导热油温度控制系统的设计

导热油温度控制系统的设计设计任务：导热油主要用于化工生产过程的热载体，可以用于加热或者冷却。这个系统包括：冷油循环系统和热油循环系统。本课设要求设计热油泵和油加热器组成的热油循环系统，用蒸汽实现对导热油的换热过程，工作过程为：当导热油的温度过低时，利用采集的蒸汽流量信号来调节蒸汽的流量控制导热油的温度；当导热油温控制稳定后利用导热油温度控制蒸汽量大小，用以保护设备的安全。设计要求：1、根据控制要求进行方案选择论证，即分析系统功能，确定系统的输入/输出信号及类型，选择PLC主机、、流量传感器和蒸汽阀以及相应的PLC扩展模块，并设计PID算法；2、根据输入/输出信号建立I/O分配表，完成PLC与输入/输出信号的的外部接线；3、按系统的控制要求，设计系统的梯形图；4、上机调试、完善程序；5、按学校规定的书写格式，撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。1、温度测量范围：0—400℃；蒸汽流量检测精度：，±1%；2、控制温度：260℃；控制精度：0.5％；3、温度最大值：300℃，越限报警。1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统的控制要求。（2天）2、确定系统的输入/输出信号和类型，选择PLC主机和扩展模块，选择传感器型号。（1天）3、建立I/O分配表，完成PLC与输入输出信号的的外部接线。（1天）4、按系统的控制要求，设计系统的梯形图。（3天）5、上机调试、修改程序、答辩。（2天）6、撰写、打印设计说明书（1天）平时：论文质量：答辩：指导教师签字：总成绩：年月日摘要本系统是基于PLCS7-200控制的导热油温度控制系统。根据测温范围，选择热电偶温度传感器检测导热油温度，经温度信号经过扩展模块EM235传送到CPU224进行分析处理，由于热电偶输出的是微弱的电压信号，所以要经过放大器件和电压/电流转换器件,将信号放大并转换成电流信号才可传送到扩展模块。运用PID运算，实现对电动执行阀开度的控制。当导热油的温度过低时，阀门开度增大，蒸汽流量增大，温度升高。同时将法兰式V锥流量传感器FFM61S传送的流量值进行三位LED循环显示。关键词：PID；热电偶；S7-200；

目录TOC\o"1-3"\f\h\z第1章绪论 比例系数加大，使系统的动作灵敏，速度加快，稳态误差减小。Ｋ偏大，振荡次数加多，调节时间加长。Ｋ太大时，系统会趋于不稳定。Ｋ太小，又会使系统的动作缓慢。Ｋ可以选负数，这主要是由执行机构、传感器以控制对象的特性决定的。如果Ｋ的符号选择不当对象状态(pv值)就会离控制目标的状态(sv值)越来越远，如果出现这样的情况Ｋ的符号就一定要取反。硬件设计外部接线图硬件外部接线如图3.1所示，CPU224输出端子Q0.1-Q0.6接发光二级管，用来显示流量值。Q0.7接红灯，用来作为报警显示。1L、2L、3L接L1，然后接220V电源。启动开关接L+。图3.1外部接线图I/O分配表3.2I/O分配表模块名称地址编号信号名称CPU224I0.0启动按钮Q0.0段码显示A段Q0.1段码显示B段Q0.2数码显示C段Q0.3段码显示D段Q0.4段码显示E段Q0.5段码显示F段Q0.6段码显示G段Q0.7报警指示灯EM235AIW0流量信号输入AIW2温度信号输入软件设计初次上电1)读入模拟信号，并把数值转化显示锅炉的当前电压2)判断导热油温度是否在正常范围，打亮温度越上限报警指示灯调用子程序子程序1）输入设定温度2）把设定温度、P值、I值、D值都导入PID3）每100ms中断一次子程序进行PID运算中断程序，PID的计算把流量值进行段码显示。系统测试与分析图5.1实验现象图课程设计总结温度控制一直是工业控制中的一个最重要最常见的被控变量，随着PLC的发展，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，适应温控系统非线性，干扰多，大时延，时变和分布变化的特点。在实际应用中，应该根据具体的应用场合、不同的加热对象和所要求的控制曲线和控制精度，选择不同的系统方法。在设计中，采用功能强、安全系数高的德国SIEMENSSIMATICS7-200可编程控制器来实现印染定型机温度控制系统控制，西门子最大的优点就是稳定性好、安全系数高，常常可以无故障工作好几年，而且就算是哪里坏了也只要换其中的一个模块，既方便又经济。根据环境的需要，选用K型热电偶做为温度传感器，较之其他温度传感器，热电偶能直接测量液体表面温度，减小人为误差，并且满足测量温度范围，化学性质稳定，较低温度漂移和零点漂移。有较强的实用性和经济性，在工业生产中应用广泛。设计基本上达到了设计目的,利用PLC实现了对的各种控制，通过合理的设备选型、参数设置和软件设计，提高了温度控制系统的可靠性。该温度控制系统也有一些有不足的地方需要改进，编程时我们用了编程软件自带的PID指令向导模块，这样虽然方便，但是使得控制系统超调量和调节时间都稍微偏大，若不直接调用该模块，而是自己编写PID控制子程序的话，控制效果可能会更好。还有人机界面内容不够丰富，若再加上报表系统、打印功能的话，那就更完美了。通过本次课程设计，主要培养了我的综合运用所学知识和技能去分析和解决本专业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，进行工程知识和工程技能的综合训练，使我们一走上工作岗位，就具有较强的应用生产现场正在使用和近期可能推广使用的技术去解决工程实际问题的能力。

参考文献[1]卢金鼎．机电一体化技术[M]．北京：中国轻工业出版社，1988:38-135[2]张凤珊.电气控制及可编程序控制器（第二版）．北京：中国轻工业出版社，1999:4-100[3]吴丽.电气控制与PLC实用教程.北京.黄河水利出版社，1997: