反应炉的PLC控制_课程设计(学术参考)

扬州大学 本科生课程设计报告 题目加热反应炉的plc控制系统设计课程电气控制及可编程控制器 专业电气工程及其自动化 班级电气81201 学号 120010101 姓名 完成日期 2015 年 6月

目录 摘要 (1) 第一章概述 (1) 1.1设计目的与意义 (1) 1.2研究的内容 (1) 第二章设计要求 (1) 2.1 课程要求 (1) 第三章设计方案 (3) 3.1 I／0地址 (3) 3.2设备选择 (3) 3.3对象和范围的确定 (4) 3.4电路设计 (5) 3.5系统硬件图设计 (6) 3.6 控制系统的软件设计 (9) 第四章加热反应炉控制系统的抗干扰措施 ··········错误!未定义书签。 4.1采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰···········错误!未定义书签。 4.2正确选择电缆的和实施敷设 ······································错误!未定义书签。 4.3 硬件滤波及软件抗干扰措施 (6) 4.4 正确选择接地点，完善接地系统 (14) 第五章结论 (14) 参考文献 (15)

摘要：加热反应炉的PLC控制，用于实现温度的控制，其炉内的真空度的控制，与其内部液面高度的控制。 关键词：PLC设计加热反应炉监控 1.概述 1.1 设计目的与意义 加热反应炉作为工业生产中的重要设备，在以前通常采用工人手工控制的方法进行控制，它作为一项要求精细的工作，常常会由于工人的经验不足以及其他的因素，而常常会造成产品质量不稳定甚至出现次品的问题，而造成原料的浪费，最终会给企业带来经济损失. 而当PLC技术的出现,其所具有的可靠性高、功能强、控制灵活等特点，使成为目前工业现场环境的首选控制装置。使用PLC来控制系统能有效的提高生产的安全性，大大降低了事故的发生率，并能提高生产效率，使原材料的使用率达到最大。而其发展趋势表明从长远来看，用PLC进行控制能大大的节约企业的成本。 1.2研究的内容 本课题主要研究通过可编程控制器对加热反应炉工作过程的控制，通过使用PLC软件，并结合现场的通用I / O 设备（传感器和板卡），对加热反应炉进行进料和排料、进气和排气、加热等自动控制，主要分为三个阶段送料控制，加热反应控制和泄放控制. 2.设计要求 2.1 课程要求 本次设计任务是设计一个PLC控制的加热反应炉。 控制要求 第一阶段：送料控制

电阻炉地温度控制系统设计(课程设计)

电阻炉的温度控制系统设计 摘要 电阻炉在冶金工业中的运用相当广泛,其温度参数在生产过程中的自动控制系统也随着微机单片机可控硅技术在工业控制领域的推广、应用,正朝着高精度、高稳定性、高智能化的方向发展。电阻加热炉是典型的工业过程控制对象。其温度控制具有升温单向性、大惯性、大滞后、时变性等特点，且其升温、保温是依靠电阻丝加热，降温则是依靠环境自然冷却。 温度是工业对象中主要的被控参数之一。尤其是在冶金、化工、机械各类工业中，广泛使用各种加热炉、热处理炉、反应炉等。由于炉子的种类不同，所采用的加热方法及燃料也不相同，如煤气、天然气等。但就控制系统本身的动态特性而言，均属于一阶纯滞后环节，在控制算法上基本相同，可采用PID控制或其他纯滞后补偿算法。但对于电阻加热炉来说，当其温度一旦超调就无法用控制手段使其降温，因而很难用数学方法建立精确模型和确定参数。而传统PID控制是一种建立在经典控制理论基础上的控制策略，其设计依赖于被控对象的数学模型，因此对于加热炉这类控制对象采用传统PID 的控制方案很难达到理想的控制效果。 为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度，节约能源，对加热用的各种电炉要求在一定条件下保持恒温，不能随电源电压波动或炉物体而变化，或者有的电炉的炉温根据工艺要求按照某个指定的升温或保温规律而变化，等等。 因此，在工农业生产或科学实验中常常对温度不仅要不断地测量，而且要进行控制。在电阻炉温度控制系统的设计中，应尽量考虑到如何有效地避免各种干扰因素而采用一个较好的控制方案，选择合适芯片及控制算法是非常有必要的本设计要用单片机设计一个电阻炉温度控制系统。 关键词：恒温；热处理；控温系统 Design for Temperature Control System of Resistance Furnace

电阻炉的温度控制系统设计(课程设计)

、 电阻炉的温度控制系统设计 摘要 电阻炉在冶金工业中的运用相当广泛,其温度参数在生产过程中的自动控制系统也随着微机单片机可控硅技术在工业控制领域的推广、应用,正朝着高精度、高稳定性、高智能化的方向发展。电阻加热炉是典型的工业过程控制对象。其温度控制具有升温单向性、大惯性、大滞后、时变性等特点，且其升温、保温是依靠电阻丝加热，降温则是依靠环境自然冷却。 温度是工业对象中主要的被控参数之一。尤其是在冶金、化工、机械各类工业中，广泛使用各种加热炉、热处理炉、反应炉等。由于炉子的种类不同，所采用的加热方法及燃料也不相同，如煤气、天然气等。但就控制系统本身的动态特性而言，均属于一阶纯滞后环节，在控制算法上基本相同，可采用PID控制或其他纯滞后补偿算法。但对于电阻加热炉来说，当其温度一旦超调就无法用控制手段使其降温，因而很难用数学方法建立精确模型和确定参数。而传统PID控制是一种建立在经典控制理论基础上的控制策略，其设计依赖于被控对象的数学模型，因此对于加热炉这类控制对象采用传统PID 的控制方案很难达到理想的控制效果。 为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度，节约能源，对加热用的各种电炉要求在一定条件下保持恒温，不能随电源电压波动或炉内物体而变化，或者有的电炉的炉温根据工艺要求按照某个指定的升温或保温规律而变化，等等。 因此，在工农业生产或科学实验中常常对温度不仅要不断地测量，而且要进行控制。在电阻炉温度控制系统的设计中，应尽量考虑到如何有效地避免各种干扰因素而采用一个较好的控制方案，选择合适芯片及控制算法是非常有必要的本设计要用单片机设计一个电阻炉温度控制系统。 ~ 关键词：恒温；热处理；控温系统

加热反应炉

摘要 从上世纪80年代至90年代中期，PLC得到了快速的发展，在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC 具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的 加热反应炉是有关企业中的重要设备，为了避免事故的发生，实现安全生产，有必要对他的状态进行实时的监控。本设计针对加热反应炉在送料、温度压力等条件变化时不能实施有效的控制问题，根据控制要求采用合理的设计方案；采用西门子公司的S7-200对其电气设备进行改造，软件编程采用梯形图指令；PLC I/O点分配，并绘制I/O接线图；写出设计感受。

目录 摘要1第1章概述 1 1. 1可编程控制器的概述 1 1. 2 可编程控制器的组成和工作原理 1 1.3 可编程控制器的分类及特点 2 第2章硬件设计 4 2. 1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 4 2.1.1 PLC控制系统设计的基本原则 4 2.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤 4 2.1.3 PLC程序设计的一般步骤 4 2.2 PLC的选型和硬件配置 4 2.2.1 PLC的选型和硬件配置 5 2.3 PLC的软件设计 5 2.3.1 PLC程序设计的方法 5 第3章要求7 3.1 加热反应炉的结构示意图7 3.2 输入输出设备清单7 3.3 控制流程图7 3.4 I/O接线图8 3.5 I/O地址分配9 心得体会10 参考文献11

基于PLC的加热反应炉自动控制系统的设计

基于PLC的加热反应炉自动控制系统的设计 文章介绍了加热反应炉的基本工艺流程，实现PLC对加热反应炉的可视化控制。通过检测反应炉的温度、压力、液位等参数，并根据操作前的设定值，进行升温和保温控制，实现加热反应炉内温度变化实时曲线和历史曲线的显示输出。并且利用组态王软件对整个系统进行实时监控，这不仅能进行安全生产，还可以提高经济效益减少不必要的人力物力的投入。 标签：加热反应炉；PLC；组态王 1 概述 文章是对加热反应炉工作过程进行研究，主要采用西门子PLC来控制，通过使用组态王软件，结合现场通用的输入输出设备，对加热反应炉进行进料和泄料控制，加压和泄压控制，加温和保温控制，有效地记录炉内温度的历史数据和实时数据，并在组态中显示加热反应炉中相应的温度变化曲线。 2 方案的设计 2.1 加热反应炉控制要求 2.1.1 进料控制 加热反应炉准备工作前，首先检测炉内液面实际值，炉内温度实际值，炉内压力实际值是否满足要求，若满足要求则同时开启进料阀和排气阀。当炉内液位上升，达到设定值时，关闭进料阀和排气阀，定时器延时20s，氮气阀自动打开，炉内压力上升，当压力上升到设定值时，氮气阀关闭，进料过程结束。 2.1.2 加热反应控制 当炉内的温度低于设定值时，加热器电源接通；当炉温高于设定值时，切断电源，保持3min，对炉内温度实现通断控制。 2.1.3 泄放控制 当加热到设定的温度值时，打开排气阀，使炉内压力降到初始值，并打开泄放阀，降低炉内的液位，当达到初始的液位时，关闭泄放阀，系统恢复到初始状态，开始下一个循环周期。整个系统工作示意图如图1所示。 2.2 工艺流程 根据PLC控制要求，系统主要由进料控制，加热反应控制，泄放控制组成，系统的工艺流程图如图2所示。

实训报告 MCGS组态加热反应炉控制系统(李明哲)

实训报告 MCGS组态加热反应炉控制系统 李明哲 普11生产过程自动化

1.实训目的 依托水位控制系统，全面掌握MCGS组态软件开发项目的一般方法。 2.实训要求 1）熟悉水位控制系统的背景及MCGS的监控要求规划。 2）熟悉和掌握MCGS环境结构及安装过程。 3）掌握MCGS建立水位控制系统工程的方法。 4）掌握定义数据变量的方法。 5）掌握动画连接的方法。 6）掌握设备连接的方法。 7）掌握编写控制流程的方法。 8）掌握报警显示的方法。 9）掌握报表输出的方法。 10）掌握曲线显示的方法。 11）掌握设置安全机制方法。 3.实训步骤 ·1.建立工程 步骤： （1）进入MCGS组态环境。 （2）单击“文件”菜单，弹出下拉菜单，单击“新建工程”如图所示。 （3）单击“文件”菜单，弹出下拉菜单，单击“工程另存为”，弹出文件保存窗口。在文件名一栏输入工程名“加热反应炉控制系统”，单击“保存”按钮，工程建立完毕。

2.变量的分配 变量定义前需要对系统进行分析，确定需要的变量，本系统至少需要20个变量，

名字类型注释 SB1 开关型启动反应炉 SB2 开关型停止反应炉 SB3 开关型复位反应炉 X1 开关型下液面是否超值 X2 开关型炉内温度是否超值 X3 开关型上液面是否超值 X4 开关型炉内压力是否超值 Y1 开关型排气阀打开或关闭 Y2 开关型进料阀打开或关闭 Y3 开关型氮气阀打开或关闭 Y4 开关型泄放阀打开或关闭 Y5 开关型加热电源打开或关闭 水数值型动画参数炉内水的高度 温度数值型炉内温度值 压力数值型炉内压力值 数据组组对象数据对象组 ZHV1 开关型定时器时间到 ZHV2 开关型定时器启动 ZHV3 数值型定时器当前值 报警灯开关型检查反应炉是否报警 3. 变量的定义步骤 （1）单击工作台中的“实时数据库”选项卡，进入实时数据库窗口页。 （2）单击工作台右侧“新增对象”按钮，在数据对象列表中立刻出现了一个新数据对象，如图3.3所示。 （3）选中数据对象，单击右侧“对象属性”按钮或直接双击该数据对象，弹出“数据对象属性”设置窗口。 （4）将“对象名称”改为X1；“对象初”改为0；对象类型改为开关型；“对象内容注释”栏填入：下液面是否超过值，如图所示。 （5）单击“确定”按钮。 （6）重复（2）到（5），定义其他20个变量。 （7）单击“保存”按钮。

基于S7-1500的加热炉控制系统设计

Techniques of Automation & Applications | 61 基于S7-1500的加热炉控制系统设计 孙 娜 (辽宁工程职业学院,辽宁 铁岭 112008) 摘 要:加热炉控制系统采用西门子S7-1500系列的PLC 做控制器,文中详细介绍了加热炉控制系统的总体构成,仔细分析了系 统的输入输出量,利用分布式I/O 采集及发出输入输出信号,运料系统采用G120变频器,实现变速精准定位,进行了加热炉控制系统硬件及软件设计,HMI 上位机远程操控。 关键词:S7-1500;加热炉;分布式I/O 中图分类号:TN081 文献标识码:B 文章编号:1003-7241(2018)10-0061-03 Heating Furnace Control System Design Based on S7-1500 SUN Na ( Liaoning Engineering V ocational College, Tieling 112008 China ) Abstract: Heating furnace control system adopts Siemens S7-1500 series PLC controller. This paper introduces in detail the overall composition of heating furnace control system, analysis the amount of input and output, using the distributed I/O, feeding system is VFD G120. It realizes accurate positioning with variable speed, designs hardware and software of heating furnance control system, and remote control of HMI upper computer. Key words: S7-1500; heating furnace; distributed I/O 收稿日期:2017-05-10 1 引言 在工业生产中,加热是大多数生产车间必不可少的加工工序,因此加热设备在工业中应用极其广泛。工业生产中有各种加热炉,在机械、冶金、化工、食品、轻工、日化、医药、电子等诸多行业领域都有应用。根据各行业的加热要求不同,加热炉也有各种不同的类型。本文设计一种基于西门子S7-1500的加热反应炉控制系统,随着德国工业4.0的推进,西门子工业自动化集团推出新一代PLC 控制器即SIMATIC S7-1500,该系列的PLC 专为中高端设备和工厂自动化设计[1],新型的SIMATIC S7-1500控制器执行新标准,包含多种创新技术,缩短系统响应时间,提高控制能力,能最大程度地提高生产效率。无论是中小型设备还是对速度和准确性要求较高的复杂装置都适用。SIMATIC S7-1500集成到TIA 博途软件环境中,极大提高了工程组态的效率,是目前控制系统中相对高端的控制器,当然也是企业首选控制器。 2 加热炉控制系统的控制要求 某生产企业生产环境很恶劣,要求控制精度较高,需要将罐体中的化学制剂在加热炉中进行高温加热反应[3],具体要求入下: 1) 系统初始化; 2) 电动电动机M A1,使其正转,当限位开关S11信号置1时停止,将烘房门打开; 3) 启动MA2电机以其额定60%的速度正转,向烘房内运送物料罐; 4) 当物料罐向右运行到右1限位S15时,改变电机MA2的转速为其额定转速的30%,继续前行; 5) 当物料罐继续右行到右2限位S16时,停止;6) 启动电机MA1反转,至下限位S12信号置1时停止,完成烘房房门关闭; 7) 启动烘房内的P8、P9两加热装置,同时P10指示灯亮; 8) 当烘房内温度达到100℃时,再点亮P11指示灯;9) 继续加热,直至烘房内温度达到800℃时,关闭P9加热装置,只剩P8一台加热装置继续慢加热;

PLC设计加热控制

课程名称：PLC课程设计 设计题目：加热反应炉PLC控制系统的设计院系： 专业： 年级： 姓名： 指导教师： 年月日

课程设计任务书 专业姓名学号 开题日期：年 3 月23 日完成日期：年 6 月28 日 题目加热反应炉PLC控制系统的设计 一、设计的目的 加热炉温度控制在许多领域中得到广泛的应用。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。采用 PLC来对反应炉进行全自动控制，提高生产效率，并且降低劳动力成本。 二、设计的内容及要求 对反应炉的控制主要分为3个阶段。第一阶段，送料控制，检测下液面、炉内温度和炉内压力是否小于给定值，若是则开启排气阀和进料阀。当液位上升到上液位设定值时，关闭排气阀和进料阀。延时20S，开启氮气阀,氮气进入反应炉，炉内压力上升。当压力上升到给定值时，关闭氮气阀。第二阶段，加热反应控制，接通反应炉电源,开始对反应炉加温。当温度上升到给定值时，切断加热电源。延时10min，加热过程结束。第三阶段，泄放控制，打开排气阀使炉内压力降到给定值以下，打开泄放阀，当炉内溶液下降到下液面以下，关闭泄放阀和排气阀。系统恢复到原始状态准备进入下一循环。 三、指导教师评语 四、成绩 指导教师(签章) 年月日

摘要 从上世纪80年代至90年代中期，PLC得到了快速的发展，在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。 温度控制系统广泛应用于工业控制领域，如钢铁厂、化工厂、火电厂等锅炉的温度控制系统，电焊机的温度控制系统等。加热炉温度控制在许多领域中得到广泛的应用。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。加热炉温度是一个大惯性系统，一般采用双闭环调节进行控制。本设计是利用西门子S7-300PLC控制加热炉温度的控制系统。首先介绍了温度控制系统的工作原理和系统的组成，然后介绍了西门子S7-300PLC和系统硬件及软件的具体设计过程。 关键词：西门子S7-300 PLC 温度控制系统

基于PLC的加热反应炉电气控制系统的设计

基于PLC的加热反应炉电气控制系统的设计 摘要：加热反应炉是工业生产中的重要设备，为了安全生产避免事故的发生，应用PLC 对它进行实时监控是非常必要的。本设计实现PLC对加热反应炉的可视化控制，该控制技术可以对真空炉的温度、真空度和水开关状态等参数进行检测，并根据操作前的设定值，进行升温和保温控制，实现加热反应炉内水位变化实时曲线和历史曲线的显示输出，当设备状态异常或各参数越限时立即报警。这不仅能进行安全生产，还可以提高经济效益减少不必要的人力物力的投入。该控制系统以可编程控制器为核心，通过专用数据线和上位机通信，利用组态软件对整个系统进行实时监控，模拟实验调试结果表明，PLC和MCGS的结合有利于PLC 控制系统的设计、检测，具有良好的应用价值。 关键词：加热反应炉;PLC;MCGS;监控

Design of Heating Reactor Electrical Control System Based on PLC Abstract：Heating reactor furnaces are important equipment in factory. In order to avoid the happening of the production safety accidents, the application of the real-time monitoring PLC is very necessary . The visual control of heating reactor is realized in this paper by using common configuration software programmable logic controller. The furnace control technology for temperature, vacuum, water switch status testing. And according to the settings before the operation, to control the heating and insulation. The heating the reactor to achieve real-time water level changes within the historical curve and the curve shows the output. It can also alarm with equipment state abnormal or various parameters on the limit. This not only for safety, but also increase economic efficiency to reduce unnecessary investment in human and material resources. The control system uses programmable logic controller as the core. Programmable logic controller through the dedicated data lines and the host computer communication. Using the configuration software for real-time monitoring of the entire system.The simulation experiment debugging results show that, the combination of PLC and MCGS is conducive to the PLC design, testing, and has a good value. Key words: Heating reactor; PLC; MCGS; technology monitor

加热反应炉的PLC控制

电气控制技术课程设计 设计题目：加热反应炉的PLC控制 专业班级：电气工程及其自动化1002班 姓名：付艳胜 学号：9210100313 指导教师：程辉 日期：2013.07.05-12

题目加热反应炉的PLC控制 一、概述 加热炉温度控制系统是比较常见和典型的过程控制系统，加热反应炉整体由四个阀：排气阀、进料阀、氮气阀、泄放阀，四个传感器：压力传感器、温度传感器、上液面传感器、下液面传感器，锅炉，加热器及加热接触器等组成。加热反应炉是工业生产中常用的重要设备，过去仅依靠人工进行操作，往往存在送料、温度、压力等条件变化不能有效控制的问题，产品质量不稳定，造成原料浪费，给企业带来经济损失。因此可编程序控制器PLC以其可靠性高、功能强、控制灵活等特点，且编程简单，使用方便已成为目前工业现场的首选控制装置。使用自动控制系统能有效的提高生产的安全性，大大降低了事故的发生率，并能提高生产效率，使原材料的使用率达到最大。在系统中，硬件上采用技术比较的成熟的可编程逻辑控制器，开发上采用了PLC的开关量和模拟量输入模块，实现对模拟量的采集；方法上运用的是过程控制中常用的反馈与串级控制方法，保证了系统的稳定性和安全性。 图1 加热反应炉结构示意图 二、设计任务和要求 1．根据上述加热反应炉加热工艺过程，编制PLC控制程序，并画出I／0电气接口图。2．调试程序，模拟运行。

三、设计方案 １.工艺过程和控制要求 1．送料控制 ①检测下液面SQ2、炉内温度ST、炉内压力SP是否都小于给定值(整定值均为逻辑量)。 ②若是小于给定值，则开启排气阀YVl和进料阀YV2。 ③当液位上升到上液面SQl时，应关闭排气阀YVl和进料阀YV2。 ④延时20s，开启氮气阀YV3，氮气进人反应炉，炉内压力上升。 ⑤当压力上升到给定值时，即SP=“1”时，关闭氮气阀。 2．加热反应控制 ①交流接触器KM带电，接通加热炉发热器EH的电源。 ②当温度升高到给定值时(ST：“1”)，切断加热器电源，交流接触器KM失电o ③延时10min加热过程结束。 3．泄放控制 ①打开排气阀，使炉内压力降到预定的最低值(SP：“0”)。 ②打开泄气阀，当炉内溶液降到下液面(SQ2=“0”)时，关闭泄放阀和排气阀。系统恢复到原始状态，准备进入下一循环。 2 .加热反应炉工作原理 加热反应炉温度控制系统基本构成如下图所示，它由PLC主控系统、固态继电器、加热炉、温度传感器等4个部分组成。 图2 加热反应炉温度控制系统基本组成

电加热炉温度控制系统设计范文

电加热炉温度控制 系统设计

（发布日期： -6-10） 电加热炉随着科学技术的发展和工业生产水平的提高，已经在冶金、化工、机械等各类工业控制中得到了广泛应用，而且在国民经济中占有举足轻重的地位。对于这样一个具有非线性、大滞后、大惯性、时变性、升温单向性等特点的控制对象，很难用数学方法建立精确的数学模型，因此用传统的控制理论和方法很难达到好的控制效果。单片机以其高可靠性、高性能价格比、控制方便简单和灵活性大等优点，在工业控制系统、智能化仪器仪表等诸多领域得到广泛应用。采用单片机进行炉温控制，能够提高控制质量和自动化水平。 1 前言 在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，

燃料，控制方案也有所不同。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝正确联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，能够说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。 在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常见的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。 从市场角度看[1]，如果中国的大中型企业将温度控制系统引入生产，能够降低消耗，控制成本，从而提高生产效率。嵌入式温度控制系统符合国家提出的“节能减排”的要求，符合国家经济发展政策，具有十分广阔的市场前景。现今，应用比较成熟的如电力脱硫设备中，主控制器在主蒸汽温度控制系统中的应用，已经达到了世界前进水平。如今，在微电子行业中。温度控制系统也越来越重要，如单晶炉、神经网络系统的控制。因此。温度控制系统经济前景非常广泛，中国的高新精尖行业研究其应用的意义更是更加重大。 单片微型计算机（single chip microcomputer）被称为单片机[2]，它是各类专用控制器而设计的通用或专用微型计算机系

基于组态软件MCGS的加热反应炉控制系统的研究

基于组态软件MCGS的加热反应炉控制系统的研究 应用工控组态软件MCGS开发加热反应炉自动控制系统的上位机监控界面，构成小型集散控制系统，可以模拟加热反应炉的工作过程，对其进行实时监控，并通过PLC对其进行控制。 标签：加热炉；控制器；组态控制技术 1 引言 工业生产的基础是工业经济，而机械、化工、冶金、建材工业又是工业生产的基础。机械、化工、冶金、建材工业一般都有一个加热问题，这就离不开工业加热炉。它的性能的好坏直接影响到工业产品的质量、产量、能耗、成本及环境保护，对热加工生产起着举足轻重的作用。所以，对加热炉工作工程的控制具有非常重要的意义。 2 加热反应炉系统的工作过程 加热炉系统的设备组成 （1）本系统以加热炉为控制对象，对齐进行数据采集并进行实时控制，从而实现加热炉的正常工作。在本系统中的加热炉是工业上较常用的ZRJ3系列井式氮气加热炉，主要用于有色行业，铜管、铜板、铜线、铜棒、光亮气保，退火后无氧化，软化性均匀。 （2）本系统的控制器选择三菱公司的FX2N-32MR PLC作为控制器，FX2N-4AD模数转换模块来处理传感器检测的模拟数据。 （3）加热炉的主要控制参数有温度、压力、液位等，这些都是通过各种具体传感器来检测的，针对本控制对象。 （4）在本设计中，不仅实现对加热炉工作过程进行控制，而且要对其的运行状况进行监测，实现系统的可视化，在这里选择北京昆仑通态自动化软件技术有限公司研发的MCGS组态软件，实现加热炉控制系统的可视化监测。要实现上位机的监控必须要使上位机与控制器进行正常的通信，在此选择的是串行RS232进行通信。 4 硬件设计 5 可视化控制技术 本文是用通用工控组态软件MCGS来实现对加热反应炉的状态进行实时数据监控的，通过可视化监控系统可以对加热反应炉的进料、排料、进气、排气、