畢業(yè)設計任務書養(yǎng)護窯溫度自控系統(tǒng)電氣設計

1、河北建筑工程學院畢業(yè)設計（論文）任務書課題名稱養(yǎng)護窯溫度自控系統(tǒng)電氣設計系別:專業(yè):班級:姓名:學號:電氣工程系電氣工程及其自動化電 031*31 起迄日期：2007年4月2日2007年6月25日設計（論文）地點:中院教室指導教師：* 職稱: 副教授輔導教師：* 職稱: 講師發(fā)任務書日期：2007 年2月26 日1、本畢業(yè)設計（論文）課題應達到的目的：畢業(yè)設計是電氣工程及自動化專業(yè)教學計劃中重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。畢業(yè)設計是 培養(yǎng)學生綜合運用本學科的基本理論、專業(yè)知識和基本技能，提高分析、解決實際問題 的能力，完成基本工程訓練和初步培養(yǎng)從事科學研究能力的重要環(huán)節(jié)。畢業(yè)設計的基本教學目的是培養(yǎng)學生

2、綜合運用所學的基礎理論、專業(yè)知識和基本技 能，提高分析與解決實際問題的能力。學生通過本畢業(yè)設計應該注重并培養(yǎng)學生查閱文 獻資料、方案論證、本專業(yè)相關數據獲取及分析能力和外文閱讀能力。*同學在指導教師的指導下通過本畢業(yè)設計必須達到上述目的。*同學具體上是通過在本設計中能夠具備獨立利用本專業(yè)PID控制算法并結合可編程控制器等智能工控器件設計自控系統(tǒng)的基本能力來體現上述目的的。2、本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數據、技術要求、 工作要求等）：一、原始數據：1、本設計的控制對象是某磚窯企業(yè)的養(yǎng)護窯。出于節(jié)能和對生產規(guī)模的要求在設計中 要求對兩個規(guī)模相同的養(yǎng)護窯進行窯溫控制。2、工藝概

3、述：砌塊在生產過程中的最后一道工序是養(yǎng)護。目前養(yǎng)護有兩種：一種是 自然養(yǎng)護，自然養(yǎng)護只需要一個養(yǎng)護的漏天場地，靠陽光加溫養(yǎng)護。這種養(yǎng)護周期長， 成本低，但受環(huán)境影響太大。另一種是在養(yǎng)護窯中養(yǎng)護：養(yǎng)護窯養(yǎng)護過程是嚴格根據工 藝要求實施的控制的，它能保證產品的質量 ，保證生產進度，不受氣候影響。所以本課 題具有廣泛的前景和實用價值。3、具體的一些參數，要求養(yǎng)護窯的溫度控制在3555 °C。4、風機的參數為 轉速1250R/MIN 風壓 240350Pa風量1594832070M3/H功率 5.5Kw,額定電壓為380V。二、技術要求1.至少應用兩種以上的控制方案進行設計，以便用戶比較選用

4、.2、工藝特點：由于溫度的時變性、時滯性及其不確定性。這特點造成了溫度控制的 難點。所以應該選用先進的控制方案對其進行控制。3.溫度的控制通過閉環(huán)控制來完成。三、工作要求1、根據工藝要求設計工藝流程圖。2、設計主電路。3、根據工藝及技術要求統(tǒng)計所需處理的信號及性質。4、硬件選型和資源配置。5、設計I/O接線圖。6、設計程序流程圖。7、設計梯形圖程序。8、設計電器元件布置圖。9、設計安裝接線圖。10、比較控制方式，找出最佳方案。3、對本畢業(yè)設計(論文)課題成果的要求(包括圖表、實物等硬件要求)：(1)、按期完成任務書規(guī)定的任務。(2)、立論正確，計算、分析正確、嚴密，結論合理。(3)、獨立工作能

5、力較強，科學作風嚴謹。(4)、設計有自己獨到見解。(5)、外文資料翻譯質量較好。(6)、說明書條理清楚，論述充分，文字通順，符合技術用語要求，符號統(tǒng)一，編號 齊全。(7)、設計圖紙完備、整潔、正確。4、主要參考文獻：要求按國標GB 7714 87文后參考文獻著錄規(guī)則書寫。范永勝 電氣控制與PLC應用中國電力出版社溫照方 SIMATIC S7-200可編程序控制器教程北京理工大學出版社袁任光 可編程序控制器選用手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，2002.7王衛(wèi)兵，高俊山 可編程序控制器原理及應用M.北京：機械工業(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用M

6、.北京：中國水利水電出版社，2002.5、本畢業(yè)設計（論文）課題工作進度計劃：起迄日期工 作 內 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、根據工藝要求設計工藝流程圖。2、設計主電路。3、根據工次技術要求統(tǒng)計所需處理的信號及性質。（開關量、模 擬量及個數）4、硬件選型和資源配置。（包括變送器）5、設計I/O接線圖。6、設計程序流程圖。7、設計電器元件布置圖。8、設計梯形圖程序。9、設計安裝接線圖。嚴格按照學校規(guī)定整理設計說明書準備答辯教研室審查意見：教研室主任簽字：年 月日系審查意見：系主任簽字：年

7、月日河北建筑工程學院畢業(yè)設計（論文）開題報告課題名稱養(yǎng)護窯窯溫自控系統(tǒng)電氣設計系 別：電氣工程系專 業(yè)：電氣工程及其自動化班 級：電031班學生姓名：*學 號： 2003308131指導教師： 范永勝 職稱: 副教授開題時間：2007-03-16課題來源導師課題課題類別工程設計1、 論文資料的準備1 .跟隨指導老師去圖書館借設計所需書籍，查找相關資料。2 .學習設計要求和各種規(guī)范。3 .圖書館查閱電氣方面的期刊雜志，學習本行業(yè)最新技術。4 .學習了解相關專業(yè)的知識。5 .網上查找相關資料從網上下載相關資料6 .借閱相關資料完成畢業(yè)論文和外文翻譯二、本課題的目的(重點及創(chuàng)新點)(1)必須為擁護提

8、供較合理的控制解決方案；(2)應該符合流程控制的一般要求，包括溫度的采集和控制.控制過程中的保護等。PLC的選型根據窯溫控制系統(tǒng)和實際需要，PLC的選型要滿足以下條件。(1)具有模擬量的采集.處理過程及開關量的輸入/輸出功能；(2)具有簡單回路控制算法。在本工程中采用S7-200OPLC的I/O資源配置I/O點數為14個開關量輸入、10個開關量輸出。PLC其他資源的配置硅調壓器、溫度變送器、熱敏電阻、 CPU224 EM231 EM232?。分析不同的控制方式，進行溫度控制，找出最合理的控制方式。本設計采用的是S7-200系列的編程軟件，采用模糊控制、PWMI制及PID控制。2、 主要內容、研

9、究方法、研究思路主要內容：PLC在窯溫程控制系統(tǒng)中的應用研究方法：運用PLC進行編程設計，充分利用各種圖書資料，利用報刊雜志及網絡了 解前沿信息，在老師的指導下保質保量的完成設計任務。研究思路：查閱資料了解工藝，然后實地參觀，最后系統(tǒng)設計，以設計手冊.施工規(guī)范等資料為參考，使設計方案符合國家各級有關技術標準和規(guī)范。四、總體安排和進度（包括階段性工作內容及完成日期）1、第一階段：調研過程（前四周）任務是對設計與實現的目標所要解決的各種問題進行深入全面的了解，分析解決問題 的途徑和技術關鍵。并對獲取的信息進行加工和整理。2、第二階段：轉換階段（57周）任務是構思可能達到預期目標的各種方案，提出對各

10、種問題的解決辦法。3、第三階段：收斂階段（813周）任務是將構思中的諸多方案收斂到給定條件下的最佳解決方案五、主要參考文獻范永勝 電氣控制與PLC應用中國電力出版社溫照方 SIMATIC S7-200可編程序控制器教程北京理工大學出版社袁任光 可編程序控制器選用手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，2002.7王衛(wèi)兵，高俊山可編程序控制器原理及應用M.北京：機械工業(yè)出版社，2002.1 :267-270 ;指導教師意見：指導教師簽名：日期：教研室意見：教研室主任簽名：日期：系意見：系蓋章日期:系領導簽名：畢業(yè)設計（論文）完成進度計劃表序 號起止日期計劃完成內容實際 完成 情況檢查人 簽名檢 查日期1第

11、七學期11 12 周公布畢業(yè)設計題目，選擇課題2第七學期19-20 周閱讀畢業(yè)設計任務書，了解設計要求及有美規(guī) 定。33 月 12H 3 月 14 H跟隨老師去圖書館借設計所需的專業(yè)書籍和參考 資料。43月15日一3月19日填寫畢業(yè)設計開題報告，查找外文翻譯資料。53 月 17H 3 月 26 H認真閱讀學習各種資料，熟悉規(guī)范，了解相關專業(yè) 知識。63月27日一4月1日跟隨指導教師進行畢業(yè)實習。73 月 18H 4 月 15 H進行總體布局、制定設計方案84月25日一4月30日積極解決中期畢業(yè)設計出現的問題，自覺檢查總體布局、方案設計進行情況94月30日一6月10日詳細設計階段，根據各組實際情

12、況配合指導教師再 做進一步的細致計劃。106月10日一6月15日據畢業(yè)設計答辯安排下達的具體情況來給自己制 定合適的計劃，準備答辯。116月15日一6月20日畢業(yè)設計后期，對畢業(yè)設計文字材料、圖紙的質量、 實驗數據及軟、硬件成果進行檢查。126月23日一6月30日期間進行答辯，老師對學生進行最后-次考核。13指導教師批準，并簽名：年摘要養(yǎng)護窯養(yǎng)護過程是嚴格根據工藝要求實施控制的。它能保證產品質量, 保 證 生 產 速 度 , 不 受 氣 候 影 響 。 其 中 自 動 控 制 養(yǎng) 護 方 式 , 可 以 借 助 于 PLC 通 過 PID 算 法 , 模 糊 控 制 算 法 及 一 些 優(yōu) 化

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

14、控 制 ，簡 稱 PID 控 制 ，又 稱 PID 調 節(jié) 。它 以 穩(wěn) 定 性 好 、 工作可靠 、 調整方便而成為工業(yè) 控制的主要技術之一。本方案是根據 PID算法，用 PID 的輸出值來控制電動 閥的開通大小，從而控制養(yǎng)護窯的溫度 。關鍵詞：模糊控制；PWM空制；PID控制；PLC;養(yǎng)護窯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