畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)養(yǎng)護(hù)窯溫度自控系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)

1、河北建筑工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)課題名稱養(yǎng)護(hù)窯溫度自控系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)系別:專業(yè):班級(jí):姓名:學(xué)號(hào):電氣工程系電氣工程及其自動(dòng)化電 031*31 起迄日期：2007年4月2日2007年6月25日設(shè)計(jì)（論文）地點(diǎn):中院教室指導(dǎo)教師：* 職稱: 副教授輔導(dǎo)教師：* 職稱: 講師發(fā)任務(wù)書(shū)日期：2007 年2月26 日1、本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的：畢業(yè)設(shè)計(jì)是電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是 培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本學(xué)科的基本理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能，提高分析、解決實(shí)際問(wèn)題 的能力，完成基本工程訓(xùn)練和初步培養(yǎng)從事科學(xué)研究能力的重要環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生

2、綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技 能，提高分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力。學(xué)生通過(guò)本畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)該注重并培養(yǎng)學(xué)生查閱文 獻(xiàn)資料、方案論證、本專業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)獲取及分析能力和外文閱讀能力。*同學(xué)在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下通過(guò)本畢業(yè)設(shè)計(jì)必須達(dá)到上述目的。*同學(xué)具體上是通過(guò)在本設(shè)計(jì)中能夠具備獨(dú)立利用本專業(yè)PID控制算法并結(jié)合可編程控制器等智能工控器件設(shè)計(jì)自控系統(tǒng)的基本能力來(lái)體現(xiàn)上述目的的。2、本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、 工作要求等）：一、原始數(shù)據(jù)：1、本設(shè)計(jì)的控制對(duì)象是某磚窯企業(yè)的養(yǎng)護(hù)窯。出于節(jié)能和對(duì)生產(chǎn)規(guī)模的要求在設(shè)計(jì)中 要求對(duì)兩個(gè)規(guī)模相同的養(yǎng)護(hù)窯進(jìn)行窯溫控制。2、工藝概

3、述：砌塊在生產(chǎn)過(guò)程中的最后一道工序是養(yǎng)護(hù)。目前養(yǎng)護(hù)有兩種：一種是 自然養(yǎng)護(hù)，自然養(yǎng)護(hù)只需要一個(gè)養(yǎng)護(hù)的漏天場(chǎng)地，靠陽(yáng)光加溫養(yǎng)護(hù)。這種養(yǎng)護(hù)周期長(zhǎng)， 成本低，但受環(huán)境影響太大。另一種是在養(yǎng)護(hù)窯中養(yǎng)護(hù)：養(yǎng)護(hù)窯養(yǎng)護(hù)過(guò)程是嚴(yán)格根據(jù)工 藝要求實(shí)施的控制的，它能保證產(chǎn)品的質(zhì)量 ，保證生產(chǎn)進(jìn)度，不受氣候影響。所以本課 題具有廣泛的前景和實(shí)用價(jià)值。3、具體的一些參數(shù)，要求養(yǎng)護(hù)窯的溫度控制在3555 °C。4、風(fēng)機(jī)的參數(shù)為 轉(zhuǎn)速1250R/MIN 風(fēng)壓 240350Pa風(fēng)量1594832070M3/H功率 5.5Kw,額定電壓為380V。二、技術(shù)要求1.至少應(yīng)用兩種以上的控制方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便用戶比較選用

4、.2、工藝特點(diǎn)：由于溫度的時(shí)變性、時(shí)滯性及其不確定性。這特點(diǎn)造成了溫度控制的 難點(diǎn)。所以應(yīng)該選用先進(jìn)的控制方案對(duì)其進(jìn)行控制。3.溫度的控制通過(guò)閉環(huán)控制來(lái)完成。三、工作要求1、根據(jù)工藝要求設(shè)計(jì)工藝流程圖。2、設(shè)計(jì)主電路。3、根據(jù)工藝及技術(shù)要求統(tǒng)計(jì)所需處理的信號(hào)及性質(zhì)。4、硬件選型和資源配置。5、設(shè)計(jì)I/O接線圖。6、設(shè)計(jì)程序流程圖。7、設(shè)計(jì)梯形圖程序。8、設(shè)計(jì)電器元件布置圖。9、設(shè)計(jì)安裝接線圖。10、比較控制方式，找出最佳方案。3、對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題成果的要求(包括圖表、實(shí)物等硬件要求)：(1)、按期完成任務(wù)書(shū)規(guī)定的任務(wù)。(2)、立論正確，計(jì)算、分析正確、嚴(yán)密，結(jié)論合理。(3)、獨(dú)立工作能

5、力較強(qiáng)，科學(xué)作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)。(4)、設(shè)計(jì)有自己獨(dú)到見(jiàn)解。(5)、外文資料翻譯質(zhì)量較好。(6)、說(shuō)明書(shū)條理清楚，論述充分，文字通順，符合技術(shù)用語(yǔ)要求，符號(hào)統(tǒng)一，編號(hào) 齊全。(7)、設(shè)計(jì)圖紙完備、整潔、正確。4、主要參考文獻(xiàn)：要求按國(guó)標(biāo)GB 7714 87文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則書(shū)寫(xiě)。范永勝 電氣控制與PLC應(yīng)用中國(guó)電力出版社溫照方 SIMATIC S7-200可編程序控制器教程北京理工大學(xué)出版社袁任光 可編程序控制器選用手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.7王衛(wèi)兵，高俊山 可編程序控制器原理及應(yīng)用M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.1 : 267-270.王衛(wèi)星，傅立思，孫耀杰可編程控制器原理及應(yīng)用M

6、.北京：中國(guó)水利水電出版社，2002.5、本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃：起迄日期工 作 內(nèi) 容2007.4.2.4.84.9 4.154.16 4.294.30 5.65.7 5.205.21 5.275.28 6.36.41、根據(jù)工藝要求設(shè)計(jì)工藝流程圖。2、設(shè)計(jì)主電路。3、根據(jù)工次技術(shù)要求統(tǒng)計(jì)所需處理的信號(hào)及性質(zhì)。（開(kāi)關(guān)量、模 擬量及個(gè)數(shù)）4、硬件選型和資源配置。（包括變送器）5、設(shè)計(jì)I/O接線圖。6、設(shè)計(jì)程序流程圖。7、設(shè)計(jì)電器元件布置圖。8、設(shè)計(jì)梯形圖程序。9、設(shè)計(jì)安裝接線圖。嚴(yán)格按照學(xué)校規(guī)定整理設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)準(zhǔn)備答辯教研室審查意見(jiàn)：教研室主任簽字：年 月日系審查意見(jiàn)：系主任簽字：年

7、月日河北建筑工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告課題名稱養(yǎng)護(hù)窯窯溫自控系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)系 別：電氣工程系專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班 級(jí)：電031班學(xué)生姓名：*學(xué) 號(hào)： 2003308131指導(dǎo)教師： 范永勝 職稱: 副教授開(kāi)題時(shí)間：2007-03-16課題來(lái)源導(dǎo)師課題課題類別工程設(shè)計(jì)1、 論文資料的準(zhǔn)備1 .跟隨指導(dǎo)老師去圖書(shū)館借設(shè)計(jì)所需書(shū)籍，查找相關(guān)資料。2 .學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)要求和各種規(guī)范。3 .圖書(shū)館查閱電氣方面的期刊雜志，學(xué)習(xí)本行業(yè)最新技術(shù)。4 .學(xué)習(xí)了解相關(guān)專業(yè)的知識(shí)。5 .網(wǎng)上查找相關(guān)資料從網(wǎng)上下載相關(guān)資料6 .借閱相關(guān)資料完成畢業(yè)論文和外文翻譯二、本課題的目的(重點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn))(1)必須為擁護(hù)提

8、供較合理的控制解決方案；(2)應(yīng)該符合流程控制的一般要求，包括溫度的采集和控制.控制過(guò)程中的保護(hù)等。PLC的選型根據(jù)窯溫控制系統(tǒng)和實(shí)際需要，PLC的選型要滿足以下條件。(1)具有模擬量的采集.處理過(guò)程及開(kāi)關(guān)量的輸入/輸出功能；(2)具有簡(jiǎn)單回路控制算法。在本工程中采用S7-200OPLC的I/O資源配置I/O點(diǎn)數(shù)為14個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入、10個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出。PLC其他資源的配置硅調(diào)壓器、溫度變送器、熱敏電阻、 CPU224 EM231 EM232?。分析不同的控制方式，進(jìn)行溫度控制，找出最合理的控制方式。本設(shè)計(jì)采用的是S7-200系列的編程軟件，采用模糊控制、PWMI制及PID控制。2、 主要內(nèi)容、研

9、究方法、研究思路主要內(nèi)容：PLC在窯溫程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究方法：運(yùn)用PLC進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，充分利用各種圖書(shū)資料，利用報(bào)刊雜志及網(wǎng)絡(luò)了 解前沿信息，在老師的指導(dǎo)下保質(zhì)保量的完成設(shè)計(jì)任務(wù)。研究思路：查閱資料了解工藝，然后實(shí)地參觀，最后系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以設(shè)計(jì)手冊(cè).施工規(guī)范等資料為參考，使設(shè)計(jì)方案符合國(guó)家各級(jí)有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。四、總體安排和進(jìn)度（包括階段性工作內(nèi)容及完成日期）1、第一階段：調(diào)研過(guò)程（前四周）任務(wù)是對(duì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)所要解決的各種問(wèn)題進(jìn)行深入全面的了解，分析解決問(wèn)題 的途徑和技術(shù)關(guān)鍵。并對(duì)獲取的信息進(jìn)行加工和整理。2、第二階段：轉(zhuǎn)換階段（57周）任務(wù)是構(gòu)思可能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的各種方案，提出對(duì)各

10、種問(wèn)題的解決辦法。3、第三階段：收斂階段（813周）任務(wù)是將構(gòu)思中的諸多方案收斂到給定條件下的最佳解決方案五、主要參考文獻(xiàn)范永勝 電氣控制與PLC應(yīng)用中國(guó)電力出版社溫照方 SIMATIC S7-200可編程序控制器教程北京理工大學(xué)出版社袁任光 可編程序控制器選用手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.7王衛(wèi)兵，高俊山可編程序控制器原理及應(yīng)用M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.1 :267-270 ;指導(dǎo)教師意見(jiàn)：指導(dǎo)教師簽名：日期：教研室意見(jiàn)：教研室主任簽名：日期：系意見(jiàn)：系蓋章日期:系領(lǐng)導(dǎo)簽名：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成進(jìn)度計(jì)劃表序 號(hào)起止日期計(jì)劃完成內(nèi)容實(shí)際 完成 情況檢查人 簽名檢 查日期1第

11、七學(xué)期11 12 周公布畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，選擇課題2第七學(xué)期19-20 周閱讀畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，了解設(shè)計(jì)要求及有美規(guī) 定。33 月 12H 3 月 14 H跟隨老師去圖書(shū)館借設(shè)計(jì)所需的專業(yè)書(shū)籍和參考 資料。43月15日一3月19日填寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告，查找外文翻譯資料。53 月 17H 3 月 26 H認(rèn)真閱讀學(xué)習(xí)各種資料，熟悉規(guī)范，了解相關(guān)專業(yè) 知識(shí)。63月27日一4月1日跟隨指導(dǎo)教師進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)。73 月 18H 4 月 15 H進(jìn)行總體布局、制定設(shè)計(jì)方案84月25日一4月30日積極解決中期畢業(yè)設(shè)計(jì)出現(xiàn)的問(wèn)題，自覺(jué)檢查總體布局、方案設(shè)計(jì)進(jìn)行情況94月30日一6月10日詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，根據(jù)各組實(shí)際情

12、況配合指導(dǎo)教師再 做進(jìn)一步的細(xì)致計(jì)劃。106月10日一6月15日據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯安排下達(dá)的具體情況來(lái)給自己制 定合適的計(jì)劃，準(zhǔn)備答辯。116月15日一6月20日畢業(yè)設(shè)計(jì)后期，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)文字材料、圖紙的質(zhì)量、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及軟、硬件成果進(jìn)行檢查。126月23日一6月30日期間進(jìn)行答辯，老師對(duì)學(xué)生進(jìn)行最后-次考核。13指導(dǎo)教師批準(zhǔn)，并簽名：年摘要養(yǎng)護(hù)窯養(yǎng)護(hù)過(guò)程是嚴(yán)格根據(jù)工藝要求實(shí)施控制的。它能保證產(chǎn)品質(zhì)量, 保 證 生 產(chǎn) 速 度 , 不 受 氣 候 影 響 。 其 中 自 動(dòng) 控 制 養(yǎng) 護(hù) 方 式 , 可 以 借 助 于 PLC 通 過(guò) PID 算 法 , 模 糊 控 制 算 法 及 一 些 優(yōu) 化

13、 控 指 算 法 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 。本 設(shè) 計(jì) 采 用 以 下 三 種 方 案來(lái)達(dá)到窯溫的控制：模 糊 邏 輯 控 制 (Fuzzy Logic Control) 簡(jiǎn) 稱 模 糊 控 制 (Fuzzy Control) ， 是以模糊集合論、模糊語(yǔ)言變量和模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種控制技術(shù)。利 用 模 糊 控 制 算 法 ,通 過(guò) 控 制 進(jìn) 氣 電 磁 閥 的 通 斷 來(lái) 達(dá) 到 控 制 養(yǎng) 護(hù) 窯 溫 度 。PWM脈寬調(diào)制，是靠改變脈沖寬度來(lái)控制輸出電壓。是根據(jù)PID算法， 形成PWM所需要的脈沖數(shù)據(jù)。系統(tǒng)用PWM永沖去控制進(jìn)氣閥門(mén)的打開(kāi)和關(guān)斷， 從而控制養(yǎng)護(hù)窯的溫度。比 例 、積 分 、微 分

14、控 制 ，簡(jiǎn) 稱 PID 控 制 ，又 稱 PID 調(diào) 節(jié) 。它 以 穩(wěn) 定 性 好 、 工作可靠 、 調(diào)整方便而成為工業(yè) 控制的主要技術(shù)之一。本方案是根據(jù) PID算法，用 PID 的輸出值來(lái)控制電動(dòng) 閥的開(kāi)通大小，從而控制養(yǎng)護(hù)窯的溫度 。關(guān)鍵詞：模糊控制；PWM空制；PID控制；PLC;養(yǎng)護(hù)窯AbstractThe curing process of the curing kiln is strictly implementedand controlledaccording to the basis technological requirement .It can guarantee th

15、e product quality andproduction speed without the effect of weather. While the automatic control can be realized with the support of the PID algorithm,fuzzily controlling the algorithm and some optimizations controts. This design uses the following three kinds of plans to achieve the kiln warm contr

16、ol:The Fuzzy Logic Control is called the Fuzzy Control,which is one k ind of control technology on the basis of fuzzy set theory,thefuzzylanguage variable and the fuzzylogic inference.It can achieve the temperatmecontrolof the curing kiln by using thefuzzy control algorithm and controlling the beark

17、 of the air-in solenoid valve.The PWM pulse-duration modulation depends on the change of pulse width to controlthe output voltage and forms pulse date which PWM needs accordingto the PID algorithm .The system controls the air -in let valve with the PWM pulse to open and to shut off, and thus controls the curing kiln temperature.The proportion ,the integral and the differential control , are called the PID control, and are also called the PID adjustment . It becomes one of the main technicals in