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基于PLC的加热反应炉电气控制系统的设计加热反应炉是一种广泛应用于化工、石油、医药等行业的设备，用于进行各种化学反应。
为了确保反应炉的稳定运行和安全性，需要设计一个合理可靠的电气控制系统。
1.电气元件选择：选择适合加热反应炉的电气元件，如断路器、接触器、继电器、传感器等。
其中，断路器用于控制和保护电路的安全运行，接触器用于控制电路的开关动作，继电器用于实现不同电路之间的控制信号传递，传感器用于实时监测反应炉的温度、压力等参数。
2.控制逻辑设计：根据加热反应炉的工艺要求，设计合理的控制逻辑，包括温度控制、压力控制、流量控制等。
通过传感器监测反应炉内的温度、压力等参数，将这些参数传递给PLC，由PLC根据设定值来控制相应的执行机构，如加热装置、冷却装置、喷嘴等。
3.安全保护设计：加热反应炉的操作涉及到高温、高压等危险因素，为保证操作人员的安全，需要设计安全保护系统。
例如，设置温度过高报警功能，当反应炉内温度超过设定值时，PLC将发出警报并停止加热装置的工作；设置过压保护功能，当反应炉内的压力超过设定值时，PLC将自动关闭供气装置。
4.人机界面设计：设计一个人机界面，方便操作人员对加热反应炉进行监控和控制。
人机界面通常采用触摸屏或工控机，通过人机界面，操作人员可以实时监测反应炉的运行状态，调整设定值，查看历史数据等。
总之，基于PLC的加热反应炉电气控制系统的设计需要充分考虑反应炉的工艺要求和安全性，选择适合的电气元件，设计合理的控制逻辑和安全保护功能，并提供简单易用的人机界面。
只有设计合理的电气控制系统，才能保证加热反应炉的稳定运行和安全性。
加热反应炉的PLC控制(1)加热反应炉的PLC控制加热反应炉是一种常见的工业设备，用于进行各种化学反应和物理实验。
为了保证反应的稳定性和精确性，控制系统显得尤为重要，而一般采用的是PLC控制。
PLC控制可以使加热反应炉具有更好的自动化程度，提高反应的精度和稳定性，下面将从以下几点进行阐述：一、PLC控制系统的硬件组成：PLC控制系统主要由以下硬件组成：PLC主控制器、输入/输出模块、按钮/指示灯、电源模块、PLC编程器等。
PLC主控制器是控制系统的核心，它能够对各种反应参数进行实时控制和监测；输入/输出模块则主要用于和实际的反应设备进行连接，监测反应设备的状态，并将数据传输给PLC主控制器；按钮/指示灯用于对整个系统进行手动控制；电源模块则主要用于为整个系统提供电源；PLC编程器用于对整个PLC 控制系统进行编程和修改。
二、PLC控制系统的软件组成：PLC控制系统的软件组成主要由两个方面：个性化软件和PLC程序。
个性化软件是为了满足不同反应炉的不同使用要求，一般由PLC厂家提供，可以根据用户的不同需求进行开发；而PLC程序则是编程人员编写的一种程序语言，负责对反应炉进行实时监控和控制。
三、PLC控制系统对反应炉的控制：PLC控制系统主要对以下几个参数进行控制：反应温度、反应时间、反应的加料量、反应的搅拌速度等。
在控制反应温度时，PLC控制系统会通过读取感温器的温度信号，然后根据预设的温度参数去进行温度的调节；在控制反应时间时，PLC会根据时间参数进行监控和控制；在不同的反应阶段根据不同的反应条件，控制反应的加料量、反应的搅拌速度等等。
四、PLC控制系统在故障排查方面的优势：PLC控制系统的优点在于其具有完善的故障检测和排查功能。
一旦设备发生故障时，PLC系统会自动进行检测和诊断，并能在第一时间提醒操作人员进行处理，以避免设备的进一步损坏。
综上所述，PLC控制系统显然是一种适合加热反应炉的控制方式，它可以实现反应炉的智能化、自动化、稳定化，提高工作效率和精度，也可以保证反应设备的安全性和稳定性。
毕业设计说明书设计题目：加热反应炉监控系统组态界面及PLC程序设计院（系）计算机科学与信息工程学院专业年级 2009级自动化二班学生普权学号 2009133224指导教师宵惠职称讲师设计地点工商大学日期 2013年5月7日目录第一章绪论 (1)1课题研究的背景 (1)2欧姆龙Cx-p7.1软件的优点 (1)3 MCGS组态软件的优点 (1)4组态软件的状况及发展趋势 (2)第二章控制系统设备简介 (2)1欧姆龙Cx-p7.1编程软件的介绍 (2)（1）欧姆龙软件的功能及特点 (2)（2）软件的基本应用 (2)2加热反应炉PLC的程序设计 (5)（1）反应炉控制的过程 (5)（2）加热反应炉原理 (5)（3）加热反应炉的I/O分配 (5)（4）PLC接线图、系统流程图 (6)（5）PLC的程序设计 (8)2 MCGS组态软件的介绍 (10)（1）组态软件的功能及特点 (10)第三章控制界面的创建 (10)1工程的建立 (10)（1）建立工程步骤： (10)2变量的定义 (11)（1）变量的分配 (11)（2）变量的定义步骤 (12)3控制界面的设计与制作 (13)（1）界面建立 (13)（2）界面编辑步骤 (14)4动画连接 (15)5控制程序的编写 (16)（1）定时器控制的使用 (16)（2）脚本程序 (18)6报表输出及曲线显示 (19)(1) 组对象的定义 (20)(2) 报表输出 (21)(3) 曲线显示 (21)(4) 历史报警显示 (22)(5) 主控窗口的设置 (22)第四章人机界面系统与PLC间的通讯连接 (23)1设置串口父设备的通讯参数 (24)2为PLC创建连接通道 (24)3连接PLC通道和实时数据 (25)第五章系统调试 (26)1系统的各器件的动作调试 (26)(1) 指示灯的动画调试 (26)(2)其他各器件的调试 (26)2脚本程序的调试 (26)3 系统模拟调试 (27)(1)系统运行调试 (27)(2)系统报警调试 (27)4 调试结果分析 (28)（1）炉水位不上升 (29)（2）炉水位无限上升 (29)（3）系统无法报警 (29)（4）报表信息无法显示报表的动画 (29)（5）系统无法复位 (29)（6）系统复位后或停止后无法重起系统 (29)结论 (30)致 (30)参考文献 (31)附录1 (32)附录2 (35)加热反应炉监控系统组态界面及PLC程序设计工商大学自动化2009级二班普权指导老师：宵惠摘要：加热反应炉监控系统其研究目的是通过利用MCGS组态软件和欧姆龙PLC编程软件实现对加热炉的温度控制。
基于PLC控制的加热炉温度控制系统设计概述加热炉是工业生产中常见的设备之一，其主要作用是提供高温环境用于加热物体。
为了确保加热炉的稳定性和安全性，需要设计一个可靠的温度控制系统。
本文将介绍一个基于PLC（可编程逻辑控制器）控制的加热炉温度控制系统设计方案。
系统设计原理在加热炉温度控制系统中，PLC作为核心控制器，通过监测温度传感器的输出信号，根据预设的温度设定值和控制策略，控制加热炉的加热功率，从而实现对加热炉温度的稳定控制。
以下是系统设计的主要步骤：1.硬件设备选择：选择适合的温度传感器和控制元件，如热电偶、温度控制继电器等。
2.PLC选型：根据实际需求，选择合适的PLC型号。
PLC需要具备足够的输入输出点数和计算能力。
3.传感器连接：将温度传感器接入PLC的输入端口，读取实时温度数据。
4.温度控制策略设计：根据加热炉的特性和工艺需求，设计合适的温度控制策略。
常见的控制策略包括比例控制、积分控制和微分控制。
5.控制算法实现：根据温度控制策略，编写PLC程序，在每个采样周期内计算控制算法的输出值。
6.加热功率控制：使用控制继电器或可调功率装置，控制加热炉的加热功率。
7.温度反馈控制：通过监测实际加热炉温度和设定值之间的差异，不断修正加热功率控制，使加热炉温度稳定在设定值附近。
系统硬件设计基于PLC控制的加热炉温度控制系统的硬件设计主要包括以下几个方面：1.温度传感器：常用的温度传感器有热电偶和热敏电阻。
根据加热炉的工艺需求和温度范围，选择适合的温度传感器。
2.PLC：选择适合的PLC型号，根据实际需求确定PLC的输入输出点数和计算能力。
3.控制继电器或可调功率装置：用于控制加热炉的加热功率。
根据加热炉的功率需求和控制方式，选择合适的继电器或可调功率装置。
4.运行指示灯和报警器：用于显示系统的运行状态和报警信息。
PLC程序设计PLC程序是基于PLC的加热炉温度控制系统的关键部分，其主要功能是实现温度控制算法。
反应炉PLC 控制系统设计课程设计说明书学院： 专业： 姓名学号： 姓名学号： 姓名学号： 姓名学号： 指导教师：SHANDONG UNIVERSITY ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ摘要：一、控制要求第一阶段：送料控制1、检测下液面SQ1、炉内温度T、炉内压力Y是否都小于给定值（逻辑值：小于输出0，大于输出1）。
2、若小于给定值，则开启泄放阀。
3、待时间到时，应该关闭泄放阀，两泄放阀关闭后反应炉的排气阀关闭。
第二阶段：加热反应控制1、甲，乙加热炉打开加热，待温度大于100摄氏度时，乙加热炉关闭，氮气阀打开。
2、当压力上升到高压时，氮气阀关闭。
3、温度升高到200摄氏度时，甲加热炉关闭。
4、这时打开搅拌机，搅拌十秒后关闭，进行喷淋冷却。
第三阶段：泄放控制。
待温度低于40摄氏度时，打开排气阀，使炉内压力降到最低值。
打开泄放阀，当炉内液面下降到到SQ=1时，整个反应过程结束。
二、设计要求设计原则：国家现行有关电气设计规范及主管部门规定等。
设计范围：控制系统主电路及控制电路设计、PLC控制程序设计。
设计成果：课程设计报告含输入输出设备清单、主电路、控制流程图、I/O 接线图、梯形图、指令助记符程序等。
(1)按设计任务的要求，列出所需PLC的外部输入输出设备清单。
在尽量少占用I／0点的前提下，计算所需I／O点数，选择PLC机型，进行PLC的I／O 分配。
(2)画出PLC I／O接线图。
(3)画出外部设备的主电路图。
(4)按设计任务的要求，，设计控制程序，画出梯形图，并给出指令助记符程序。
三、日程安排此次课程设计时间共1周，进度安排如下：第一、二天：设计准备，熟悉有关电气设计规范，熟悉课题设计要求及内容，查找相关技术资料。
第三天：分析控制要求确定主电路方案设计，绘制控制流程图、I/O接线图。
第四、五、六天：梯形图设计、编制程序及程序说明，在PLC实验室进行模拟调试。
第七天：整理计算书及图纸、写课程设计报告。
四：设计成果１、加热反应炉的结构示意图如图（原理图）如下所示：２、I/O清册表３、电气控制图４、梯形图5、代码6、I/O接线图五、设计心得：首先衷心感谢老师、感谢同学在课程设计中对我们的帮助，如果没有老师和同学们的帮助，我们在设计过程中将会遇到更多的问题，甚至会导致课程设计不能按时完成。
基于PLC的加热反应炉自动控制系统设计摘要：本文针对PLC控制的加热反应炉自动控制系统进行了设计研究。
本文主要从系统硬件的设计和软件的编写两个方面进行了详细的分析，重点介绍了系统的总体设计思路、系统设备的选型及布局、系统各个模块的控制方法和软件编写等内容，最后对实验结果进行了分析和展望。
关键词：PLC、加热反应炉、自动控制、系统设计、编程一、引言随着现代工业的发展，加热反应炉在化学、制药、冶金、建材等领域广泛应用。
而加热反应炉的工作过程需要严格的温度控制才能保证产品的质量和稳定性。
传统的加热反应炉控制采用手动控制，效率低、易出错。
因此，设计一种基于PLC的加热反应炉自动控制系统，实现自动化控制，具有重要意义。
本文主要针对PLC控制的加热反应炉自动控制系统进行设计研究。
首先，介绍了本系统的总体设计思路和方案。
其次，详细介绍了系统各个模块的硬件及软件设计内容和步骤。
最后，进行了实验结果的分析和展望。
二、系统总体设计思路和方案加热反应炉自动控制系统主要包括控制器、执行机构、传感器和人机界面四个部分。
其中，PLC控制器是系统的核心。
通过PLC控制器对控制系统进行逻辑运算和控制命令输出，驱动执行机构完成设定的动作。
传感器将反应炉内部的温度、压力等信息采集，并通过传感器信号处理器将处理后的信息传递给PLC控制器。
人机界面是系统与用户交互的窗口，用户通过人机界面进行操作和对系统进行监控。
三、系统各模块硬件设计和软件编写1、控制器硬件设计控制器是系统的核心，直接影响系统的性能和稳定性。
本系统采用西门子S7-200系列PLC控制器，其具有处理速度快、编程简单、安全可靠的特点，能够满足本系统的要求。
控制器的外部设备如下：①电源模块电源模块是PLC控制器的供电模块，外部电源的输入电压在220VAC±10%之间，输出5VDC电压供给控制器。
②CPU模块CPU模块是PLC控制器的核心，负责控制各个模块的运作。
本系统采用S7-200 CPU226型号。
加热反应炉的PLC控制-V1加热反应炉是常见的工业设备，它利用高温环境促进化学反应、材料处理等过程。
然而，加热反应炉的高温环境也带来了很多安全隐患和控制难度。
为了保证加热反应炉的安全和稳定运行，PLC控制技术应运而生。
一、PLC控制技术的应用背景加热反应炉的高温环境很容易造成设备损坏、火灾等安全事故。
同时，随着反应物浓度、反应温度等参数的变化，反应速率也会发生变化，导致生产过程的不稳定性。
针对这些问题，工程师们引入了PLC控制技术，实现了对加热反应炉的精准控制。
二、PLC控制技术的特点PLC控制技术是一种先进的工业控制技术，具有以下特点：1、可编程性：PLC可以根据实际需求进行编程，实现对各种信号的处理和输出。
2、可靠性：PLC控制器具有高可靠性和稳定性，可以长时间运行，并可在错误发生时实现快速恢复。
3、扩展性：PLC可以通过增加分支、I/O模块等方式进行功能扩展，从而提高系统的灵活性与可扩展性。
三、PLC控制在加热反应炉中的应用PLC控制在加热反应炉中的应用有以下几个方面：1、温度控制：PLC可以通过控制温度传感器等设备，实现对加热反应炉内部温度的实时监测和控制。
当温度达到预设范围外时，PLC可以自动调整加热功率，使温度维持在预定范围内。
2、化学反应：PLC可以实现对反应物料质量和浓度的自动监控和控制，精确控制加热反应炉中反应的速率和程度。
3、安全控制：PLC可以对加热反应炉中各种安全保护装置进行监测，当出现问题时，可以实时报警并自动实现停止加热等操作，防止意外事故的发生。
四、PLC控制技术在加热反应炉中的应用实例1、温度控制示例：PLC可以实现对加热反应炉的温度自动调整。
例如，设定将炉内温度保持在1000℃左右，可以在PLC中编写控制逻辑，包括获取温度数据、计算当前偏差值、调整控制参数等，最终实现对加热功率的调整。
2、化学反应控制示例：为了实现对反应速率和程度的精确控制，PLC可以对加热反应炉中的反应物料质量和浓度进行自动监测和控制。
本科毕业论文（设计）题 目 基于西门子PLC 和上位机的加热反应炉控制系统设计学生姓名 叶 涛专业名称 电气工程及其自动化指导教师 胡静波2014年 05 月 06 日基于西门子PLC和上位机的加热反应炉控制系统设计摘要：加热反应炉是工业生产中非常常见和重要的设备，广泛应用于生物、制药、食品、冶炼等工业。
为了简化操作流程，提高生产效率，减少人工劳动力，有效提高节能减排能力，避免一些事故发生，本设计采用PLC控制并应用人机界面进行在线监控。
人机界面多PLC实现可视化控制，可以对反应炉的温度、液位、各进出电磁阀、搅拌电机在线监控操作。
并且对生产过程中的温度、液位等过程变量进行在线和历史曲线显示记录与报警。
与此同时，可多各个参数实现在线设置避免停机对生产带来影响。
采用这样的控制方法可以进行安全生产，提高物料利用率、减少人力物力的投入，进而提搞经济效率。
此控制系统以PLC 为核心，通过I/O口采集现场设备信息进行处理，通过专用数据线与上位机通信并进行实时监控。
采用PID算法，运用PLC梯形图编程语言进行编程，实现锅炉温度的自动控制。
通过离线仿真模拟测试，采用西门子PLC与WinCC flexible 的结合控制能够有效方便的对系统进行设计仿真修改。
关键词：加热反应炉；PLC；WinCC flexible；在线监控；人机界面；PIDThe design for the control system of heating-reactor which is based onSiemens PLC and WINCCAbstract：Heating-reactor is the equipment which is very usual and important in industrial manufacture and widely used in biology, pharmacy, food, smelt etc. In order to simplify the operational process, enhance productivity, save manual labor, improve the ability of energy conservation and emission reduction and avoid accident, this project use PLC to control and HMI to monitor online. HMI and PLC could control the reactor visually and monitor the temperature, liquid level, in and out magnetic valves and mixer motor of the reactor online. And it could record and give an alarm in on-line and historic curve display of variables, such as temperature, liquid level in production. In the meantime, from the heating-reactor we can set up the parameters online to avoid the bad influence to the production when the server goes down suddenly. With this control method, we can produce safely, enhance the utilization rate of materials, save manpower and material resources, and then, we can improve economic efficiency. This control system as the core of PLC, deals with the equipment’s information that is taken by I/O port, monitor in real time by the communication of dedicated data line and the host PC. With PID algorithm and programming in PLC ladder language, the automation of the temperature of the reactor becomes achievable. From the offline simulation test, we can find that with the association control of Siemens PLC and WinCC flexible, we can design, revise and simulate the system efficiently and conveniently.Key words:Heating-reactor; PLC; WinCC flexible; On-line monitoring; HMI; PID目录1 引言 (1)1.1 研究目的和意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3研究内容 (2)2 控制系统主要设备介绍 (3)2.1 PLC (3)2.1.1基本结构 (3)2.1.2 PLC的特点 (4)2.1.3 PLC选型 (5)2.2 人机界面 (6)2.2.1人机界面概述 (6)2.2.2人机界面分类 (7)2.2.3人机界面的工作原理 (7)2.2.4 TP270 (8)2.3 加热反应炉简介 (8)3 控制系统设计 (10)3.1加热反应炉工艺目的与要求 (10)3.2工艺流程图 (10)3.3 硬件电路图 (11)3.3.1 电气控制系统原理图的设计 (11)3.3.2电气控制元器件的选择 (14)3.3.3 控制柜的设计 (14)3.3.4电气图绘制 (15)4 画面设计 (16)4.1组态软件 (16)4.1.1组态软件的功能 (16)4.2 WinCC flexible概述 (17)4.2.1 WinCC flexible功能与特点 (17)4.2.2 WinCC Flexible系统的结构 (18)4.3 组态画面创建 (20)4.3.1 新建项目 (20)4.3.2 组态项目变量表 (21)4.3.3画面绘制与变量链接 (22)4.3.4 报警与趋势图 (23)5 程序设计 (25)5.1 STEP7-Micro/WIN32西门子编程软件 (25)5.1.1、硬件连接 (25)5.1.2软件的安装 (25)5.2 程序设计 (26)5.2.1程序设计方法 (26)5.2.2 顺序控制设计法 (26)5.2.3 梯形图编写 (27)5.3 PID程序编写 (29)5.3.1 S7-200与PID (29)6 系统仿真 (31)6.1 WinCC flexible仿真软件 (31)6.2 S7-PLCSIM 仿真软件 (31)6.3 WinCC flexible与STEP 7的集成 (31)7 结论 (33)附录一硬件电气图 (34)附录二PLC程序梯形图 (35)参考文献 (40)致谢 (41)1 引言1.1 研究目的和意义加热反应炉是工业生产中常用的重要设备，过去仅依靠人工经验进行操作，往往存在送料、温度等条件变化时不能实施有效控制的问题，产品质量不稳定甚至出现次品，造成原料浪费，给企业带来经济损失。
加热反应炉PLC控制系统设计一、PLC控制系统设计原理PLC（可编程逻辑控制器）是一种常用的工业自动化控制设备。
它是一种专门用于控制工业过程的全固态电子设备，能够根据输入信号的逻辑关系，进行逻辑运算、定时和计数等，产生相应的输出信号，实现对设备的自动控制。
1.信号输入：将反应炉的各种传感器信号接入PLC，包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等，可以实时监测反应炉的工作状态。
2.信号处理：PLC对输入的传感器信号进行处理和运算，得到相应的控制逻辑。
3.控制输出：根据控制逻辑，PLC通过输出模块控制电机、阀门等执行机构，实现对反应炉的控制。
4.监控显示：PLC通过人机界面，将反应炉的实时数据显示出来，包括温度、压力、流量等参数，方便操作员进行监控和调试。
二、PLC控制系统硬件设计PLC控制系统的硬件设计包括PLC选择、输入输出模块的选择和布置等方面。
1.PLC选择：根据反应炉的控制需求和工作环境要求，选择适合的PLC型号和规格。
一般而言，可以选择功能丰富、稳定可靠的PLC产品，并确保可以满足反应炉控制的需求。
2.输入输出模块的选择和布置：根据反应炉的具体控制需求，选择相应的输入输出模块。
例如，需要温度传感器接口模块、压力传感器接口模块、流量传感器接口模块等。
在布置上，应将各个输入输出模块与相应的传感器和执行机构合理连接，进行布线。
3.电源供应：PLC控制系统的正常运行需要稳定可靠的电源供应。
因此，在硬件设计中，需要考虑到电源的选用和设计，确保PLC系统能够正常供电。
4.信号线路的防护：加热反应炉通常在恶劣的工作环境中，存在较高的温度、湿度和噪声等因素。
为了确保PLC控制系统的稳定性和可靠性，需要对控制信号线路进行合理的防护设计，如使用屏蔽线缆、接地措施等。
三、PLC控制系统软件设计PLC控制系统的软件设计包括PLC编程和人机界面设计。
1.PLC编程：根据反应炉的控制需求，使用相应的编程语言进行PLC程序的编写。
一、课程设计目标本课程设计旨在使学生通过理论学习和实际操作，掌握加热反应炉的PLC控制原理和实施方法，培养学生分析和解决实际工程问题的能力，为学生将来从事自动化控制工程领域奠定基础。
二、课程设计内容1. PLC基础知识1.1 PLC概念及应用1.2 PLC硬件组成1.3 PLC软件编程1.4 PLC常用指令及程序设计2. 加热反应炉的工作原理2.1 反应炉结构及加热原理2.2 温度传感器和控制阀的原理2.3 加热反应炉的自动化控制需求分析3. PLC在加热反应炉中的应用3.1 PLC控制系统的组成3.2 PLC控制系统的工作原理3.3 PLC控制系统的编程设计4. 实验操作4.1 PLC编程软件操作4.2 加热反应炉的控制系统调试4.3 故障分析与排除三、实验设计为了让学生更好地理解和掌握课程内容，本课程设计设置了相关的实验环节。
学生将分为若干小组，每个小组根据指导教师的要求完成以下实验项目：1. 使用PLC编程软件设计加热反应炉的自动化控制系统程序；2. 联机调试实验装置，进行加热反应炉的温度控制和反馈；3. 模拟实际工程场景，进行故障排除实验，培养学生解决实际问题的能力。
四、教学方法本课程注重理论与实践相结合，将采用多种教学方法，如理论授课、案例分析、实验操作等，以帮助学生全面理解和掌握PLC控制在加热反应炉中的应用。
五、评估方式为了检验学生对课程内容的掌握情况，本课程设计将采用多种评估方式，包括课堂测验、课程实验报告、实验成绩等，综合评估学生的学习情况。
六、课程设计效果通过本课程的学习，学生将达到以下预期效果：1. 掌握PLC控制系统的基本原理和应用方法；2. 理解加热反应炉的工作原理和控制需求；3. 能够使用PLC编程软件设计和调试加热反应炉的控制系统；4. 熟练掌握故障排除方法，具备一定的工程实践能力。
七、结语加热反应炉的PLC控制课程设计旨在培养学生的工程实践能力和解决实际工程问题的能力，为学生将来从事自动化控制工程领域打下坚实的基础。
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**********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o③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。
注： 1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。
指导教师（签字）：学生（签字）：邵阳学院课程设计（论文）评阅表学生姓名肖旭学号1341203018系电气工程系专业班级13测控技术与仪器题目名称加热反应炉的PLC控制课程名称PLC原理及应用二、指导教师评定注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。
摘要本课程设计为加热反应炉PLC的控制器，根据任务要求，以PLC实验室的实验台模拟整个加热反应炉的运行。
试验台面板按钮模拟加热反应炉的传感信号，输出口灯模拟表示反应炉的各个阀门的运行情况，利用PLC控制器编程设计及I/O口的接线将各个部分连接，实现加热反应炉的PLC自动化控制。
科技服务于生产，希望更多的设计和奇思妙想能够被创造出来并服务于全人类。
关键词：PLC控制系统；按钮模拟传感信号；灯光模拟阀门；自动化控制；编程目录中文摘要1 序言 (1)1.1设计目的与意义 (1)1.2研究的内容 (1)2 设计任务及要求 (1)3 设计方案 (2)3.1 I／0地址 (2)3.2 设备选择 (3)3.3 对象和范围的确定 (5)3.4 电路设计 (6)3.5 系统硬件图设计 (7)3.6 控制系统的软件设计 (10)4 加热反应炉控制系统的抗干扰措施 (14)4.1 采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰 (14)4.2 正确选择电缆的和实施敷设 (14)4.3 硬件滤波及软件抗干扰措施 (14)4.4 正确选择接地点，完善接地系统 (14)5 结论 (15)6 心得体会 (15)7 谢辞 (17)参考文献 (18)1.序言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.设计任务及要求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o③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。
3.设计方案3.1 I／0地址输入输出I0.0：启动开关Q0.1：排气阀QVlI0.1：上液面传感器SQl Q0.2：进料阀QV2I0.2：下液面传感器SQ2 Q0.3：氮气阀QV3I0.3：压力传感器SP Q0.4：泄放阀QV4I0.4：温度传感器ST Q0.5：控制加热装置EH的接触器KMI/O地址分配：根据控制要求可知，该系统需要5个输入点和5个输出点，其地址分配如下：3.2．设备选择首先，选择机型。
目前PLC产品种类繁多，同一个公司生产出来的PLC也常常推出系列产品，这需要用户去选择最适合自己要求的产品。
正确选择产品中，首要的是选定机型。
只有选好机型，我们才能成功的做出产品，其选择方法有两种：3.2.1根据系统类型选择机型从选机型的角度看，控制系统可以分成单体控制小系统、慢过程大系统和快速控制大系统。
这些系统在PLC的选择上是有区别的。
1）单体控制的小系统：这种系统一般使用一台PLC就能完成控制要求，控制对象常常是一台设备或多台设备中的一个功能。
这种系统对PLC间的通信问题要求不高，甚至没有要求。
但有时功能要求全面，容量要求变化大，有些还要与设备系统的其他机器连接。
2）慢过程大系统：对运行速度要求不高，但设备间有连锁关系，设备距离远，控制动作多，如大型料场、高炉、码头、大型车站信号控制；也有的设备本身对运行速度要求不高，如大型连续轧钢厂、冷连续轧钢厂中的辅助生产机组和共有系统、供风系统等。
对这一类型对象，一般不选用大型机，因为它编程调试都不方便，一旦发生故障，影响面也大。
一般都采用多台中小型和低速网相连接。
由于现在生产的控制器多为插件式模板结构，它的价格是随输入输出模板数和智能模板数的多少决定的，同一种机型输入输出点数少，则价格便宜，反之则贵。
所以一般使用网络相连后就不必要选用大机型。
这样选用每一台中小型PLC控制一台单体设备，功能简单，程序好编，调试容易，运行中一旦发生故障影响面小，且容易查找。
3）快速控制大系统：随着PLC在工业领域应用中的不断扩大，在中小型的快速系统中，PLC不仅能完成逻辑控制和主令控制，并已逐步进入了设备控制级，如高速线材、中低速热连轧等速度控制系统。
在这样的系统中，即使使用输入输出容量大、运行速度快、计算功能强的一台大型PLC也难以满足控制要求。
如多台PLC，则有互相间信息交换与系统响应要求快的矛盾。
采用可靠的高速网能满足系统信息快速交换的要求。
高速网一般价格都很贵，适用于有大量信息交换的系统。
对信息交换的速度要求高，但交换的信息又不太多的系统，也可以采用PLC的输出端口与另一台PLC的输入端口硬件互联，，通过输出输入直接传送信息，这样传送速度快而且可靠。
当然传送的信息不能太多，否则输入输出点占用太多。
3.2.2根据控制对象选择机型对控制对象要求进行估计，这对确定机型十分重要。
根据控制对象要求的输入输出点数的多少，可以估计出PLC的规模。
根据控制对象的特殊要求，可以估计出PLC的性能。
根据控制对象的操作规则，可以估计出控制程序所占内存的容量。
有了这些初步估计，会使得机型选择的可行性更大了。
为了对控制对象进行粗估，首先要了解下列问题。
1）对输入/输出点数的估计：为了正确地估计输入/输出点数,需要了解下列问题。
对开关量输入，按参数等级分类统计。
对开关量输出，按输出功率要求及其他参数分类统计。
对模拟量输出/输入，按点数进行粗估。
2）对PLC性能要求的估计：为了正确地估计PLC性能要求，需要了解下列问题。
是否有特殊控制功能要求，如高速计数器等。
机房离现场的最远距离为多少？现场对控制器响应速度有何要求。
在此基础上，选择控制器时尚需注意两个问题。
其一是PLC可带I/O点数。
有的手册或产品目录单上给出的最大输入点数或最大输出点数，常意味着只插输入模块或只插输出模块的容量，有时也称为扫描容量，需格外注意。
其二是PLC通信距离和速度。
手册上给出的覆盖距离，有时叫最大距离，包括远程I/O板在内达到的距离。
但是如果PLC装有远程I/O模块时，由于远程I/O模块的响应速度慢，会使PLC的响应速度大大下降。
3.2.3对所需内存容量的估计用户程序所需要的内存与下列因素有关:(1)逻辑量输入输出点数的估计(2)模拟量输入输出点数的估计。
(3)内存利用率的估计。
(4)程序编制者的编制水平的估计。
程序中各条指令最后都是以机器语言形式存放在内存中。
控制系统中输入输出点数和存放系统用户机器语言所占用的内存字节之比为内存利用率。
内存利用率与编程水平有关。
内存利用率的提高会使同样程序减少内存容量，从而降低内存投资，缩短周期时间，提高系统的响应时间。
3.3．对象和范围的确定PLC一般适合应用于环境差、而对安全性、可靠性要求比较高，系统工艺复杂，输入/输出以开关量为主的自动化控制系统或者装置中。
当前的PLC不仅能对开关量能有效地进行控制，而且对模拟量的处理能力也非常强，可以完成复杂的自动控制任务。
