电气自动化毕业论文

安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）安徽电气工程职业技术学院毕业论文题目：梭式窑燃烧系统研究系部：自动化与信息工程部专业：电气自动化姓名：班级：14电气学号：指导教师：教师单位：2016年12月28日摘要梭式窑燃烧系统是由燃气燃烧器（烧嘴）、燃气阀组、助燃风机、流量计、压力变送器、点火装置、燃气/空气压力检测装置、火焰监控装置等组成，确保系统在安全、合理的情况下稳定运行。由温度控制系统、燃烧控制系统、压力控制系统、故障报警系统等组成。控制系统包括电源开关、报警装置、PLC、火焰控制器、工控机、继电器等。按照预先设定的升温曲线，经PLC运算，输出信号送给电磁阀，电磁阀接受PLC的信号，实现电磁阀的开关，控制燃烧器的大小火以及开关时间。当检测温度与设定温度偏离时，PLC系统控制燃烧器的燃烧功率调节炉内温度。以流程图的形式将炉区所有可控设备显示在一张图上，并将有关热工参数显示在流程图上，同时指示有关设备的运行状态。关键词：检测装置；控制系统；PLC；继电器；流程图匀性非常好,烧成周期可以缩短到14小时以下,能耗约在1600～1800kcarlökg瓷。1997年上半年,该公司的所有产品都是用这两条梭式窑烧成,质量非常稳定。该窑并没有采用任何余热利用措施,烟气烟囟直接排入大气,能耗却已达到相当先进的水平。我国的厂家自行设计制造的梭式窑大多倾向于采用余热回收利用设备,一般用烟气通过热交换器加热助燃空气,但总体效果并不理想。相比较而言,从近两年引进的卫生瓷生产用梭式窑来看,几乎都不采用余热利用设备,而是烟气直接自然排出,但能耗却已大大降低。由此可见,余热利用设备的采用对卫生瓷用梭式窑性能的影响值得我们作一个综合性评价。1.2论文研究方法通过文献来获得资料，从而全面地、正确地了解掌握所要研究问题，再根据功能分析法，将设备的功能特点、硬件配置、软件设计进行分析。1.3论文研究内容由燃气燃烧器、燃气阀组、助燃风机、流量计、压力变送器、点火装置、燃气/空气压力检测装置、火焰监控装置等组成，确保系统在安全、合理的情况下稳定运行。由温度控制系统、燃烧控制系统、压力控制系统、故障报警系统等组成。控制系统包括电源开关、报警装置、PLC、火焰控制器、工控机、继电器等。按照预先设定的升温曲线，经PLC运算，输出信号送给电磁阀，电磁阀接受PLC的信号，实现电磁阀的开关，控制燃烧器的大小火以及开关时间。当检测温度与设定温度偏离时，PLC系统控制燃烧器的燃烧功率调节炉内温度。以流程图的形式将炉区所有可控设备显示在一张图上，并将有关热工参数显示在流程图上，同时指示有关设备的运行状态。2、系统简介由燃气燃烧器（烧嘴）、燃气阀组、助燃风机、流量计（买方提供）、压力变送器（买方提供）、点火装置、燃气/空气压力检测装置、火焰监控装置等组成，确保系统在安全、合理的情况下稳定运行。2.1：空气管路空气管路配助燃风机一台，经管道送到燃烧器，管路中安装压力开关。在空气压力欠压时，紧急关闭天然气切断阀，切断气源并报警。待故障排除后，由人工在控制室重新启动，确保生产安全。风机参数为：压力8.3KPA-7.3KPA，流量1200-1500m³/Hr2.2：燃气管道燃气管道在管路上设有手动球阀、高/低压力开关、燃气电磁阀，在燃气欠压/超压、风机故障、停风等不能正常使用的情况下，安全关闭切断阀，切断气源并报警。待故障排除后，由人工在控制室重新启动，确保生产安全。2.3：自动控制系统自动控制系统由温度控制系统、燃烧控制系统、压力控制系统、故障报警系统等组成。2.3.1：可以根据炉膛温度，调节烧嘴的燃烧能力。2.3.2：燃烧控制系统当设备准备就绪后，开启助燃风机，助燃风由风机出口，进入燃烧系统空气管腔并通过调节阀组送入燃烧器；打开天然气进气阀门，天然气由稳压调压阀调压至工作压力，如果压力超过设定上限，排空阀打开，使管路实现排空泻压（根据贵司需要是否增加），如果系统没有异常报警，则打开安全切断阀、燃气通过调解阀组送入燃烧器，燃烧开始；2.3.3：燃烧器功率调节按照预先设定的升温曲线，经PLC运算，输出信号送给电磁阀，电磁阀接受PLC的信号，实现电磁阀的开关，控制燃烧器的大小火以及开关时间。当检测温度与设定温度偏离时，PLC系统控制燃烧器的燃烧功率调节炉内温度升温曲线1：室温-160℃，在160℃保温30min160℃-290℃，在290℃度保温20min290℃-350℃，在350℃度保温60min350℃-416℃，在416℃度保温60min416℃-1450℃，在1450℃度保温120min升温曲线2：室温-416℃，在416℃保温30min416℃-800℃，50℃/h升温800℃-1450℃，120℃/h升温，保温120min升温速率：800℃以下，10-100℃/H800℃以上，50-150℃/H2.3.4：压力控制系统风压：压力开关，欠压报警，联琐保护。燃气压力：压力开关，超压报警，欠压紧急切断报警，联琐保护。2.3.5：控制系统概述控制系统包括电源开关、报警装置、PLC、火焰控制器、工控机、继电器等控制系统能实现以下功能：燃烧器的自动启动/停止燃烧器故障自动停止并锁定可以实现本地/远程控制控制箱实现报警及复位功能可以实现温度的调节功能工控机界面显示：系统总貌画面：以流程图的形式将炉区所有可控设备显示在一张图上，并将有关热工参数显示在流程图上，同时指示有关设备的运行状态。安全联锁画面：以醒目的形式显示与开炉有关的各种设备和介质的工况。当条件满足后，相应的部分变为绿色。当全部条件满足时，显示开炉允许OK；否则执行停炉操作报警总貌画面：按报警发生的时间顺序显示和记录报警的内容、报警等级、发生时间、消失时间、确认时间。控制回路及参数设定画面：以棒图和数字形式显示和改变各个控制回路的参数和状态，如调节器的输入值、模拟设定值、报警设定值、调节器输出、PID参数、手动自动方式等工艺曲线设定：可以进行工艺曲线的设定，从数据库中选择即将入炉工件的曲线种类，画面即显示该工艺的曲线，点击启动按钮即可启动程序2.4：设备功能特点燃气系统：1.1：过滤器：用于净化主管路提供的燃气，以保证系统备件的正常工作。1.2：减压阀：用于调节主管道提供的燃气压力，满足本系统需求的燃气压力。1.3：压力表：用于测量燃烧系统中各段得压力，以便操作人员根据压力做出判断，确保系统安全稳定运行。1.4：高低压压力开关：用于测定系统的最高压力及最低压力，当压力高于设定最大或最小值时，系统会停止运行，确保系统安全稳定运行。1.5：燃气电磁阀：当系统出现压力过高或过低，燃气电磁阀会迅速关闭，确保系统安全。1.6：点火系统：采用点火电极点火，紫外线火焰检测器加测，火焰控制器控制点火1.7：空气电磁阀：控制空气流量，调节燃烧器功率1.8：燃烧器：601NM燃烧器具有调节比大，燃烧稳定，且Nox燃烧产物低的特点。1.9：火焰检测器：火焰检测器是为了检测火焰燃烧情况，一旦火焰熄灭，会提供信号，由操作人员再次点火。1.10：燃烧火焰控制器：用于点火装置控制和工业燃烧控制。2.5：技术指标系统各备件均采用安全防爆标准配置，电磁阀、安全切断阀、火焰检测器均为防爆类产品，对于非防爆的产品：火焰控制器等，我们会安装在控制室内。本燃烧系统废气、废烟排放符合CGC标准（中国国家标准）3、系统备件配置清单1.燃气主管路品名型号数量品牌及产地燃气球阀16FPV1国内、南京燃气过滤器16ES1派诺尼科燃气减压阀16SAR1派诺尼科燃气电磁阀16SVL1派诺尼科燃气发散阀8SB1派诺尼科低压压力开关DP25-501派诺尼科高压压力开关DP25-1501派诺尼科压力表YE-652派诺尼科2.燃气支管路燃气球阀8FPV4国内燃气电磁阀8SVL4派诺尼科燃气球阀6FPV4国内燃气电磁阀6SVL4派诺尼科3.空气主管路助燃风机FC1国内空气手动碟阀D373-801国内低压压力开关DP25-501派诺尼科压力表YE-651派诺尼科4.空气支管路空气手动蝶阀D373-504国内空气电磁阀16SVL4派诺尼科空气手动阀8FPV4国内5.燃烧器及点火燃烧器601NM4派诺尼科、国内组装火焰控制器ESTRO4派诺尼科点火变压器TAR-104派诺尼科火焰检测器UV-24派诺尼科点火电极EN4国内6.其他管路组装主管部分1国内、合肥电气控制就地控制柜（PLC）1国内、合肥辅件紧固件、垫片、高压导线等1国内、合肥调试派技术工程师现场指导安装调试1国内、合肥包装木箱包装1国内、合肥运输德邦物流1国内、合肥客户自备件燃气流量计1主管路燃气流量空气流量计1主管路空气流量空气压力变送器1主管路空气压力燃气压力变送器1主管路燃气压力炉压变送器1炉内压力热电偶55个测温点支管路组装所需材料清单另附1元器件现场焊接组装辅件1金属软管8根，保温棉适量，4、软件设计4.1系统图纸4.2下位机控制进入温度采集子程序进行复位MBUS_CTRL指令(初始化主设备)mode（模式）：1，输入值1将CPU端口分配给Modbus协议并启用该协议。输入值0将CPU端口分配给PPI系统协议并禁Modbus协议。parity（奇偶校验）：0，无奇偶校验error（错误位）：MB10（0:无错误1:奇偶校验选择无效2:波特率选择无效3:超时选择无效4:模式选择无效）Modbus主设备设置为9600波特，无奇偶校验。从站允许1000毫秒(1秒)的应答时间。0.3s一个周期0.1s采集一次激活一条MBUS_MSG指令。slave："从站"参数是Modbus从站的地址。允许的范围是0到247，当前为4。RW：0，进行读操作。addr（地址）：参数是起始的Modbus地址count（计数字数）：8字（40001~40008）。当启用标记(M30.0)打开时，调用一条MBUS_MSG指令。"首次"参数必须仅为启用指令时的首次扫描而设置。该指令从从站4读取(RW=0)8个保持寄存器。数据从Modbus从站的地址40001-40008读取并复制到CPU中的VB10000-VB1008(8字)。采集完毕复位（M30.0）回到主程序进入温度处理子程序集热电偶1的温度（数字量）VW1000送到VW1102然后转为实数存到VD1100除以65535乘以1600得到热电偶的温度（摄氏度）存到VD1110 以上是热电偶2-5的温度处理，热电偶2温度存到VD1130热电偶3温度存到VD1150热电偶4温度存到VD1170热电偶5温度存到VD1190采集炉膛压力经过处理转换为炉膛压力值存到VD1210处理子程序完毕回到主程序初始化程序故障复位空气低压报警指示灯燃气低压报警指示灯燃气高压报警指示灯急停指示灯当所有状态正常时准备就绪（M12.0）准备就绪，进行远程或就地启动助燃风机。助燃风机启动后且准备就绪，进行远程或就地启动安全切断阀。安全切断阀启动后，可以进行远程或就地启动1号点火，点火持续2秒。1号就地关闭1号远程关闭计时1秒1秒后复位安全切断阀启动后，可以进行远程或就地启动2号点火，点火持续2秒。2号就地关闭2号远程关闭计时1秒1秒后复位安全切断阀启动后，可以进行远程或就地启动3号点火，点火持续2秒。3号就地关闭3号远程关闭计时1秒1秒后复位安全切断阀启动后，可以进行远程或就地启动4号点火，点火持续2秒4号就地关闭4号远程关闭计时1秒1秒后复位一号运行指示灯二号运行指示灯三号运行指示灯四号运行指示灯空气压力转换转换成显示值（单位Kpa）燃气压力转换转换成显示值（单位Kpa）燃气流量转换转换成显示值（单位Kpa）处理VD1180（32位热电偶5温度值）存到VW1408（16位）热电偶5的温度值大于800摄氏度是启动PID调节M1.0以相同的周期不同的占空比进行得电M1.1以相同的周期不同的占空比进行得电从PLC上电开始进行PID调节M1.2以相同的周期不同的占空比进行得电从PLC上电开始进行PID调节M1.3以相同的周期不同的占空比进行得电一号、二号、三号、四号运行时根据PID调节控制一号、二号、三号、四号点火开关如果选择升温曲线1运行时当窑内温度：在160℃以下时把1转移给SB0，使S0.0有效在160℃~290℃时把2转移给SB0，使S0.1有效在290℃~350℃时把4转移给SB0，使S0.2有效在350℃~416℃时把8转移给SB0，使S0.3有效在416℃~1450℃时把16转移给SB0，使S0.4有效进入升温曲线子程序装载S0.0热电偶检测到的温度小于160℃时，设定PID调节目标为160℃M7.1记录大于160℃的状态在160℃保温30分钟激活S0.1结束S0.0装载S0.1复位M7.1的状态设定PID调节目标为290℃M7.2记录大于290℃的状态在290℃保温20分钟激活S0.2S0.1结束装载S0.2复位M7.2的状态设定PID调节目标为350℃M7.3记录大于350℃的状态在350℃保温60分钟激活S0.3S0.2结束装载S0.3复位M7.3的状态设定PID调节目标为416℃M7.4记录大于416℃的状态416℃保温60分钟激活S0.4S0.3结束装载S0.460分钟循坏一次1450℃以下时一小时升80℃设定PID调节目标为上面计算所得复位M7.4的状态M8.1记录大于416℃的状态设定PID调节目标为1450℃M7.5记录大于1450℃的状态在1450℃保温120分钟激活S0.5结束S0.4复位M7.5M8.1升温曲线1子程序结束回到主程序如果选择的是升温曲线2运行时当窑内温度：在416℃以下时把1转移给SB1，使S1.0有效在416℃~800℃时把2转移给SB1，使S1.1有效在800℃~1450℃时把4转移给SB1，使S1.2有效进入升温曲线2子程序416℃以下时，设定PID目标为416℃，并记录到VD1424M7.6记录大于416℃的状态，并在416℃保温30分钟，30分钟后激活S1.1S1.0结束激活S1.1以1小时周期循环800℃以下一小时升50℃复位M7.6设定PID调节目标为上面计算值记录大于800℃状态，记录800℃值激活S1.2结束S1.1装载S1.2以一小时为周期循环1450℃以下，一小时升120℃复M7.7设定PID调节目标为上面计算值记录大于1450℃状态，记录1450℃值激活S1.3结束S1.2复位M8.0升温曲线2子程序结束回到主程序用M31.6显示升温曲线完成确认升温曲线完成后复位程序结束4.3上位机序号对应数据对象通道类型序号对应数据对象通道类型1就地远程控制I2.432点火关闭2M21.32急停输出Q0.033点火3M21.43空气低压Q0.134点火关闭3M21.54燃气低压Q0.235点火4M21.65燃气高压Q0.336点火关闭4M21.76助燃风机控制Q0.437故障复位M22.57安全阀控制Q0.538升温曲线完成确定M31.58点火控制输出1Q0.639升温曲线完成M31.69点火控制输出2Q0.740热电偶测温值1VDF111010点火控制输出3Q1.041热电偶测温值2VDF113011点火控制输出4Q1.142热电偶测温值3VDF115012运行输出1Q1.243热电偶测温值4VDF117013运行输出2Q1.344热电偶测温值5VDF119014运行输出3Q1.445炉膛压力值VDF121015运行输出4Q1.546空气压力VDF131216大火控制输出1Q1.647燃气压力VDF133217大火控制输出2Q1.748燃气流量VDF135218大火控制输出3Q2.049温度目标值VDF142019大火控制输出4Q2.150回路增益1VDF281220温度曲线选择M7.051积分时间1VDF282021运中手动启停大火1M9.052微分时间1VDF282422运中手动启停大火2M9.153回路增益2VDF301223运中手动启停大火3M9.254积分时间2VDF302024运中手动启停大火4M9.355微分时间2VDF302425助燃风机启动M20.456回路增益3VDF321226助燃风机关闭M20.557积分时间3VDF322027安全阀启动M20.658微分时间3VDF322428安全阀关闭M20.759回路增益4VDF341229点火1M21.060积分时间4VDF342030点火关闭1M21.161微分时间4VDF342431点火2M21.24.4S7-200与MCGS通过以太网通讯5.1PLC程序设置：（1）选择“工具”菜单下的“以太网向导...”。（2）打开“以太网向导”，简单介绍CP243-1及以太网的有关信息，点击“下一步”（3）设置CP243-1模块的位置，如不能确定，可以点击“读取模块”由软件自动探测模块的位置，点击“下一步”

（4）设定CP243-1模块的IP地址（192.168.1.1）和子网掩码，并指定模块连接的类型（本例选为自动检测通讯），点击“下一步”（5）确定PLC为CP243-1分布的输出口的起始字节地址（一般使用缺省值即可）和连接数据数，点击“下一步”。（6）选择远端地址192.168.1.27）选择是否需要CRC保护，如选择了此功能，则CP243-1在每次系统重启时，就校验S7-200中的组态信息看是否被修改，如被改过，则停止启动，并重新设置IP地址。

“保持活动间隔”即是上步中的探测通信状态的时间间隔。（8）选定CP243-1组态信息的存放地址，此地址区在用户程序中不可再用。（9）至此，S7-200服务器端的以太网通信已经组态完毕，如下图，给出了组态后的信息。点击“完成”保存组态信息。（10）在程序调用子程序“ETH0_CTRL”ETH0_CTRL为初始化和控制子程序，在开始时执行以太网模块检查。应当在每次扫描开始调用该子程序，且每个模块仅限使用一次该子程序。每次CPU更改为RUN（运行）时，该指令命令CP243-1以太网模块检查V组态数据区是否存在新配置。如果配置不同或CRC保护被禁用，则用新配置重设模块。

当以太网模块准备从其他指令接收命令时，CP_Ready置1。Ch_Ready的每一位对应一个指定，显示该通道的连接状态。例如，当通道0建立连接后，位0置1。Error（错误）包含模块通信状态。5.2MCGS设备窗口设置在设备窗口下添加（西门子S7200_CP243-以太网）设置本地IP地址192.168.1.2远端IP地址192.168.1.1（3）增加设备通道（4）建立好实时数据库，链接设备通道。此便完成了通讯的设置。5、毕业设计总结通过此次毕业设计，我不仅把知识融会贯通，而且丰富了大脑，同时在查找资料的过程中也了解了许多课外知识，开拓了视野，认识了将来电子的发展方向，使自己在专业知识方面和动手能力方面有了质的飞跃。毕业设计是我作为一名学生即将完成学业的最后一次作业，他既是对学校所学知识的全面总结和综合应用，又为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好开端，毕业设计是我对所学知识理论的检验与总结，能够培养和提高设计者独立分析和解决问题的能力；是我在校期间向学校所交的最后一份综和性作业毕业的时间一天一天的临近，毕业设计也接近了尾声。在不断的努力下我的毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的大概总结，但是真的面对毕业设计时发现自己的想法基本是错误的。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己