喷雾干燥塔控制系统设计 PLC总课程设计报告

喷雾干燥塔控制系统设计PLC总课程设计报告本文简介：目录一、课程设计目的和任务11.1设计目的1二、控制对象喷雾干燥塔的分析22.1喷雾干燥塔背景描述22.2喷雾干燥塔工艺流程简介22.3燃烧系统32.4干燥系统32.5投料系统42.6除尘系统4三、控制系统的硬件设计43.1喷雾干燥塔控制功能描述43.2控制网络拓扑图63.3控制系统的I/O清单63

喷雾干燥塔控制系统设计PLC总课程设计报告本文内容：

目录

一、课程设计目的和任务1

1.1

设计目的1

二、控制对象喷雾干燥塔的分析2

2.1喷雾干燥塔背景描述2

2.2

喷雾干燥塔工艺流程简介2

2.3

燃烧系统3

2.4干燥系统3

2.5

投料系统4

2.6除尘系统4

三、

控制系统的硬件设计4

3.1

喷雾干燥塔控制功能描述4

3.2

控制网络拓扑图6

3.3

控制系统的

I/O清单6

3.4

PLC的选型报告7

3.5

PLC的I/O端子接线图12

四、

控制系统的软件设计13

4.1软件说明书14

4.2控制系统软件程序17

五、控制系统流程图25

5.1

燃烧系统流程图25

5.2

投料系统流程图27

5.3

燃烧系统流程图28

5.4

除尘系统流程图29

六、控制系统调试报告30

6.1系统准备阶段30

6.2点火启动过程30

6.3投料系统进入工作过程30

6.4除尘系统进入工作30

6.5手自切换系统30

6.6安全保护系统30

6.7报警系统30

6.8真实调试结果31

七、心得体会31

一、课程设计目的和任务

1.1

设计目的

PLC课程设计A教学的主要任务是在学生修完《可编程序控制器

A》理论课

程后，进行的实践教学。通过课程设计既能验证所学的基本理论知识，同时也可以培养学生的基本操作技能与设计能力，使课堂上所学理论知识得以在实践中运用，做到“学以致用”的教学目标。主要做到以下几点：

1）掌握可编程序控制器在本专业上具体应用的设计过程和实现方法；

2）加深对可编程序控制器原理、应用、编程的进一步理解；

3）结合对有关顺序控制系统和保护控制系统的可编程序控制器的实现过程

加深对

PLC控制系统的理解与掌握；

4）拓展可编程序控制器及其在相关行业中应用的相关知识。

1.2

设计任务

本次设计的主要任务是在研究喷雾干燥塔系统的工艺流程的基础上，基于

M340

PLC

对喷雾干燥塔控制系统硬件设计，编写喷雾干燥塔控制系统下位机软件，并对控制系统进行调试。本课程设计为后续实践课程《计算机控制系统课程设计》的下位机部分，并与《计算机控制系统课程设计》的上位机程序设计组成一套完整的计算机控制系统实践环节体系。

二、控制对象喷雾干燥塔的分析

2.1喷雾干燥塔背景描述

喷雾干燥塔将液态的料浆经喷枪雾化后喷入干燥塔内，干燥塔利用燃料燃烧的能量将鼓风机送入的空气进行加热;热空气在干燥塔内将雾化的料浆干燥为超细颗粒粉态成品。粉状成品在塔内利用旋风分离原理从热空气中分离出来，有塔的底部翻版阀定期排入收集袋中的合格原料。热空气则通过布袋除尘器除尘后排除。喷雾干燥塔控制系统主要由燃烧、干燥、投料、除尘等几个主要部分组成。主要用于把液态原料制备成固体粉末原料的设备。它被广泛得使用于化工、食品、陶瓷等诸多行业，作为原料或成品加工的设备，该设备一般都作为一套相对独立的系统进行成套供应。

2.2

喷雾干燥塔工艺流程简介

喷雾干燥塔P&ID图如图1-1所示。按工艺流程，喷雾干燥塔控制系统可以分为燃烧系统、干燥系统、投料系统、布袋系统等。

1-1

喷雾干燥塔P&ID图

2.3

燃烧系统

燃烧系统的主要设备有供油泵、增压泵、溢油阀、油包、截止阀、调节阀、点火变压器、火检探头、助燃风机等。

当系统启动后，供油泵运转，燃油通过溢油阀在回路中运行，这样第一可以加快点火时候的系统响应速度，第二可以检测回路的工作是否正常。按下点火按钮后，助燃风机启动，进行五分钟的吹扫（吹扫风量定为额定风量的35%-50%）过程在吹扫的同时点火，可以把残留的可燃物燃烧掉，防止在点火的时候由于可燃物过多，导致爆炸事故。吹扫结束后开增压泵开始投油，投油负荷定为额定负荷的45%，投油30s后断点火变压器，此时火检，若火检输入信号为1则说明点火成功，继续投油保持燃烧，然后再升负荷。若火检信号为0，则说明点火不成功，立即停止投油，助燃风机进行吹扫五分钟，为下一次的点火做好准备。主油回路采用双电磁阀串联的目的为保持截止的可靠性，燃料调节阀和助燃风机调节阀联动，使风和燃料的按比例变化。

2.4干燥系统

干燥系统的主要设备有鼓风机、干燥塔、除尘器、排风机。

在干燥系统中，鼓风机将空气送入换热器中加热，热空气进入干燥塔干燥所需物质，接着干燥塔出口的热空气进入除尘器进行除尘，最终通过排风机排入大气。系统启动的时候运行鼓风机和排风机，因为提前开不影响系统的安全性，同使在点火的初期还有保护加热器的作用。同样在停止系统的时候最后停风机，同样使保护作用。

在干燥系统中，涉及到空气温度和干燥塔内负压控制。温度的控制包括热空气进口温度、烟气出口温度、干燥塔出口温度，其中热空气进口温度是调节燃油量（即燃油调节阀的开度）的主要依据。干燥塔的负压是改变排风机转速（主要通过变频器实现）的主要依据，干燥塔的出口温度是给料多少的主要依据，当排烟温度超过一定温度的时候声光报警，等待运行人员确认。

2.5

投料系统

投料系统的主要设备有料浆灌、溢流阀、电磁阀、料浆泵、喷雾装置。

投料系统在点火成功后，温度满足一定数值的时候，启动料浆泵，经过雾化，喷入干燥塔，物料经干燥后从下面的排出合格产品。同时，根据控制目标自动增/减料枪，保证干燥效果。

投料系统的主要控制信号为料浆出口压力，根据干燥内负压和温度控制料浆出口压力在一定范围内，以确保料浆的雾化效果。

2.6除尘系统

除尘器属于喷雾干燥塔的外围设备，除尘器外壁布置了三只气锤，内部设置八个除尘布袋实现对出塔空气的过滤除尘。

除尘系统为达到除尘效果要求气锤按固定的时间间隔对塔外壁进行振打，同时8只布袋按固定的时间间隔进行反吹。除尘器布置在干燥塔旁，在负压控制中可以考虑到除尘器的反吹会造成干燥塔塔内负压的明显波动。此时应该禁止负压检测信号的信号输出，在反吹过后回复正常以后，再解除信号的输出指令。

三、

控制系统的硬件设计

3.1

喷雾干燥塔控制功能描述

良好的控制系统的主要指标是安全和经济，本次课程设计控制对象喷雾干燥塔的控制目标是在安全的前提下确保对象的工艺参数稳定，并以安全作为优化目标。针对该喷雾干燥塔所提出的控制要求主要有以下方面的考虑：顺序启动功能、安全停机功能、自动点火功能、熄火保护功能、系统安全保护功能、状态监测和自动报警功能、自动投入油枪和撤除油枪功能、自动温控功能、设备离线强制启停功能、指示灯测试功能、模拟量控制功能等。喷雾干燥塔控制系统需要实现的主要功能如下：

（1）、自动顺序启动功能

系统可实现顺序启动。程序能够实现排风机，鼓风机，助燃风机，供油泵，增压泵的顺序启动。

（2）、安全停机功能

可以自动按供油泵，电磁阀，助燃风机的顺序停止系统。停机过程中提供自动吹扫和系统自动复位功能。

（3）、

自动点火功能

实现系统安全点火。点火条件成立时有灯指示，此时按下“点火”按钮并保持2秒钟以上，可自动实现安全点火；不具备点火条件时，没有灯指示，操作“点火”按钮，系统不予响应。

（4）、熄火自动保护功能

点火过程和正常运行中因出现熄火信号，系统能自动保护设备安全，并恢复到点火准备状态。

（5）、系统安全保护功能

系统出口超温保护。出口温度超过规定的故障限值5秒，打开“紧急排放阀”；出口温度超过故障限值1分钟，执行“自动停机”以保证系统安全。

（6）、状态检测和自动警报功能

系统进口温度，出口温度，排烟温度，塔内塔内负压，料浆压力异常时提供光字牌提示和声音报警，并具有报警保持，等待确认功能

（7）、自动投入喷枪和撤除喷枪功能。

在“自动模式”下，当投料温度升高时增加燃烧量，温度升高到一定值，自动增加一根喷枪；当投料温度降低时减少燃烧量，温度降低到一定值时自动减少一根喷枪。

（8）、指示灯测试功能

在任何情况下，系统都可以检测指示灯是否能够正常使用，按下“灯测试”按钮，所有指示灯点亮，取消“灯测试”按钮，所有指示灯回复原状态。

（9）、点火之后系统进入手动控制，当满足一定条件后系统自动切换到自动控制。

3.2

控制网络拓扑图

系统网络拓扑图

3.3

控制系统的

I/O清单

（1）、离散量输入

离散量输入

变量

说明

拓扑地址

QD

启动

%I0.1.0

TZ

停止

%I0.1.1

JJTZ

紧急停止

%I0.1.2

ENSURE

报警确认

%I0.1.3

DJC

指示灯测试

%I0.1.4

SZDQH

手/自动切换

%I0.1.5

DHZL

点火指令

%I0.1.6

XHWZ

小火位置

%I0.1.7

DHWZ

大火位置

%I0.1.8

LJYLD

料浆压力低

%I0.1.9

YYZC

油压正常

%I0.1.10

LJYLG

料浆压力高

%I0.1.11

FYZC

风压正常

%I0.1.12

HYZT

火焰状态

%I0.1.13

（2）、模拟量输入

模拟量输入

变量

说明

拓扑地址

PFWD

排风温度

%IW0.3.0

TNFY

塔内负压

%IW0.3.1

JKWD

进口温度

%IW0.3.2

CKWD

出口温度

%IW0.3.3

（3）、开关量输出

离散量输出

变量

说明

拓扑地址

ALARM

声音报警

%Q0.2.0

CSJXZ

吹扫进行中

%Q0.2.1

DHXKL

点火许可指示灯

%Q0.2.2

XTZBWBD

系统准备完毕灯

%Q0.2.3

PFWDYCL

排风温度异常灯

%Q0.2.4

TNFYYCL

塔内负压异常灯

%Q0.2.5

JKWDYCL

进口温度异常灯

%Q0.2.6

CKWDYCL

出口温度异常灯

%Q0.2.7

XHBJL

熄火报警灯

%Q0.2.8

TYLGYB

投燃料供油泵

%Q0.2.9

TRLZYB

投燃料增压泵

%Q0.2.10

TRLDCF

投燃料电磁阀

%Q0.2.11

TZRFJ

投助燃风机

%Q0.2.12

TRLTJF

投燃料调节阀

%Q0.2.13

PFJ

排风机

%Q0.2.14

GFJ

鼓风机

%Q0.2.15

DHBYQ

投点火变压器

%Q0.2.16

QCA

投气锤A

%Q0.2.17

QCB

投气锤B

%Q0.2.18

QCC

投气锤C

%Q0.2.19

ZBD1234

投正吹布袋1234

%Q0.2.20

FBD1234

投反吹布袋1234

%Q0.2.21

ZBD5678

投正吹布袋5678

%Q0.2.22

FBD5678

投反吹布袋5678

%Q0.2.23

JJPFF

投紧急排放阀

%Q0.2.24

TLJB

投料浆泵

%Q0.2.25

TPQA

投喷枪A

%Q0.2.26

TPQB

投喷枪B

%Q0.2.27

TPQC

投喷枪C

%Q0.2.28

3.4

PLC的选型报告

在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。

1．输入输出（I/O）点数的估算

I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。通过分析本控制系统包含13个开关量输入端口，28个开关量输出端口，4个模拟量输入端口。所以本控制系统选择16个开关量输入端口，32个开关量输出端口，4个模拟量输入端口的PLC。

2.存储器容量的估算

存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。

存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。

3.控制功能的选择

该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。

（1）运算功能

此控制系统PLC的运算功能包括逻辑运算、计时、计数功能、比较等运算功能，同时还有模拟量的运算和处理功能。

（2）控制功能

本控制系统的控制功能主要为PLC顺序逻辑控制和模拟量的控制。

（3）通信功能

本控制系统的PLC应支持多种现场总线和标准通信协议（如TCP/IP），需要时应能与工厂管理网（TCP/IP）相连接。通信协议应符合ISO/IEEE通信标准，应是开放的通信网络。

PLC系统的通信接口应包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工业以太网、常用DCS接口等；大中型PLC通信总线（含接口设备和电缆）应1：1冗余配置，通信总线应符合国际标准，通信距离应满足装置实际要求。

本控制系统的PLC通信接口选择以太网。

（4）编程功能

PLC的编程有离线编程和在线编程两种，设计时应根据应用要求合理选用。

离线编程方式：PLC和编程器公用一个CPU，编程器在编程模式时，CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。在线编程方式：CPU和编程器有各自的CPU，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高，但系统调试和操作方便，本控制系统的PLC常采用此编程功能。

同时应具有五种标准化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块图（FBD）三种图形化语言和语句表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言。

（5）诊断功能

PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC内部的性能和功能进行诊断是内诊断，通过软件对PLC的CPU与外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断。

PLC的诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护人员技术能力的要求，并影响平均维修时间。

（6）处理速度

PLC采用扫描方式工作。从实时性要求来看，处理速度应越快越好，如果信号持续时间小于扫描时间，则PLC将扫描不到该信号，造成信号数据的丢失。

处理速度与用户程序的长度、CPU处理速度、软件质量等有关。目前，PLC接点的响应快、速度高，每条二进制指令执行时间约0.2～0.4Ls，因此能适应控制要求高、相应要求快的应用需要。扫描周期（处理器扫描周期）应满足：小型PLC的扫描时间不大于0.5ms/K；大中型PLC的扫描时间不大于0.2ms/K。

4.

机型的选择

（1）PLC的类型

PLC按结构分为整体型和组合型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、***位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。

整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；组合型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。

本控制系统的PLC机型选择组合型。

（2）输入输出模块的选择

输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。对输入模块，应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。

可根据应用要求，合理选用智能型输入输出模块，以便提高控制水平和降低应用成本。

同时考虑是否需要扩展机架或远程I/O机架等。

（3）电源的选择

PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外，一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电网电压一致。重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。

（4）存储器的选择

由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的价格已下降，因此，为保证应用项目的正常投运，一般要求PLC的存储器容量，按256个I/O点至少选8K存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量更大，档次更高的存储器。

（5）冗余功能的选择

a．控制单元的冗余

b．I/O接口单元的冗余

（6）经济性的考虑

选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。

输入输出点数对价格有直接影响。每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响，同时，在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。

综合以上条件，我们选择M340PLC。

配置清单如图4-1所示

序号

名称

型号规格

单位

数量

模块说明

1

机架

BMXXBP0600

块

1

6槽机架，电源不占槽位

2

电源模块

BMXCPS3500

块

1

高功率电源模块，36W,100-240V

AC输入

3

CPU模块

BMXP342020

块

1

BMX

P34

高性能CPU，内置USB口，Modbus，Ethernet

TCP/IP

4

开关量输入模块

BMXDDI1602

块

1

离散量DC输入模块，16点输入24VDC，漏型，IEC3类，20点端子块

5

开关量输出模块

BMXDDO3202K

块

1

离散量DC输出模块，32点输出24VDC，晶体管，0.1A源型，通道间诊断和保护，1×FCN41点端子块

6

模拟量输入模块

BMXAMI0410

块

1

隔离模拟量输入模块，高功能快速输入，4通道，多量程(电压/电流）

，高速，高精度：16位

，通道间隔离

7

模拟量输出模块

BMXAMO0210

块

1

隔离模拟量输出模块，2通道，多量程（电压/电流），高速，高精度：16位

，通道间隔离

图4-1

M340配置清单

3.5

PLC的I/O端子接线图

四、

控制系统的软件设计

4.1软件说明书

1、软件名称：基于施耐德M340的喷雾干燥塔自动控制系统

2、软件用途：本软件主要致力于实现喷雾干燥塔工艺流程的自动控制，使系统能够使用最少的人力资源更加方便、快捷、精确地完成规定的任务，减少工作强度，降低误操作率，提高工作效率，降低异常情况造成设备和人身安全的危害。

3、软件功能特性描述：

（1）、自动顺序启动功能

系统可实现顺序启动。程序能够实现排风机，鼓风机，助燃风机，供油泵，增压泵的顺序启动。

（2）、安全停机功能

可以自动按供油泵，电磁阀，助燃风机的顺序停止系统。停机过程中提供自动吹扫和系统自动复位功能。

（3）、

自动点火功能

实现系统安全点火。点火条件成立时有灯指示，此时按下“点火”按钮并保持2秒钟以上，可自动实现安全点火；不具备点火条件时，没有灯指示，操作“点火”按钮，系统不予响应。

（4）、熄火自动保护功能

点火过程和正常运行中因出现熄火信号，系统能自动保护设备安全，并恢复到点火准备状态。

（5）、系统安全保护功能

系统出口超温保护。出口温度超过规定的故障限值5秒，打开“紧急排放阀”；出口温度超过故障限值1分钟，执行“自动停机”以保证系统安全。

（6）、状态检测和自动警报功能

系统进口温度，出口温度，排烟温度，塔内塔内负压，料浆压力异常时提供光字牌提示和声音报警，并具有报警保持，等待确认功能

（7）、自动投入喷枪和撤除喷枪功能。

在“自动模式”下，当投料温度升高时增加燃烧量，温度升高到一定值，自动增加一根喷枪；当投料温度降低时减少燃烧量，温度降低到一定值时自动减少一根喷枪。

（8）、指示灯测试功能

在任何情况下，系统都可以检测指示灯是否能够正常使用，按下“灯测试”按钮，所有指示灯点亮，取消“灯测试”按钮，所有指示灯回复原状态。

（9）、自动负压调整

系统正常运行中下，可以调节鼓风机的控制电压，来控制干燥塔内负压。

在点火与系统异常时屏蔽手动信号，系统按顺序启停各设备，在点火后，可以切换到手动控制，以便于人工调节系统。

（10）、自动手动切换

点火之后系统进入手动控制，当满足一定条件后系统自动切到自动控制。

4、软件操作说明：

前期准备：按照接线端子图及I/O清单正确连线，接通电源，对PLC机架通电，并将软件上传到PLC中。

正常启动操作步骤如下：

a.按下“灯测试”按钮：报警指示灯及工作指示灯全亮。

b.灯测试正常后，长按“开始”按钮2s后，自动启动排风机、鼓风机后对系统进行连续吹扫5分钟，若在吹到过程中某个开启的排、鼓风机停止，则重新吹扫。吹扫过程中，吹扫进行中指示灯亮，吹扫结束后，指示灯灭。

c.吹扫成功后在燃料供油泵不漏油的情况下，依次自动开启助燃风机、供油泵、燃料电磁阀、燃料调节阀、点火变压器。以上均正常投入时，点火许可，同时点火许可灯亮。

d.长按点火指令两秒，若十秒后火焰正常，则点火成功，在无急停指令和停止指令的情况下，系统准备完毕，系统准备完毕指示灯亮，等待投料，同时自动转为手动。

e/系统准备完毕后，当投料温度未达到最低值时，为手动状态，可以通过手动头料浆泵、喷枪。

f.当投料温度达到最低温度设定值时，自动由手动转到自动状态，先投入料浆泵。延时5s，自动投喷枪A，不满足时则停止，转为手动。

g.当投料温度达到中温度设定值时，自动投喷枪B。否则自动停止喷枪B。

h.当投料温度达到高温度设定值时，自动投喷枪C。否则自动停止喷枪C。

i.正常干燥过程中，若相关参数异常时，则会进行相应的报警警示。

j.当排风温度异常时，会出现声音报警，同时排风温度异常灯闪烁报警，按下报警确认后，闪光变为平光。故障解除后，报警灯熄灭。

k.当塔内负压异常时，会出现声音报警，同时塔内负压异常灯闪烁报警，按下报警确认后，闪光变为平光。故障解除后，报警灯熄灭。

l.当进口温度异常时，会出现声音报警，同时进口温度异常灯闪烁报警，按下报警确认后，闪光变为平光。故障解除后，报警灯熄灭。

m.当出口温度异常时，会出现声音报警，同时出口温度异常灯闪烁报警，按下报警确认后，闪光变为平光。故障解除后，报警灯熄灭。

n.点火成功系统准备完毕后，在系统未达到相关要求时，设备启动为自动状态，可以手动投入气锤和布袋。

o.当小火位置时，自动由手动转为自动，投入正吹布袋1234，延时55s，反吹布袋1234，延时5s。若无急停指令，停止指令或火焰状态异常，则循环进行。若有则延时一分钟，按顺序停止布袋和气锤。

p.当大火位置时，自动由手动转为自动，投入正吹布袋12345678，延时55s，反吹布袋12345678，延时5s。若无急停指令，停止指令或火焰状态异常，则循环进行。若有则延时一分钟，按顺序停止布袋和气锤。

q.手动投入气锤后，则气锤变为自动状态，每20s自动击打5s。

r.按下“急停按钮”或火焰熄灭时，依次停止供油泵、燃料电磁阀、助燃风机、增压泵、调节阀、点火变压器，吹扫后恢复到点火准备状态。若有停止指令，鼓风机、排风机也依次停止。延时一段时间后停止喷枪、布袋。

5、调节与异常情况操作规范如下：

（进口温度信号、烟气温度信号、负压信号、排风温度信号都转换为电压信号）

进口温度：正常范围为1~4V，进口温度进口温度>4V或3.5V持续5秒，自动开启紧急排放阀来降低烟气温度，若开了紧急排放阀后烟气温度>3.5V持续1分钟，系统进行安全停机，停机顺序为：助燃风机和供油泵、燃料增压泵、电磁阀（间隔1秒顺序关闭），鼓风机和排风机按吹扫规格持续工作5min。烟气温度>3.5V会立即使对应报警指示灯闪烁，蜂鸣器报警，按下“确认”按钮后，对应报警指示灯变为平光，蜂鸣器停止报警。

负压：正常范围为0~4V，负压>4V或4V或<1V(由正常值跌落)，对应报警指示灯闪，蜂鸣器报警，按下“确认”按钮后，对应指示灯变为平光，蜂鸣器停止报警。

（注:各模拟量信号电压大小都可以通过旋钮来调节；按下“确认”按钮后，若有第二个异常信号，可以不受前一个信号影响，正常报警）

熄火：火焰状态信号由1变为0，相应报警指示灯闪，蜂鸣器报警，系统进行安全停机，按下“确认”按钮，报警指示灯熄灭，蜂鸣器停止报警

油压不正常：工作过程中油压不正常超过1min，系统进行安全停机，熄火报警

点火失败：点火变压器投入工作超过30秒，未检测到火焰信号，系统进行安全停机

启动过程油压不正常：顺序启动燃料泵、燃料增压泵、燃料电磁阀后，油压持续保持不正常状态超过2分钟，系统进行安全停机

若发生其它严重的未知异常状况，系统又无法识别，操作人员可以按下“急停”键进行紧急停机，此时系统同样会按安全停机顺序停机

4.2控制系统软件程序

五、控制系统流程图

5.1

燃烧系统流程图

燃烧系统流程图如上图示:

1.

当按下开始按钮2s后，启动排风机，延时5s后，启动鼓风机，使干燥塔内保持负压。

2.

启动排风机、鼓风机后对系统进行连续吹扫5分钟，若在吹到过程中某个开启的排、鼓风机停止，则重新吹扫。吹扫过程中，吹扫进行中指示灯亮，吹扫结束后，指示灯灭。

3.

吹扫成功后在燃料供油泵不漏油的情况下，依次开启助燃风机、供油泵、燃料电磁阀、燃料调节阀、点火变压器。以上均正常投入时，点火许可，同时点火许可灯亮。

4.

长按点火指令两秒，若十秒后火焰正常，则点火成功，在无急停指令和停止指令的情况下，系统准备完毕，系统准备完毕指示灯亮，等待投料，同时自动转为手动。否则依次停止供油泵、燃料电磁阀、助燃风机、增压泵、调节阀、点火变压器，若有停止指令，则依次停止鼓风机、排风机。否则，依次开启助燃风机、供油泵、燃料电磁阀、燃料调节阀、点火变压器。恢复到点火准备状态。

5.2

投料系统流程图

投料系统流程图如上图示:

1.

系统准备完毕后，当投料温度未达到最低值时，为手动状态，可以通过手动头料浆泵、喷枪。

2.

当投料温度达到最低值时，自动由手动转到自动状态，先投入料浆泵。延时5s，投喷枪A，不满足时则停止，转为手动。

3.

当投料温度达到中温度值时，投喷枪B。否则停止喷枪B。

4.

当投料温度达到高温度值时，投喷枪C。否则停止喷枪C。

5.3

燃烧系统流程图

燃烧系统流程图如上图示:

1.

正常干燥过程中，若相关参数异常时，则会进行相应的报警警示。

2.

当排风温度异常时，会出现声音报警，同时排风温度异常灯闪烁报警，按下报警确认后，闪光变为平光。故障解除后，报警灯熄灭。

3.

当塔内负压异常时，会出现声音报警，同时塔内负压异常灯闪烁报警，按下报警确认后，闪光变为平光。故障解除后，报警灯熄灭。

4.

当进口温度异常时，会出现声音报警，同时进口温度异常灯闪烁报警，按下报警确认后，闪光变为平光。故障解除后，报警灯熄灭。

5.

当出口温度异常时，会出现声音报警，同时出口温度异常灯闪烁报警，按下报警确认后，闪光变为平光。故障解除后，报警灯熄灭。

5.4

除尘系统流程图

除尘系统流程图如上图示:

1.

点火成功系统准备完毕后，在系统未达到相关要求时，设备启动为自动状态，可以手动投入气锤和布袋。

2.

当小火位置时，自动由手动转为自动，投入正吹布袋1234，延时55s，反吹布袋1234，延时5s。若无急停指令，停止指令或火焰状态异常，则循环进行。若有则延时一分钟，按顺序停止布袋和气锤。

3.

当大火位置时，自动由手动转为自动，投入正吹布袋12345678，延时55s，反吹布袋12345678，延时5s。若无急停指令，停止指令或火焰状态异常，则循环进行。若有则延时一分钟，按顺序停止布袋和气锤。

4.

手动投入气锤后，则气锤变为自动状态，每20s自动击打5s。

六、控制系统调试报告

6.1系统准备阶段

启动前的指示灯检测——检测系统是否满足点火条件——系统准备完毕。

6.2点火启动过程

系统启动——开机吹扫（10s）——吹扫指示灯亮，排风机、鼓风机工作——吹扫结束后吹扫指示灯灭，风压正常——启动燃料泵——10s后启动增压泵——10s后启动燃料电磁阀和助燃风机——油压正常——10s后启动点火变压器——点火成功——10秒后关闭点火变压器。

6.3投料系统进入工作过程

进口温度的判定——进口温度正常——5s后启动料浆泵——料浆压力的判定——料浆压力正常——5s后按进口温度范围选择开启喷枪个数

6.4除尘系统进入工作

点火指令长按2秒——启动排风机——10s后启动鼓风机——除尘器的3个气锤按一定频率工作——除尘器的8个布袋每2个一组按顺序以一定的时间间隔工作规定的时间

6.5手自切换系统

按下手/自切换键，PLC脱离对设备的控制，同时切换到手动控制面板；再按下手/自切换键，切换到PLC控制状态，PLC恢复对设备的控制，同时切断手动控制面板对设备的控制。

6.6安全保护系统

停机条件——料浆泵，喷枪，燃料泵，助燃风机瞬间停止工作——5s后燃料增压泵停止工作——5s后燃料电磁阀停止工作——鼓风机和排风机保持工作（吹扫），布袋除尘器停止工作——吹扫停止——系统准备完毕。

6.7报警系统

报警系统预计实现的功能如下：

报警条件达成（熄火报警除外）——对应指示灯闪烁，报警蜂鸣器持续报警——按下确认键——指示灯切换成平光，蜂鸣器停止报警。注：该过程可以循环工作，即按下确认键后第二个报警信号依然可以出发同样的报警。

6.8真实调试结果

上面为预期要达到的结果，在程序完成之后经调试，发现系统准备阶段的顺序启动与顺序停止能成功实现，投料系统与除尘器系统也能成功实现，手自动切换、安全保护系统也能实现，在报警系统方面我们存在着不足，就是报警声音必须通过报警确认之后才能消除，不能通过其他方法来消除报警声音，这个与实际不符合，另外还有一个变频器的使用不是很熟悉，所以这个功能也没有实现，总体上来说还是实现了大部分功能。

七、心得体会

回顾起此次的PLC课程设计，至今我仍感慨颇多。从理论到实践，从程序完成到程序连线调试再到最后的完成。在这两个星期的时间里，可以说是苦多于甜，但是可以学到很多有用的东西，不仅巩固了以前学到的PLC知识，而且学到了许多在课本上没有的知识，同时也懂得了一些程序运行的窍门，加深对

PLC控制系统的理解与掌握。

这次的课程设计让我感觉到理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，就像在课程设计中，好多东西自己明明知道，但是就是不会用或者是设计出来的程序有错误，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从实践中得出结论，才能真正提高自己的实际动手能力和独立思考能力。在设计过程中遇到了不少的问题，可以说是困难重重，有程序本身错误，模拟量不是很会，程序不完善前后限制，连线失误等等问题，这毕竟是第一次做的，难免会遇到各种各样的问题。但是这个不严重，在课程设计过程中，发现自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻掌握得不够牢靠，通过这次课程设计之后，一定把以前多学过的知识弄熟。

这次课程设计做完了，要求是要实现十个功能，至少要实现八个功能。我们组所做的程序能实现九个功能，只有一个变频器的功能没有实现。当然程序本身还存在着一些小问题，比如程序不是很完善，有些地方不合理，程序过于复杂，这些问题在将程序做完调试的过程中，解决了不少问题。在这次的课程设计中，我和我的搭档分工协作，优化了工作流程，使得效率大大提高。并且他在他的那一部分做完的过程中，发现我这边有困难，也积极帮助我解决这些问题，分担了一些困难。我认为这样的工作才是一个团队的工作，团队需要个人，个人离不开团队，必须发扬团队的精神，团队精神也是这次课程设计的重要保证。

这次课程设计掌握的内容有，掌握可编程序控制器在本专业上具体应用的设计过程和实现方法；加深对可编程序控制器原理、应用、编程的进一步理解；

结合对有关顺序控制系统和保护控制系统的可编程序控制器的实现过程

；拓展可编程序控制器及其在相关行业中应用的相关知识，获益良多。

31