石灰窯燃燒控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p><b>　　本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 石灰窯燃燒控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 </p><p>　　所 在 學(xué) 院 水利與能源動(dòng)力工程學(xué)院 </

2、p><p>　　專(zhuān)業(yè)及班級(jí) 電氣工程及其自動(dòng)化1202 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p>　　完 成 日 期 2016年6月 3日 </p><p><b>　　摘要</b></p&g

3、t;<p>　　隨著現(xiàn)代化建設(shè)的日益發(fā)展,人們對(duì)土木建設(shè)的需求急劇增加，在鋼鐵工業(yè)中對(duì)石灰的活性、純度以及使用量上也在逐年增加，對(duì)石灰的使用量越來(lái)越大，這也加速了石灰窖的發(fā)展，而決定石灰窯煅燒質(zhì)量的重要因素就是由石灰窯燃燒控制系統(tǒng)決定的。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)很好的石灰窖控制工藝流程至關(guān)重要，研究計(jì)算機(jī)控制的燃燒控制系統(tǒng)有著至關(guān)重要現(xiàn)實(shí)意義。</p><p>　　本文介紹了石灰窯燃燒控制的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及工藝流

4、程，提出了一套基于組態(tài)王6.52及OMRON PLC的石灰窯燃燒控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，根據(jù)石灰煅燒工藝特點(diǎn)和控制要求，以煅燒帶的溫度為控制對(duì)象，通過(guò)對(duì)煤氣和空氣的輸送量進(jìn)行燃燒的控制。對(duì)控制系統(tǒng)上、下位機(jī)的軟件程序進(jìn)行了設(shè)計(jì)和調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了上、下位機(jī)之間的通信及系統(tǒng)的監(jiān)控。系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠性高、控制效果較好，有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。</p><p>　　關(guān)鍵詞：石灰窯燃燒控制；組態(tài)王；PLC。</p>

5、<p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　With the rapid development of modernization, people's demand of civil construction increased dramatically, in the iron and steel industry of lime activity,

6、 purity and usage are also increasing year by year, the lime are used more and more, which accelerated the development of lime kilns, and decided to lime kiln calcining quality an important factor is composed of lime kil

7、n combustion control system.Therefore, the design of a good lime control process is very important, has important practical s</p><p>　　This paper introduces present situation at home and abroad, and the proc

8、esses of the lime kiln combustion control, propose a set of Kingview 6.52 and OMRON PLC lime kiln combustion control system design scheme based on, according to the requirements of the lime calcining process and the cont

9、rol, the calcining zone temperature as control object, through of the gas and air transportation volume control combustion.The software program of the control system is designed and debugged, which realizes t</p>

10、<p>　　Keywords: lime kiln combustion control; Kingview; PLC。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p><b>　　一、課題背景1</b></p>

11、<p><b>　　二、石灰窯簡(jiǎn)介1</b></p><p><b>　　三、石灰的應(yīng)用2</b></p><p>　　第二章 石灰的生產(chǎn)控制3</p><p>　　一、石灰的煅燒機(jī)制和影響因素3</p><p>　　二、 生產(chǎn)過(guò)程的控制系統(tǒng)的發(fā)展4</p>&

12、lt;p>　　三、石灰煅燒的未來(lái)生產(chǎn)控制的方向5</p><p>　　四、本課題的工作任務(wù)5</p><p>　　第三章 石灰窯燃燒控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)7</p><p>　　一、石灰窯燃燒的工藝流程7</p><p>　　二 、生產(chǎn)控制系統(tǒng)的介紹8</p><p>　　三、 石灰窯燃燒溫度控制系統(tǒng)的介紹

13、8</p><p>　　第四章 石灰窯燃燒系統(tǒng)的組態(tài)王程序的設(shè)計(jì)12</p><p>　　一、組態(tài)王軟件的介紹12</p><p>　　二、組態(tài)王的使用12</p><p>　　三、組態(tài)王開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)12</p><p>　　四、使用組態(tài)王軟件需要考慮的因素12</p><p>　　五

14、、石灰窯燃燒溫度控制系統(tǒng)在組態(tài)王中的設(shè)計(jì)13</p><p>　　第五章 PLC梯形圖的設(shè)計(jì)與聯(lián)調(diào)21</p><p><b>　　一、工藝要求21</b></p><p>　　二、 PLC程序21</p><p>　　三、 程序分析23</p><p>　　四、 PLC設(shè)計(jì)總結(jié)27&

15、lt;/p><p>　　五、 PLC與組態(tài)王之間的聯(lián)調(diào)27</p><p>　　六、 聯(lián)調(diào)結(jié)果29</p><p>　　第六章 全文總結(jié)30</p><p><b>　　第七章 致謝31</b></p><p>　　第八章 參考文獻(xiàn)32</p><p><b&g

16、t;　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　一、課題背景</b></p><p>　　石灰可以用在冶金煉鋼、土木工程、醫(yī)療衛(wèi)生、生活保質(zhì)上。石灰具有吸水性，與水反應(yīng)可以放出大量的熱量因此大量用于在我們的日常生活，食物的防腐防潮劑、醫(yī)院的消毒工具都可以用到石灰。在重工業(yè)和建筑業(yè)方面也應(yīng)用廣泛，建筑業(yè)中石灰由于煅燒的原因可能會(huì)出現(xiàn)欠燒石灰和過(guò)少

17、石灰，欠燒石灰產(chǎn)漿量少，質(zhì)量差，利用率低但一般不會(huì)產(chǎn)生什么危害。過(guò)燒石灰與水反應(yīng)之后會(huì)局部膨脹，在砌的石灰表面有時(shí)會(huì)出現(xiàn)鼓泡就是這樣形成的，工程上我們稱之為“爆灰”。這種現(xiàn)象工程中出現(xiàn)的很多，所以粉刷使用的石灰一般都是煅燒活性好的石灰，不會(huì)使用過(guò)燒石灰這也造成了過(guò)燒石灰的浪費(fèi)。消石灰和黏土混合在一起可以稱之為灰土，再添加爐渣或者石屑可以充當(dāng)三合土用來(lái)作為建筑的地基或者鋪路的路基使用。冶金煉鋼行業(yè)中，生石灰（CaO）可以和Fe2O3、Fe

18、3O4等發(fā)生還原反應(yīng)將鐵元素還原出來(lái)，即完成煉鋼需求。隨著我國(guó)建筑業(yè)和重工業(yè)的發(fā)展我國(guó)也成為了石灰需求大國(guó)，國(guó)內(nèi)的石灰煅燒技術(shù)也在從以前的人工煅燒技術(shù)也在向自動(dòng)化控制系統(tǒng)煅燒方向發(fā)展。</p><p>　　綜上情況來(lái)看，設(shè)計(jì)一個(gè)合理的石灰窯煅燒溫度控制系統(tǒng)至關(guān)重要。</p><p><b>　　二、石灰窯簡(jiǎn)介</b></p><p>　　用來(lái)煅

19、燒石灰石，使石灰石在高溫條件下分解成生石灰CaO和二氧化碳CO2的窯爐是冶金石灰生產(chǎn)的主要設(shè)備。通常來(lái)說(shuō)，石灰窯的結(jié)構(gòu)和煅燒形式?jīng)Q定了石灰窯的類(lèi)別，但是大體上來(lái)講石灰窯的煅燒工藝還是一樣的。</p><p>　　到目前為止，石灰窯的類(lèi)型按照燃料的不同分為兩種：混燒窯和氣燒窯；按照窯型又可以分為豎窯、回轉(zhuǎn)窯、套筒窯等。</p><p>　　混燒窯主要是燃燒固體燃料，以煤炭、焦炭、焦粉為主；&

20、lt;/p><p>　　氣燒窯主要是燃燒氣體燃料，以高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、天然氣等為主；</p><p>　　我國(guó)以前以混燒窯為主，但是近代以煅燒的石灰石活性度、生產(chǎn)成本、燃料資源、利潤(rùn)高低等方面的因素大多使用氣燒窯。</p><p><b>　　三、石灰的應(yīng)用</b></p><p>　?。?） 石灰在建筑業(yè)的應(yīng)用</

21、p><p>　　在現(xiàn)在的建筑業(yè)上通常是添加在水泥中，石灰石顆?？梢云鸬轿⒓项w粒的骨架作用。石灰石在水泥中的水化作用還可以硬化水泥漿體中的碳、硫、氫凝膠及水化硫酸鋁鈣等。隨著石灰石的加入量的比例增加，水泥的硬度也不會(huì)斷提高，根據(jù)多次模擬實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)使用水泥的地理環(huán)境位置來(lái)確定石灰的比例。</p><p>　　石灰也可以作為粉刷材料應(yīng)用在建筑物上，純凈的石灰粉末加水?dāng)嚢杈鶆蛑蠓鬯⒃趬Ρ谏峡梢允?/p>

22、建筑物更加美觀，石灰粉末也可以添加顏色調(diào)劑來(lái)粉刷出不同顏色，廣泛用于建筑的美化和房屋的裝修方面。</p><p>　?。?）活性石灰在鋼鐵工業(yè)的應(yīng)用</p><p>　　活性石灰石冶金行業(yè)中的重要原料之一，可以幫助煉鋼，減少冶金時(shí)間、提高鋼水純度、減低材料損耗、提高石灰窯壽命。</p><p>　　石灰的煅燒從明朝于謙的詩(shī)句“千錘萬(wàn)鑿出深山，烈火焚燒若等閑。粉身碎骨

23、渾不怕，要留清白在人間?！笨梢钥闯鑫覈?guó)使用石灰的歷史悠久。我國(guó)古代煅燒石灰的主要方式是木料與石灰石層疊堆放高溫煅燒。隨著時(shí)代的發(fā)展，石灰的煅燒材料也在不斷地變化，從最早的木材到木炭，從煤炭到煤氣天然氣。石灰窯煅燒的控制也從人為控制轉(zhuǎn)化到智能控制的方向。</p><p>　　第二章 石灰的生產(chǎn)控制</p><p>　　一、石灰的煅燒機(jī)制和影響因素</p><p>　　

24、石灰和石灰石名字僅有一字之差，然而兩種是完全不同的事物。石灰的主要成分是氧化鈣（CaO），石灰石的主要成分是碳酸鈣（CaCO3）。</p><p>　　石灰石通過(guò)高溫煅燒可以形成石灰，石灰石的主要成分是碳酸鈣（CaCO3）和碳酸鎂（MgCO3）在高溫的時(shí)候會(huì)氧化成氧化鈣、氧化鎂。還會(huì)有二氧化碳的生成。</p><p>　　在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，在純二氧化碳?xì)庀嘀?，碳酸鈣在898℃時(shí)完全分解。

25、</p><p>　　表1-1為石灰窯人內(nèi)部溫度與結(jié)晶粒度、體積密度、比表密度、氣孔率、收縮率、過(guò)少率之間的關(guān)系表格。</p><p>　　表1-1 石灰窯煅燒溫度影響表</p><p>　　石灰煅燒的過(guò)程存在著生燒和過(guò)燒的現(xiàn)象，生燒就是煅燒不充分、不徹底，過(guò)燒即是燃燒太過(guò)充分。由上表可知，石灰煅燒的最佳溫度在900℃左右最佳。避免了生燒現(xiàn)象，又可以盡量減少過(guò)燒。&

26、lt;/p><p>　　在混燒窯中，一般采用焦炭作為燃料。其中有四個(gè)燃燒過(guò)程</p><p>　　碳的完全氧化 </p><p>　　碳的不完全氧化 </p><p>　　一氧化碳的燃燒 </p><p>　　二氧化碳的還原 </p><p>　　一般來(lái)講套筒式石灰窯的生產(chǎn)過(guò)程為：

27、石灰石裝入石灰窖，通過(guò)氮?dú)廨斔凸艿缹⒐艿篮褪腋G內(nèi)部的雜質(zhì)空氣排出以免發(fā)生爆炸。再同時(shí)輸送煤氣和空氣并在石灰窯內(nèi)部的輸送氣體燒嘴處點(diǎn)火。由比例調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)煤氣的輸送量，變頻風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)合適的空氣量控制煤氣的燃燒以達(dá)到控制石灰窯內(nèi)部溫度變化的效果。預(yù)熱到850℃左右后加熱到1200℃完成煅燒，再經(jīng)過(guò)冷卻之后輸送出窯。</p><p>　　煅燒時(shí)石灰石表面的溫度不能超過(guò)1170℃，否則會(huì)導(dǎo)致石灰石的表面形成致密過(guò)燒層，影響

28、煅燒的質(zhì)量。</p><p>　　影響石灰石煅燒的主要因素：</p><p>　　（1）原料的質(zhì)量和顆粒大?。涸系馁|(zhì)量決定這石灰的質(zhì)量好壞。石灰石的顆粒大小決定了石灰石煅燒的是否充分以及是否會(huì)出現(xiàn)凝結(jié)現(xiàn)象。</p><p>　?。?）石灰窯的選型：不同的石灰窯有著不同的煅燒效果，合理的窯型才能夠生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的石灰。</p><p>　?。?）

29、不同的燃料和供熱方式：在混燒窯，即固體燃料中有層疊堆放燃料和石灰石的方法也有將燃料放在中間燃燒的方法。在氣燒窯中，一般采用高壓高溫氣流穿層的方式。</p><p>　　（4）其他因素：?jiǎn)T工的操作、窯體的質(zhì)量、生產(chǎn)方式以及自動(dòng)化控制的水平等。</p><p>　　二、 生產(chǎn)過(guò)程的控制系統(tǒng)的發(fā)展</p><p>　　石灰煅燒的生產(chǎn)過(guò)程的控制系統(tǒng)經(jīng)歷了三個(gè)階段的發(fā)展，由簡(jiǎn)

30、單到復(fù)雜，由復(fù)雜到簡(jiǎn)單，有低級(jí)到高級(jí)的過(guò)程。</p><p>　　在我國(guó)的古代，從明代于謙的“千錘萬(wàn)鑿出深山，烈火焚燒若等閑”可以看出以前的石灰石煅燒主要是通過(guò)木材的燃燒，通過(guò)工匠的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定石灰石的煅燒。</p><p>　　二十世紀(jì)七十年代前期，以古典控制理論為基礎(chǔ)，通過(guò)常規(guī)的電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)的儀表來(lái)測(cè)定生產(chǎn)過(guò)程中的主要參數(shù)的變化進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制。這個(gè)時(shí)期的主要目的是盡量減小擾動(dòng)

31、、消除擾動(dòng)。</p><p>　　二十世紀(jì)七十年代到九十年代，以現(xiàn)代控制理論為依據(jù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)和高級(jí)的儀表設(shè)備對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。通過(guò)建模理論建立不同的模型以滿足不同的環(huán)境下的需要，克服了生產(chǎn)過(guò)程中的擾動(dòng)和以前的一個(gè)模型一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的弊端。能夠適應(yīng)復(fù)雜的工藝變化。</p><p>　　二十世紀(jì)就是年代以后，由計(jì)算機(jī)理論、自動(dòng)控制理論、人工智能理論、信息化技術(shù)、通信技術(shù)和管理科學(xué)的交叉與結(jié)合

32、。信號(hào)處理、數(shù)據(jù)庫(kù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為自動(dòng)控制系統(tǒng)提供了強(qiáng)有力的工具。生產(chǎn)的要求已經(jīng)不在于滿足消除擾動(dòng)和工程的多變性，而是要在環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約上做文章，以達(dá)到適應(yīng)社會(huì)綠色發(fā)展、市場(chǎng)多元變化的目的。</p><p>　　三、石灰煅燒的未來(lái)生產(chǎn)控制的方向</p><p>　　現(xiàn)在我國(guó)的石灰窯煅燒大部分都是使用自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，進(jìn)料、篩選、進(jìn)窖、煅燒、冷卻、出窖一系列的流程通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)

33、能夠有條不紊的進(jìn)行，大大提高石灰煅燒的產(chǎn)量和效率。</p><p>　　未來(lái)石灰窯的發(fā)展方向也會(huì)高度向自動(dòng)控制發(fā)展，自動(dòng)控制也會(huì)更多的兼顧著石灰窯煅燒過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的一部分不穩(wěn)定量的變化，以達(dá)到石灰窯實(shí)現(xiàn)最大煅燒效率。</p><p>　　在很多的情況下，事情是一直變化的，對(duì)于自動(dòng)化控制我們無(wú)法做到精確的控制，但是我們采用模糊PID算法進(jìn)行控制。</p><p>

34、　　石灰窯自動(dòng)控制是一個(gè)滯后性大、多變性強(qiáng)、非線性且存在著嚴(yán)重的噪聲干擾的過(guò)程。</p><p>　　在以前按照PID算法進(jìn)行控制的建模的精度決定了控制的質(zhì)量，精度越高控制的則越是精密。但是在石灰窯燃燒的過(guò)程中依舊有許多我們無(wú)法用數(shù)據(jù)和科學(xué)程序出來(lái)的機(jī)制，在這種情況下一般來(lái)說(shuō)老師傅的經(jīng)驗(yàn)往往要比這些控制數(shù)據(jù)更加有效。一般來(lái)說(shuō)自動(dòng)控制在變化較慢的過(guò)程中有著很大的效果，但是在變化很快很復(fù)雜的情況下并不能達(dá)到很好的控制

35、效果。所以應(yīng)該給與自動(dòng)控制系統(tǒng)以智能使其能夠根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中的信號(hào)輸入做出相應(yīng)的人工智能處理，進(jìn)而解決傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)控制的方面的不足。人工智能現(xiàn)在正在飛速發(fā)展，相信自動(dòng)控制系統(tǒng)的人工智能化也與我們并不遙遠(yuǎn)。</p><p>　　四、本課題的工作任務(wù)</p><p>　　本課題的任務(wù)是開(kāi)發(fā)和完善石灰窯燃燒控制系統(tǒng)，重點(diǎn)是系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試工作，設(shè)計(jì)合理的監(jiān)控界面，上位機(jī)開(kāi)發(fā)采用組態(tài)王，

36、下位機(jī)開(kāi)發(fā)采用PLC，主要研究?jī)?nèi)容如下：</p><p>　　（１）石灰窯燃燒溫度控制系統(tǒng)的工藝要求及總體設(shè)計(jì)</p><p>　?。ǎ玻┫到y(tǒng)控制策略和控制方案的確定</p><p>　　（３）PLC硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　?。ǎ矗㏄LC軟件控制程序的設(shè)計(jì)</p><p>　?。ǎ担┫到y(tǒng)人機(jī)界面的組態(tài)和系統(tǒng)通

37、訊及安裝調(diào)試</p><p>　　第三章 石灰窯燃燒控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　一、石灰窯燃燒的工藝流程</p><p>　　圖1-1 石灰窯燃燒工藝流程圖</p><p>　　氣燒石灰窯在燃燒過(guò)程中要保證氣體的純凈和燃料燃燒的充分，不然容易發(fā)生石灰窯的爆炸和氣體的不充分燃燒產(chǎn)生有毒氣體。</p><p>

38、;　　首先，要對(duì)石灰窯窯體內(nèi)部的空氣進(jìn)行排空。其次，要控制輸入的煤氣量和空氣量的比例達(dá)到煤氣能夠充分燃燒的目的。最后根據(jù)石灰窯窯體內(nèi)部的溫度傳感器的傳輸數(shù)據(jù)和設(shè)定的石灰窯時(shí)間溫度變化函數(shù)中的設(shè)定溫度作比較，調(diào)節(jié)石灰窯煤氣輸送比例調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)煤氣量。在充分煅燒之后就可以冷卻出倉(cāng)了。</p><p>　　這個(gè)過(guò)程中可以依據(jù)煤氣燃燒需要的空氣量，來(lái)計(jì)算煤氣和氧氣在相同的大氣壓下的體積比，然后根據(jù)當(dāng)?shù)氐目諝庵械难鯕夂坑?jì)

39、算出對(duì)應(yīng)需要多少體積的空氣可以滿足要求。一般來(lái)說(shuō)煤氣流量：空氣流量=1:1.3-1.4。</p><p>　　二 、生產(chǎn)控制系統(tǒng)的介紹</p><p>　　合肥鋼鐵有限公司原有的兩座65立方米的機(jī)械豎燒石灰窯生產(chǎn)石灰的過(guò)程中由于設(shè)備的陳舊無(wú)法保證石灰窯生產(chǎn)的石灰的活性和質(zhì)量。</p><p>　　新建的一個(gè)豎式氣燒石灰窯主要由工控機(jī)（工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）和歐姆龍PLC組

40、成。氣燒窯是使用高壓煤氣在窯內(nèi)點(diǎn)燃火焰可以穿透石灰石的縫隙達(dá)到加熱煅燒的目的，這種煅燒方式能夠煅燒的均勻充分、易于控制煅燒過(guò)程中的溫度變化方便控制煅燒的石灰石的活性。</p><p>　　上位機(jī)IPC主要負(fù)責(zé)對(duì)下位機(jī)PLC的監(jiān)控、生產(chǎn)管理、操作管理。</p><p>　　下位機(jī)PLC負(fù)責(zé)的是生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)的自動(dòng)控制、信息反饋。</p><p>　　在整個(gè)

41、過(guò)程中采用了很多的數(shù)字量輸入輸出也用到了一些模擬量的輸入輸出。19個(gè)開(kāi)關(guān)量的輸入，7個(gè)開(kāi)關(guān)量的輸出，三個(gè)模擬量輸入，四個(gè)模擬量輸出。</p><p>　　石灰窯燃燒溫度控制系統(tǒng)的介紹</p><p>　　圖1-2 石灰窯燃燒監(jiān)控原理圖</p><p>　　大致控制方案是：調(diào)節(jié)閥控制煤氣輸送量、變頻風(fēng)機(jī)控制空氣輸送量。傳感器進(jìn)行計(jì)量和檢測(cè)。</p>&

42、lt;p><b>　　(1)元件功能內(nèi)容</b></p><p>　　溫度傳感器：測(cè)量石灰窯內(nèi)部窯頂、窯中、窯尾的溫度點(diǎn)各兩個(gè)然后取三個(gè)點(diǎn)的平均值顯示出來(lái)。</p><p>　　煤氣流量傳感器：測(cè)量整個(gè)煅燒過(guò)程中使用的煤氣流量并顯示。</p><p>　　空氣流量傳感器：測(cè)量隨著煤氣量變化的空氣流量并顯示。一般來(lái)說(shuō)煤氣流量：空氣流量=1:

43、1.3-1.4。</p><p>　　變頻風(fēng)機(jī)：變頻風(fēng)機(jī)根據(jù)石灰窯煅燒的過(guò)程中使用的煤氣量和需求溫度來(lái)控制風(fēng)機(jī)的頻率，進(jìn)而控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)速，輸送合適的風(fēng)量保證煤氣的充分燃燒也避免風(fēng)流量過(guò)大可能引發(fā)的爆炸現(xiàn)象。</p><p>　　石灰窯生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制：自動(dòng)控制的過(guò)程包括了檢測(cè)和控制兩部分。</p><p>　　溫度傳感器、煤氣流量傳感器、空氣流量傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)。&

44、lt;/p><p>　　變頻風(fēng)機(jī)和比例調(diào)節(jié)閥負(fù)責(zé)控制調(diào)節(jié)。</p><p>　　(2)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件選型與設(shè)計(jì)</p><p>　　1.石灰窯設(shè)備的選型</p><p><b>　　1.1溫度傳感器</b></p><p>　　因?yàn)槭腋G煅燒過(guò)程中存在著預(yù)熱、加熱以及最后的冷卻過(guò)程，所以石灰窯煅

45、燒過(guò)程中使用的溫度傳感器的選型應(yīng)滿足以下條件：</p><p>　?。?）耐高溫；（2）靈敏度高；（3）精度高；</p><p><b>　　1.2比例調(diào)節(jié)閥</b></p><p>　　比例調(diào)節(jié)閥采用的是電動(dòng)橢圓蝶閥，此閥門(mén)根據(jù)電信號(hào)的大小控制閥門(mén)的開(kāi)度，在電氣管道回路中可以用來(lái)充當(dāng)切斷閥、止回閥和控制閥，在電源出現(xiàn)故障的時(shí)候也可以利用其中的

46、手動(dòng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行手動(dòng)控制，便于控制。在冶金鋼鐵，船舶行業(yè)中應(yīng)用廣泛具有很高的知名度。具有以下優(yōu)點(diǎn)： </p><p>　　結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，質(zhì)量輕；能夠適應(yīng)頻繁的啟動(dòng)關(guān)閉和不同開(kāi)度的迅速調(diào)節(jié)；能夠?qū)崿F(xiàn)良好的密封效果；在高溫低壓的環(huán)境下能夠良好的工作。</p><p>　　圖1-3 比例調(diào)節(jié)閥</p><p><b>

47、;　　1.3變頻風(fēng)機(jī)</b></p><p>　　風(fēng)機(jī)變頻器是為各類(lèi)風(fēng)機(jī)量身定制的一種專(zhuān)用型變頻器。利用變頻調(diào)速控制裝置，改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速適應(yīng)實(shí)際的需求，不用一直在最大轉(zhuǎn)速的情況下運(yùn)行，減少了能量的不必要損耗，經(jīng)濟(jì)節(jié)約。變頻風(fēng)機(jī)調(diào)速?gòu)V泛應(yīng)用于工程中，作為電機(jī)調(diào)速的主要方法——變頻調(diào)速，有著其他調(diào)速方法不能替代的功能主要特點(diǎn)為：高效節(jié)能，節(jié)電效果能夠達(dá)到百分之二十到百分之六十。我國(guó)使用到的電機(jī)不計(jì)其數(shù)，大

48、到三峽大壩發(fā)電站，小到家庭洗衣機(jī)風(fēng)扇，其中有許多的風(fēng)機(jī)、電機(jī)產(chǎn)生的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實(shí)際需求的能量，這不免造成不必要的浪費(fèi)。</p><p>　　易于調(diào)節(jié)控制，通過(guò)電流的流入來(lái)控制變頻風(fēng)機(jī)的變化。將交流電轉(zhuǎn)換成直流電再經(jīng)過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換成交流，從而達(dá)到控制風(fēng)速的效果。</p><p>　　風(fēng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)恒壓或恒流控制。</p><p>　　表1-2 石

49、灰窯設(shè)備的選型和用途</p><p>　?。?）計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的選型</p><p>　　1.1 PLC的介紹</p><p>　　程式控制器在發(fā)表初期被稱為(Programmable Logic -Controller)簡(jiǎn)稱PLC, 最先的目的是取代繼電器，從而執(zhí)行繼電器邏輯及其他計(jì)時(shí)或計(jì)數(shù)等功能的順序控制為主, 所以也稱順序控制器。</p><

50、;p>　　PLC實(shí)際上是一種工業(yè)控制機(jī)，結(jié)構(gòu)上和微型計(jì)算機(jī)相同，由中央控制器CPU、存儲(chǔ)器、電源、輸入輸出裝置、程序輸入裝置組成。</p><p>　　中央處理單元(CPU)在PLC控制器中充當(dāng)核心元件是控制器的核心中樞。在PLC控制器系統(tǒng)中主要有以下幾點(diǎn)功能：（1）接受并存儲(chǔ)用戶的程序和數(shù)據(jù)。（2）掃描電源電源、IO以及存儲(chǔ)器的狀態(tài)。（3）掃描運(yùn)行狀態(tài)中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的輸入輸出數(shù)據(jù)，保存并計(jì)算出數(shù)據(jù)顯示出來(lái)或

51、者傳送到相應(yīng)的設(shè)備中去。</p><p>　　存儲(chǔ)器分為兩種：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器。</p><p>　　系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器存放的是系統(tǒng)程序，用戶程序存儲(chǔ)器存放的是應(yīng)用軟件。</p><p>　　電源：因?yàn)镻LC需要的是一個(gè)穩(wěn)定可靠的電源系統(tǒng)，所以無(wú)法將PLC直接接入交流系統(tǒng)中去，應(yīng)該加入的是調(diào)節(jié)之后的交流電，電壓波動(dòng)不大。</p><p&

52、gt;　　輸入輸出裝置：能夠接收系統(tǒng)中的模擬量和數(shù)字量，也能輸出模擬量和數(shù)字量對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。</p><p>　　程序輸入裝置：用戶可以根據(jù)自己的需要編寫(xiě)適當(dāng)?shù)某绦蜉斎?，?shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)、不同要求、不同環(huán)境下的生產(chǎn)程序。</p><p>　　1.2 PLC的選型</p><p>　　石灰溫度控制系統(tǒng)中使用用到了開(kāi)關(guān)量點(diǎn)19個(gè)模擬量點(diǎn)7個(gè)，選用的PLC型號(hào)為CPM1A。

53、</p><p>　　CPM1A型號(hào)的PLC,它的全稱是“OMRON SYSMAC CPM1A。OMRON 代表的是生產(chǎn)這個(gè)型號(hào)的PLC的公司，它的名字音譯過(guò)來(lái)為歐姆龍，歐姆龍是一家全球知名的自動(dòng)化控制及電子設(shè)備制造廠商。SYSMAC是歐姆龍自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)品的標(biāo)志，CPM1A是其旗下的一種系列的PLC產(chǎn)品。 CPM1A系列的PLC它一共有40個(gè)開(kāi)關(guān)量的I/O點(diǎn)，包括24個(gè)輸入點(diǎn)

54、以及16個(gè)輸出點(diǎn)，輸入點(diǎn)的排列從0CH:00～11，1CH:00～11;輸出點(diǎn)的排列從10CH:00～07,11CH:00～07。在圖上方的輸入點(diǎn)區(qū)域的COM端接的是-24V直流電壓，輸入點(diǎn)都接的是+24V直流電壓。圖下方的輸出點(diǎn)區(qū)域一共有6個(gè)COM端，通電時(shí)接的也是-24V直流電壓，輸出點(diǎn)也都接的是+24V直流電壓。</p><p>　　第四章 石灰窯燃燒系統(tǒng)的組態(tài)王程序的設(shè)計(jì)</p><p

55、>　　一、組態(tài)王軟件的介紹</p><p>　　組態(tài)王隸屬自動(dòng)控制系統(tǒng)，用來(lái)監(jiān)控系統(tǒng)軟件。以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)硬件、軟件平臺(tái)為基礎(chǔ)構(gòu)成集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式集成系統(tǒng)。操作界面簡(jiǎn)潔明了、開(kāi)發(fā)項(xiàng)目周期短、經(jīng)濟(jì)節(jié)約，兼顧了動(dòng)畫(huà)、畫(huà)面和控制三個(gè)方面的要素，為我們提供了控制系統(tǒng)的動(dòng)畫(huà)效果和數(shù)據(jù)顯示。提供了監(jiān)視控制的可視化界面，有利于實(shí)驗(yàn)者的現(xiàn)在調(diào)控。充分利用了windows的圖形編輯功能，能夠?qū)崟r(shí)的繪制圖形曲線反應(yīng)實(shí)

56、驗(yàn)控制過(guò)程中的數(shù)據(jù)變化。設(shè)計(jì)了報(bào)警窗口，在一些數(shù)據(jù)變化的過(guò)程中可以監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)是否超標(biāo)已達(dá)到報(bào)警的目的。</p><p>　　組態(tài)王kingview6.55是亞控科技根據(jù)市場(chǎng)需要開(kāi)發(fā)出來(lái)的一款軟件，用來(lái)適應(yīng)目前自動(dòng)化工業(yè)快速發(fā)展的速度，面向低端、小型的自動(dòng)化控制程序的市場(chǎng)應(yīng)用。功能強(qiáng)大、穩(wěn)定性強(qiáng)、使用方便是組態(tài)王kingview6.55的最大特點(diǎn)。</p><p><b>　　二、組

57、態(tài)王的使用</b></p><p>　　使用組態(tài)王在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的仿真操作：</p><p>　　基本圖形畫(huà)面的構(gòu)建；</p><p>　　建立離散變量為開(kāi)關(guān)賦值，建立實(shí)型變量為動(dòng)態(tài)過(guò)程中的控制變量賦值。</p><p>　　賦值完成之后，將離散量和實(shí)型變量與圖形中的開(kāi)關(guān)和其他元件一一對(duì)應(yīng)連接。</p><p&g

58、t;　　對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行和調(diào)試，確定滿足設(shè)計(jì)的要求，如有運(yùn)行不符的地方進(jìn)行修改。</p><p>　　三、組態(tài)王開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)</p><p>　?。?）整個(gè)過(guò)程只需要一臺(tái)計(jì)算機(jī)就能完成，不用購(gòu)買(mǎi)對(duì)應(yīng)的設(shè)備，從而大大減少了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中設(shè)備的花費(fèi)項(xiàng)，有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。</p><p>　　（2）操作界面為中文界面，畫(huà)面簡(jiǎn)潔，有圖庫(kù)的存在可以使畫(huà)圖更加方便快捷，操作簡(jiǎn)單，

59、可以通過(guò)輸入不同的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)使用多次也可以重復(fù)仿真。根據(jù)組態(tài)王數(shù)據(jù)處理功能可以實(shí)時(shí)的繪制實(shí)驗(yàn)過(guò)程的曲線或者編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)表。</p><p>　　（3）組態(tài)王的設(shè)備集成能力極強(qiáng)，可以連接大部分設(shè)備和系統(tǒng)。</p><p>　　四、使用組態(tài)王軟件需要考慮的因素</p><p>　?。?）熟悉工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備和過(guò)程流程，將監(jiān)控設(shè)備、工業(yè)元件通過(guò)圖形表示出來(lái)；</p>

60、<p>　?。?）創(chuàng)建合適的數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)關(guān)量和變量的使用需要注意，水位、液位、溫度的控制變化一般要使用數(shù)據(jù)庫(kù)中的實(shí)型變量。</p><p>　　（3）動(dòng)畫(huà)的鏈接要符合實(shí)際的情況，不僅僅要實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者自己能夠看懂，還需要客戶能夠清晰明了的看個(gè)明白。</p><p>　　五、石灰窯燃燒溫度控制系統(tǒng)在組態(tài)王中的設(shè)計(jì)</p><p>　　圖1-4 石灰窯燃燒控制界

61、面</p><p>　?。?）在石灰窯燃燒溫度控制系統(tǒng)中到的工業(yè)設(shè)備有：</p><p>　　表1-3 組態(tài)王中使用到的儀器儀表</p><p>　?。?）工業(yè)流程分析：</p><p>　　準(zhǔn)備工作：開(kāi)啟溫度感應(yīng)器、開(kāi)啟煤氣、空氣流量計(jì)；</p><p>　　點(diǎn)火準(zhǔn)備控制：調(diào)節(jié)比例開(kāi)關(guān)→開(kāi)啟氮?dú)忾_(kāi)關(guān)閥→開(kāi)啟檢修閥1→

62、開(kāi)啟檢修閥2→石灰窯內(nèi)部排空氣→通氣點(diǎn)火控制；</p><p>　　通氣點(diǎn)火控制：石灰窯內(nèi)部空氣排空→調(diào)節(jié)比例開(kāi)關(guān)→開(kāi)啟煤氣開(kāi)關(guān)閥→開(kāi)啟檢修閥1→開(kāi)啟檢修閥2→開(kāi)啟空氣開(kāi)斷閥→開(kāi)啟變頻風(fēng)機(jī)→開(kāi)啟點(diǎn)火裝置→達(dá)到煅燒要求→熄火控制；</p><p>　　熄火控制：關(guān)閉煤氣開(kāi)斷閥→變頻風(fēng)機(jī)→空氣開(kāi)斷閥；</p><p>　　結(jié)束工作：關(guān)閉溫度感應(yīng)器、開(kāi)啟煤氣、空氣流量計(jì)；

63、</p><p>　?。?）組態(tài)王程序的分析介紹：</p><p>　　1.燃燒火焰的控制系統(tǒng)：</p><p>　　使用組態(tài)王畫(huà)圖工具中的多邊形繪制一個(gè)火焰狀的圖形，填充紅色；</p><p>　　復(fù)制火焰圖形并比例放大，做出四個(gè)大小不同的火焰圖形，按照從小到大的順序分別編號(hào)為火焰1，火焰2，火焰3，火焰4。</p><

64、p>　　賦值變量“終極火焰變化”并在應(yīng)用程序命令語(yǔ)言中編寫(xiě)</p><p>　　if( 終極火焰開(kāi)關(guān)==1 )</p><p>　　{ 終極火焰變化=終極火焰變化+1; }</p><p>　　即當(dāng)終極火焰開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)，變量終極火焰變化在應(yīng)用程序每運(yùn)行一次的時(shí)候加一。</p><p>　　打開(kāi)火焰1圖形的動(dòng)畫(huà)連接，選中“隱含”中

65、的條件表達(dá)式中寫(xiě)入“終極火焰變化>0&&終極火焰變化<10”并選中條件為真時(shí)顯示，然后再把動(dòng)畫(huà)連接中的“閃爍”的條件表達(dá)式中寫(xiě)入“終極火焰變化>0&&終極火焰變化<10”。即在終極火焰變化在0—10之間時(shí)顯示，但是由于火焰燃燒時(shí)火焰是跳動(dòng)的，這里就設(shè)置了閃爍，最終現(xiàn)象就是這個(gè)火焰1顯示的時(shí)候是閃爍顯示的。</p><p>　　打開(kāi)火焰1圖形的動(dòng)畫(huà)連接，選中“

66、隱含”中的條件表達(dá)式中寫(xiě)入“終極火焰變化>0&&終極火焰變化<10”并選中條件為真時(shí)顯示，然后再把動(dòng)畫(huà)連接中的“閃爍”的條件表達(dá)式中寫(xiě)入“終極火焰變化>0&&終極火焰變化<10”。即在終極火焰變化在0—10之間時(shí)顯示，但是由于火焰燃燒時(shí)火焰是跳動(dòng)的，這里就設(shè)置了閃爍，最終現(xiàn)象就是這個(gè)火焰1顯示的時(shí)候是閃爍顯示的。</p><p>　　打開(kāi)火焰2圖形的動(dòng)畫(huà)連接

67、，選中“隱含”中的條件表達(dá)式中寫(xiě)入“終極火焰變化>=10&&終極火焰變化<20”并選中條件為真時(shí)顯示，然后再把動(dòng)畫(huà)連接中的“閃爍”的條件表達(dá)式中寫(xiě)入“終極火焰變化>=10&&終極火焰變化<20”。即在終極火焰變化在10—20之間時(shí)顯示，但是由于火焰燃燒時(shí)火焰是跳動(dòng)的，這里就設(shè)置了閃爍，最終現(xiàn)象就是這個(gè)火焰2顯示的時(shí)候是閃爍顯示的。</p><p>　　打開(kāi)火

68、焰3圖形的動(dòng)畫(huà)連接，選中“隱含”中的條件表達(dá)式中寫(xiě)入“終極火焰變化>=20&&終極火焰變化<30”并選中條件為真時(shí)顯示，然后再把動(dòng)畫(huà)連接中的“閃爍”的條件表達(dá)式中寫(xiě)入“終極火焰變化>=20&&終極火焰變化<30”。即在終極火焰變化在20—30之間時(shí)顯示，但是由于火焰燃燒時(shí)火焰是跳動(dòng)的，這里就設(shè)置了閃爍，最終現(xiàn)象就是這個(gè)火焰3顯示的時(shí)候是閃爍顯示的。</p><p

69、>　　打開(kāi)火焰4圖形的動(dòng)畫(huà)連接，選中“隱含”中的條件表達(dá)式中寫(xiě)入“終極火焰變化>=30&&熄火開(kāi)關(guān)==0”并選中條件為真時(shí)顯示，然后再把動(dòng)畫(huà)連接中的“閃爍”的條件表達(dá)式中寫(xiě)入“終極火焰變化>=30&&熄火開(kāi)關(guān)==0”。即在終極火焰變化在大于30時(shí)顯示，但是由于火焰燃燒時(shí)火焰是跳動(dòng)的，這里就設(shè)置了閃爍，最終現(xiàn)象就是這個(gè)火焰4顯示的時(shí)候是閃爍顯示的。當(dāng)熄火開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，火焰4圖形無(wú)法滿足條件表

70、達(dá)式“終極火焰變化>=30&&熄火開(kāi)關(guān)==0”此時(shí)熄火，火焰4圖形開(kāi)始隱含并停止閃爍。</p><p><b>　　管道流通控制系統(tǒng)：</b></p><p>　　圖1-5 通氣管道圖</p><p>　　如圖所示繪制管道，管道繪制的時(shí)候要按照流動(dòng)的方向進(jìn)行繪制。由于管道的流通開(kāi)關(guān)只能由一個(gè)量來(lái)控制，在煤氣通道和氮?dú)馔ǖ乐?/p>

71、要使用兩個(gè)檢修閥(當(dāng)比例調(diào)節(jié)閥出故障的時(shí)候可以關(guān)閉兩個(gè)檢修閥對(duì)比例調(diào)節(jié)閥進(jìn)行維修)，所以要使用多個(gè)管道煤氣的開(kāi)斷閥控制煤氣輸送點(diǎn)到檢修閥1之間的管道流通，檢修閥1控制檢修閥1和檢修閥2之間的管道流通，檢修閥2控制檢修閥2和石灰窯窯體之間的管道流通。氮?dú)忾_(kāi)斷閥控制氮?dú)廨斔脱b置和維修閥1之間管道的流動(dòng)?？諝忾_(kāi)斷閥控制風(fēng)機(jī)和石灰窯窯體之間的管道流動(dòng)。</p><p>　　當(dāng)比例調(diào)節(jié)閥中的“調(diào)節(jié)閥變量”>0時(shí)煤氣開(kāi)

72、斷閥和氮?dú)忾_(kāi)斷閥才能打開(kāi)。如果需要氮?dú)饬魍ㄟM(jìn)行排氣的時(shí)候操作流程入下：調(diào)節(jié)“調(diào)節(jié)閥變量”>0→打開(kāi)氮?dú)馔〝嚅y開(kāi)關(guān)。</p><p>　　1-6 氮?dú)饬魍▓D（1）</p><p>　　此時(shí)氮?dú)廨斔脱b置到維修閥1之間的管道流通充滿氮?dú)狻?lt;/p><p><b>　　打開(kāi)維修閥1</b></p><p>　　1-7 氮?dú)?/p>

73、流通圖（2）</p><p>　　此時(shí)維修閥1和維修閥2之間的管道流通。打開(kāi)檢修閥2</p><p>　　1-8 氮?dú)饬魍▓D（3）</p><p>　　此時(shí)石灰窯窯體和檢修閥2之間的管道流動(dòng)。手動(dòng)控制過(guò)程中的氮?dú)饬魍ň褪沁@樣完成的，最后按下氮?dú)忾_(kāi)斷閥即可關(guān)閉此進(jìn)程。</p><p>　　3. 充氮?dú)馀趴諝庾詣?dòng)控制程序設(shè)計(jì)</p>

74、<p>　　在自動(dòng)控制過(guò)程中，新建變量“點(diǎn)火準(zhǔn)備變量”，編寫(xiě)點(diǎn)火準(zhǔn)備自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用程序命令語(yǔ)言為</p><p>　　/* 點(diǎn)火準(zhǔn)備 */</p><p>　　if( 點(diǎn)火準(zhǔn)備&&比例閥變量>0 )</p><p>　　{ 點(diǎn)火準(zhǔn)備變量=點(diǎn)火準(zhǔn)備變量+1; }</p><p>　　if(

75、點(diǎn)火準(zhǔn)備變量>0 )</p><p>　　{ 氮?dú)忾_(kāi)斷閥=1; }</p><p>　　if( 點(diǎn)火準(zhǔn)備變量>10 )</p><p>　　{ 檢修閥1=1; 檢修閥=1; }</p><p>　　if( 點(diǎn)火準(zhǔn)備變量>20 )</p><p>　　{ 檢修閥1=0; 檢修

76、閥=0;氮?dú)忾_(kāi)斷閥=0;點(diǎn)火準(zhǔn)備=0; }</p><p>　　程序分析：當(dāng)點(diǎn)火準(zhǔn)備變量開(kāi)啟且比例調(diào)節(jié)閥的設(shè)定值比例閥變量>0時(shí)，點(diǎn)火準(zhǔn)備變量隨著程序的運(yùn)行，每運(yùn)行一次加1一次，當(dāng)點(diǎn)火準(zhǔn)備變量=1的時(shí)候即滿足</p><p>　　if( 點(diǎn)火準(zhǔn)備變量>0 )</p><p>　　{ 氮?dú)忾_(kāi)斷閥=1; }</p><p&

77、gt;　　此時(shí)氮?dú)忾_(kāi)斷閥打開(kāi)；</p><p>　　當(dāng)點(diǎn)火準(zhǔn)備變量=10時(shí)滿足</p><p>　　if( 點(diǎn)火準(zhǔn)備變量>10 )</p><p>　　{ 檢修閥1=1; 檢修閥=1; }</p><p>　　此時(shí)兩個(gè)檢修閥打開(kāi)此時(shí)開(kāi)始對(duì)石灰窯內(nèi)部充氮?dú)膺M(jìn)行排除雜質(zhì)空氣的操作。</p><p>　　當(dāng)i

78、f( 點(diǎn)火準(zhǔn)備變量>20 )</p><p>　　{ 檢修閥1=0; 檢修閥=0;氮?dú)忾_(kāi)斷閥=0;點(diǎn)火準(zhǔn)備=0; 點(diǎn)火準(zhǔn)備變量=0; }</p><p>　　運(yùn)行時(shí)雜質(zhì)空氣排空，此時(shí)氮?dú)忾_(kāi)斷閥、兩個(gè)檢修閥以及點(diǎn)火準(zhǔn)備開(kāi)關(guān)閉合，點(diǎn)火準(zhǔn)備變量清零。</p><p>　　4.輸入煤氣和空氣以及點(diǎn)火程序</p><p>　　/* 通氣

79、點(diǎn)火 */</p><p>　　if( 通氣點(diǎn)火&&比例閥變量>0 )</p><p>　　{ 通氣點(diǎn)火變量=通氣點(diǎn)火變量+1; }</p><p>　　if( 通氣點(diǎn)火變量>0 )</p><p>　　{ 煤氣開(kāi)斷閥=1; }</p><p>　　if( 通氣點(diǎn)火

80、變量>5 )</p><p>　　{ 檢修閥01=1; 檢修閥02=1; }</p><p>　　if( 通氣點(diǎn)火變量>10 )</p><p>　　{ 空氣開(kāi)斷閥=1; }</p><p>　　if( 通氣點(diǎn)火變量==11 )</p><p>　　{ 點(diǎn)火開(kāi)關(guān)=1;</p&

81、gt;<p>　　終極火焰開(kāi)關(guān)=1; }</p><p><b>　　程序分析如下：</b></p><p>　　if( 通氣點(diǎn)火&&比例閥變量>0 )</p><p>　　{ 通氣點(diǎn)火變量=通氣點(diǎn)火變量+1; }</p><p>　　這段程序是在比例調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟的情況下

82、，通氣點(diǎn)火變量隨著程序運(yùn)行周期逐漸加一的賦值語(yǔ)句。</p><p>　　if( 通氣點(diǎn)火變量>0 )</p><p>　　{ 煤氣開(kāi)斷閥=1; }</p><p>　　當(dāng)通氣點(diǎn)火變量值為1時(shí)，也就是程序運(yùn)行一次后，滿足通氣點(diǎn)火變量>0 ，此時(shí)開(kāi)啟煤氣開(kāi)斷閥。</p><p>　　if( 通氣點(diǎn)火變量>5 )<

83、;/p><p>　　{ 檢修閥01=1; 檢修閥02=1; }</p><p>　　當(dāng)通氣點(diǎn)火變量值為6時(shí)，也就是程序運(yùn)行6次后，滿足通氣點(diǎn)火變量>5 ，此時(shí)開(kāi)啟兩個(gè)檢修閥實(shí)現(xiàn)煤氣的輸入。</p><p>　　if( 通氣點(diǎn)火變量>10 )</p><p>　　{ 空氣開(kāi)斷閥=1; </p><p&

84、gt;<b>　　點(diǎn)火開(kāi)關(guān)=1; </b></p><p>　　終極火焰開(kāi)關(guān)=1; }</p><p>　　當(dāng)通氣點(diǎn)火變量值為11時(shí)，也就是程序運(yùn)行11次后，滿足通氣點(diǎn)火變量>10 ，此時(shí)開(kāi)啟空氣開(kāi)斷閥，在畫(huà)面中設(shè)置了空氣開(kāi)斷閥開(kāi)啟時(shí)風(fēng)機(jī)也會(huì)開(kāi)啟，所以此時(shí)實(shí)現(xiàn)了空氣的輸入。此時(shí)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)和終極火焰開(kāi)關(guān)開(kāi)啟。其中 終極火焰開(kāi)關(guān)開(kāi)啟會(huì)啟動(dòng)下面的程序：</p

85、><p>　　if( 終極火焰開(kāi)關(guān)==1 )</p><p>　　{ 終極火焰變化=終極火焰變化+1; }</p><p>　　觸發(fā)的是控制火焰變化的變量的按周期加1的變化。</p><p>　　if( 終極火焰開(kāi)關(guān)==1 )</p><p>　　{ 手動(dòng)煤氣流量=手動(dòng)煤氣流量+1; }</p>

86、;<p>　　點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟觸發(fā)了煤氣流量的變化，在畫(huà)圖界面中設(shè)置了空氣流量是煤氣流量的1.4倍。通過(guò)煤氣流量計(jì)和空氣流量計(jì)顯示出來(lái)。</p><p>　　5.溫度變化的程序分析</p><p>　　/* 溫度變化 */</p><p>　　if(煤氣流量1>=0)</p><p>　　{ 溫度=煤氣流量1*20+

87、50; }</p><p>　　當(dāng)煤氣流通時(shí)溫度就開(kāi)始逐漸變化，起始值是50攝氏度。</p><p>　　6.熄火過(guò)程的程序分析</p><p>　　/* 熄火選項(xiàng) */</p><p>　　if( 熄火開(kāi)關(guān)==1 )</p><p>　　{ 檢修閥01=0; 檢修閥02=0;煤氣開(kāi)斷閥=0;</

88、p><p>　　通氣點(diǎn)火=0;空氣開(kāi)斷閥=0; }</p><p>　　熄火開(kāi)關(guān)觸發(fā)的時(shí)候關(guān)斷一部分開(kāi)關(guān)，完成熄火操作。</p><p>　　7.復(fù)位過(guò)程的程序分析</p><p>　　/* 復(fù)位 */</p><p>　　if( 復(fù)位開(kāi)關(guān)==1 )</p><p>　　{ 煤氣流量1=

89、0;點(diǎn)火準(zhǔn)備變量=0;通氣點(diǎn)火變量=0;</p><p>　　空氣流量=0; 燃燒火焰控制變量=0;</p><p>　　檢修閥1=0; 檢修閥=0;氮?dú)忾_(kāi)斷閥=0;點(diǎn)火準(zhǔn)備=0;</p><p>　　檢修閥01=0; 檢修閥02=0;煤氣開(kāi)斷閥=0;</p><p>　　通氣點(diǎn)火=0;空氣開(kāi)斷閥=0;熄火開(kāi)關(guān)=0;</p>&

90、lt;p>　　終極火焰開(kāi)關(guān)=0;終極火焰變化=0;</p><p><b>　　手動(dòng)煤氣流量=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　觸發(fā)復(fù)位按鈕時(shí)除了比例調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度外，所有的開(kāi)關(guān)量和模擬量都清零。</p><p><b>　　8.總結(jié)：</

91、b></p><p>　　程序設(shè)定的過(guò)程中許多手動(dòng)的操作可以利用開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的畫(huà)面進(jìn)行編輯，當(dāng)用到自動(dòng)控制或者有些非開(kāi)關(guān)量時(shí)需要設(shè)定一個(gè)整型變量模擬表示出類(lèi)似溫度量、水位、濕度、位置的變化，也可以定義一個(gè)變量，使這個(gè)變量增加、減少、清零等操作來(lái)變化這個(gè)量，當(dāng)這個(gè)變量值為某個(gè)值時(shí)可以以這個(gè)變量為觸發(fā)條件觸發(fā)其他量的變化，例如：</p><p>　　if( 通氣點(diǎn)火變量>0 )<

92、/p><p>　　{ 煤氣開(kāi)斷閥=1; }</p><p>　　if( 通氣點(diǎn)火變量>5 )</p><p>　　{ 檢修閥01=1; 檢修閥02=1; }</p><p>　　if( 通氣點(diǎn)火變量>10 )</p><p>　　{ 空氣開(kāi)斷閥=1; }</p>&

93、lt;p>　　if( 通氣點(diǎn)火變量==11 )</p><p>　　{ 點(diǎn)火開(kāi)關(guān)=1;</p><p>　　終極火焰開(kāi)關(guān)=1; }</p><p>　　這個(gè)就是通過(guò)通氣點(diǎn)火變量的變化，在這個(gè)變量為某個(gè)值時(shí)就觸發(fā)對(duì)應(yīng)的條件，大于零時(shí)開(kāi)啟煤氣開(kāi)斷閥，大于五時(shí)開(kāi)啟兩個(gè)檢修閥，值為11時(shí)開(kāi)啟空氣開(kāi)斷閥和點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、終極點(diǎn)火開(kāi)關(guān)。</p><

94、p>　　反思：在組態(tài)王的編寫(xiě)過(guò)程中由于前期的不熟練會(huì)把一些離散值定義為整型，也會(huì)把一些整型變量定義為離散值，有時(shí)定義出的變量或者離散量的名字不能清晰的表達(dá)出這個(gè)變量的作用，畫(huà)圖時(shí)也會(huì)出現(xiàn)管道流通方向不一致，動(dòng)畫(huà)連接的條件表達(dá)的不清楚會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤的畫(huà)面動(dòng)畫(huà)。在自動(dòng)過(guò)程中設(shè)置的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤也會(huì)出現(xiàn)動(dòng)畫(huà)不會(huì)按照我們?cè)O(shè)計(jì)的工藝流程進(jìn)行動(dòng)作。所以以后無(wú)論做什么事情都要認(rèn)真對(duì)待、沉著思考，只有先準(zhǔn)備了才能做好工作。</p><

95、;p>　　第五章 PLC梯形圖的設(shè)計(jì)與聯(lián)調(diào)</p><p><b>　　一、工藝要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)PLC程序能夠?qū)崿F(xiàn)石灰窯燃燒控制系統(tǒng)的手動(dòng)和自動(dòng)控制的操作。自動(dòng)操作包括點(diǎn)火準(zhǔn)備和充氣點(diǎn)火，熄火開(kāi)關(guān)用總開(kāi)關(guān)SB12來(lái)實(shí)現(xiàn)；手動(dòng)操作包括氮?dú)?、煤氣、空氣的開(kāi)斷閥，兩個(gè)檢修閥，一個(gè)變頻風(fēng)機(jī)的打開(kāi)和關(guān)閉。</p><p>&l

96、t;b>　　PLC程序</b></p><p>　　1-9 PLC設(shè)計(jì)圖</p><p><b>　　程序分析</b></p><p><b>　　點(diǎn)火準(zhǔn)備操作：</b></p><p>　　1-10 PLC點(diǎn)火開(kāi)關(guān)控制</p><p>　　打開(kāi)SB10開(kāi)關(guān)

97、，KM11通電自鎖，TIM00通電5秒后，常開(kāi)觸點(diǎn)TIM00閉合，常閉觸點(diǎn)TIM00斷開(kāi)；TIM01通電10秒后，常開(kāi)觸點(diǎn)TIM01閉合，常閉觸點(diǎn)TIM01斷開(kāi)；TIM02通電15秒后，常開(kāi)觸點(diǎn)TIM02閉合，常閉觸點(diǎn)TIM02斷開(kāi)；TIM03通電20秒后，常開(kāi)觸點(diǎn)TIM03閉合，常閉觸點(diǎn)TIM03斷開(kāi)；由圖可知TIM00、TIM01、TIM02、TIM03同時(shí)通電。</p><p>　　1-11 PLC點(diǎn)火準(zhǔn)備

98、原理圖</p><p>　　在TIM00常閉觸點(diǎn)閉合的時(shí)候KM1通電自鎖，氮?dú)忾_(kāi)斷閥打開(kāi)。5S后TIM01閉合，KM2通電自鎖，檢修閥1打開(kāi)。5S后TIM02閉合，KM3通電自鎖。再過(guò)5S之后，TIM03常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)→KM1斷電→KM2斷電→KM3斷電，點(diǎn)火準(zhǔn)備過(guò)程完成。</p><p><b>　　自動(dòng)點(diǎn)火：</b></p><p>　　1-

99、12 PLC自動(dòng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)</p><p>　　自動(dòng)點(diǎn)火中，閉合開(kāi)關(guān)SB11，KM12通電自鎖。TIM04、TIM05、TIM05、TIM06、TIM07、TIM08、TIM09、TIM10通電。在KM12通電5S后TIM04常開(kāi)觸點(diǎn)閉合常閉觸點(diǎn)打開(kāi)，此時(shí)KM4通電自鎖，煤氣開(kāi)斷閥打開(kāi)。</p><p>　　1-13 PLC煤氣開(kāi)斷閥控制圖</p><p>　　再過(guò)五

100、秒后TIM05常開(kāi)觸點(diǎn)閉合常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM5通電自鎖，檢修閥1打開(kāi)。</p><p>　　1-14 PLC檢修閥1控制圖</p><p>　　再過(guò)五秒后TIM06常開(kāi)觸點(diǎn)閉合常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM6通電自鎖，檢修閥2打開(kāi)。</p><p>　　1-15 PLC檢修閥2控制圖</p><p>　　再過(guò)五秒后TIM07常開(kāi)觸點(diǎn)閉合常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM

101、7通電自鎖，空氣開(kāi)斷閥打開(kāi)。</p><p>　　1-16 PLC空氣開(kāi)斷閥控制圖</p><p>　　再過(guò)五秒后TIM08常開(kāi)觸點(diǎn)閉合常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM8通電自鎖，變頻風(fēng)機(jī)打開(kāi)。</p><p>　　1-17PLC變頻風(fēng)機(jī)控制圖</p><p>　　再過(guò)五秒后TIM09常開(kāi)觸點(diǎn)閉合常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM9通電自鎖，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)此時(shí)開(kāi)始燃燒。&l

102、t;/p><p>　　1-18 PLC點(diǎn)火開(kāi)關(guān)控制圖</p><p>　　燃燒20S之后TIM10常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，打開(kāi)熄火程序，煤氣開(kāi)斷閥斷開(kāi)、空氣開(kāi)斷閥斷開(kāi)、變頻風(fēng)機(jī)關(guān)閉，檢修閥也同時(shí)閉合，程序停止運(yùn)行。</p><p>　　1-19 PLC熄火開(kāi)關(guān)控制圖</p><p><b>　　熄火操作：</b></p>

103、<p>　　1-20PLC熄火開(kāi)關(guān)控制圖</p><p>　　只有在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)的時(shí)候熄火開(kāi)關(guān)才能通電，熄火開(kāi)關(guān)通電時(shí)，KM10通電，點(diǎn)火控制的KM9斷開(kāi)，KM10也將失電。</p><p><b>　?。?）接線說(shuō)明：</b></p><p>　　表1-4 I/O接線圖</p><p><b>

104、;　　開(kāi)關(guān)量接線：</b></p><p>　　1-21 PLC主機(jī)開(kāi)關(guān)量輸入</p><p>　　1-22 PLC主機(jī)開(kāi)關(guān)量輸出</p><p><b>　　PLC設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　我們以前也學(xué)過(guò)PLC的編程，現(xiàn)在做起來(lái)也比較順手，剛剛編號(hào)程序在調(diào)試的過(guò)程中因?yàn)閷?shí)驗(yàn)儀器上面的開(kāi)關(guān)一半

105、是常開(kāi)的開(kāi)關(guān)，一半是常閉的開(kāi)關(guān)，而編寫(xiě)的程序里面全部是按照常開(kāi)的開(kāi)關(guān)進(jìn)行編寫(xiě)的，這要求我們對(duì)此作出一定的修改。將對(duì)應(yīng)的常開(kāi)改成常閉，常閉改成常開(kāi)。</p><p>　　在延時(shí)線圈的設(shè)定中沒(méi)有設(shè)定好一個(gè)合適的時(shí)間段，導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)延時(shí)比較大。這需要按照要求合理的設(shè)定延時(shí)時(shí)間，最后就把每個(gè)步驟的延時(shí)都改成了5秒?？傮w來(lái)說(shuō)還是做的比較符合實(shí)際需求。</p><p>　　PLC與組態(tài)王之間的聯(lián)調(diào)

106、</p><p>　　當(dāng)PLC程序和組態(tài)王程序都可以正確的運(yùn)行起來(lái)的時(shí)候，就可以進(jìn)行組態(tài)王與PLC之間的聯(lián)機(jī)進(jìn)行調(diào)試分析（簡(jiǎn)稱聯(lián)調(diào)）。</p><p><b>　　聯(lián)調(diào)的步驟：</b></p><p>　　（1）PLC中COM口定義:COM口的定義跟組態(tài)王中的人機(jī)界面控制設(shè)計(jì)的COM口設(shè)置是一樣。</p><p>　　選

107、擇PLC:因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室里面用到的是歐姆龍PLC,所以在這里我們所選擇的也是歐姆龍PLC，選擇歐姆龍PLC中的C SERIES系列，并且選擇HOSTLINK協(xié)議。</p><p>　　修改開(kāi)關(guān)量：將我們使用到的開(kāi)關(guān)量在數(shù)據(jù)詞典中進(jìn)行修改，修改時(shí)變量類(lèi)型改為I/O離散、連接設(shè)備為PLC、數(shù)據(jù)類(lèi)型選擇bit、寄存器選擇IR0.X(其中X有，對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)量在PLC中的開(kāi)關(guān)定義為0.0X)、讀寫(xiě)方式選擇讀寫(xiě)。將所有的開(kāi)關(guān)進(jìn)行修

108、改、保存，切換到VIEW狀態(tài)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)觀察能否控制組態(tài)王軟件的運(yùn)行。如有延時(shí)則將自動(dòng)控制的延時(shí)對(duì)應(yīng)起來(lái)。</p><p><b>　　聯(lián)調(diào)結(jié)果</b></p><p>　　1-23 PLC與組態(tài)王的聯(lián)調(diào)結(jié)果</p><p>　　1-24 PLC的調(diào)試結(jié)果</p><p><b>　　第六章 全文總結(jié)</b&

109、gt;</p><p><b>　　研究結(jié)果結(jié)論</b></p><p>　　通過(guò)對(duì)石灰窯燃燒控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，利用歐姆龍CPM1A系列的PLC,詳細(xì)地介紹了歐姆龍編程軟件和組態(tài)王軟件設(shè)計(jì)方法以及下位機(jī)PLC的程序編寫(xiě)和上位機(jī)組態(tài)王畫(huà)面的制作。論文詳細(xì)的介紹了石灰窯燃燒控制系統(tǒng)的燃燒控制，利用石灰窯中煤氣、空氣的量的變化詳細(xì)的表述石灰窯溫度的變化分析，可以應(yīng)用于各地的石

110、灰窯煅燒，滿足了我國(guó)石灰的需求，工藝流程安全可靠，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易懂。石灰窯燃燒控制系統(tǒng)需要滿足下位機(jī)PLC可以穩(wěn)定的控制系統(tǒng)的運(yùn)行。組態(tài)王界面可以實(shí)時(shí)的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行的監(jiān)控和調(diào)試，也能反映出溫度、煤氣、空氣即變頻風(fēng)機(jī)的頻率的數(shù)據(jù)曲線的對(duì)應(yīng)關(guān)系。</p><p><b>　　展望</b></p><p>　　石灰的煅燒工程并不是一個(gè)穩(wěn)定的直線、曲線的變化，中間夾雜著溫度的

111、突變和部分燃燒的不充分與過(guò)充分，因此石灰窯的煅燒也應(yīng)有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)化的控制，模糊PID控制就是滿足這種要求的一種方法。時(shí)代的進(jìn)步也會(huì)促進(jìn)新的石灰窯煅燒的方法的進(jìn)步，與時(shí)俱進(jìn)才能使石灰窯的煅燒以及各種工業(yè)流程的良好發(fā)</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本文的設(shè)計(jì)是在**老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從論文的選題、工藝流程的分析、開(kāi)關(guān)量的確定、設(shè)備的選型

112、、組態(tài)王和PLC的編寫(xiě)、實(shí)驗(yàn)儀器的調(diào)試以及最后的結(jié)尾工作里面都有**老師的身影。**老師在我的論文中起到了至關(guān)重要的作用，可以說(shuō)沒(méi)有**老師我們也不可能這么輕松的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。工藝流程方面我剛剛開(kāi)始的時(shí)候陷入了很大的誤區(qū)，也是**老師幫我找到工業(yè)上石灰窯煅燒的原理圖我才能確定工藝流程，選擇好需要的儀器。實(shí)驗(yàn)調(diào)試的時(shí)候我們?cè)诼?lián)機(jī)的時(shí)候總會(huì)出現(xiàn)各種失誤，在**老師的耐心指導(dǎo)下我們才可以完成關(guān)鍵的調(diào)節(jié)階段。</p><p&

113、gt;　　非常感謝**老師對(duì)我的指導(dǎo)。</p><p>　　最后對(duì)評(píng)閱本論文的各位專(zhuān)家老師們表達(dá)我最誠(chéng)摯的感謝。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]王華強(qiáng)，丁春霞，PLC在石灰窯監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，控制與傳動(dòng)，2004（6），p32-p35</p><p>　　[2]王宏，PLC控制系

114、統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，礦山機(jī)械，2004（6），p29-p40</p><p>　　[3]郁漢琪，電器控制與可編程控制器應(yīng)用技術(shù)，東南大學(xué)出版社，2009 </p><p>　　[4]袁任光，可編程控制器選用與系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例，機(jī)械工業(yè)出版社，2010</p><p>　　[5]王阿根，PLC控制程序編程108例，電子工業(yè)出版社，2009</p><p>