电气工程毕业设计 回火炉自动控制系统设计Word格式文档下载.docx

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回火炉自动控制系统采用PLC控制系统，其整个控制系统稳定性更高、可靠性更强、控制更灵敏、安全系数更高。

关键词：

回火，可编程控制器，PLC，回火炉自动控制系统

Abstract

Afterquenchtheworkpiecewillre-heatingtotheappropriatetemperaturebelowthecriticaltemperature，heatpreservationaperiodoftimeintheairorwater,oiletc.coolingmediumheattreatmentofmetals.Thisistemper.Tempertoincreaseorganizationalstabilitysothattheprocessdoesnotrecurintheuseofherorganizationalchange,andgeometrysothatherperformanceremainedstable;

Eliminationofstressinordertoimproveperformanceandstabilityintheuseofherfinalgeometry;

Mechanicsadjustedperformancematerialsusedtomeetrequirements.

Pastflashbackbythemanualhandlingoperationsarecompleted,whichisnotonlytime-consuming,laboriousalsohasgreatdanger.Withtheincreasingadvancesofmoderntechnology,temperingthemanualprocessesarereplacedbyautomaticoperation.Amongtheautomaticsystem,weneedtochooseanoptimalautomaticmode.

Programmablecontroller（PLC）iswidelyusedinrecentyearsandtherapiddevelopmentofanewgenerationofindustrialautomationcontroldevices,isnowamongthetopthreepillarsofindustrialautomation.AdoptPLCstovesautomaticcontrolsystemtocontrolsystem,thehigherthestabilityoftheentirecontrolsystem,reliabilitystronger,moresensitivecontrol,safetyfactorhigher.

Keywors:

第一章前言

可编程控制器（PLC）是以为处理器为核心，将自动控制技术、计算机技术和通信技术融为一体而发展起来的崭新的工业自动控制装置。

特别是由于PLC采用了依据继电器控制原理而开发的梯形图作为程序设计语言，使得不熟悉计算机的机电设计人员和工人中的技师均能较快地掌握梯形图的编程方法，极大地促进了PLC在工业生产中的推广应用。

目前PLC已基本代替了传统的继电器控制而广泛应用于工业控制的各个领域，PLC已跃居工业自动化三大支柱的首位。

PLC具有很高的抗干扰性和可靠性、灵活的控制能力和控制适应性，且简单易学、操作方便灵活。

由于上述特点，PLC的使用范围很宽，凡是需要顺序控制的场合都可以用PLC来实现，PLC的价格也越来越低，使用场合也越来越宽。

本设计就是采用PLC控制系统对回火炉进行控制，使回火炉控制系统稳定性高、可靠性强、控制灵敏、安全系数高。

第二章回火炉系统的工艺介绍

2.1系统工艺

系统的工作原理见图1。

利用小车M1把元件送入回火炉中，用电机M2控制炉门开关，用电炉丝给回火炉加热到设定温度。

2.2系统详细控制要求

系统的具体要求如下：

1、系统具有自动/手动功能

2、在手动状态下，小车M1能单独前进与后退，回火炉炉门可以单独升降，电炉丝可以手动加热

3、在自动状态下，所有手动状态下操作动作无效。

自动状态下的初始条件为：

小车M1在限位开关SQ3处，回火炉炉门在限位开关SQ1处，电炉丝为加热。

自动工作的流程如下：

1）小车M1从限位开关SQ3处自动前进到限位开关SQ4处

2）小车M1自动前进到SQ4后，自动停止，然后，回火炉炉门从限位开关SQ1处自动下降到限位开关SQ2处。

3）回火炉炉门自动下降到限位开关SQ2处后，自动停止，然后，电炉丝自动加热到设定温度。

4）当回火炉达到设定温度后保温半小时。

5）保温时间到后，自动停止加热，然后，回火炉炉门自动上升到限位开关SQ1处停止。

6）回火炉炉门上升到限位开关SQ1处停止后，小车M1自动后退到限位开关SQ3处停止。

注：

1、此自动运行是单循环过程，一个循环结束后，再次按下自动启动按钮，系统才开始下一个自动循环。

2、当自动运行过程中按下自动停止按钮，系统停在当前的运行状态，此时再次按下自动启动按钮，系统接着前面停止的状态继续运行。

2.3系统电气技术指标

系统电气技术指标如下：

1、电机M1三相异步电动机AC380V、3KW

2、电机M2三相异步电动机AC380V、2KW

3、电炉H——2KW电阻丝。

4、温度传感器T–K型热电耦0~1370。

5、限位开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4，无源触点

第三章控制方案

3.1控制方案

随着生产规模的逐步扩大，市场竞争日益激烈，人们越来越需要一种先进的自动控制方法来完成对回火炉热处理工艺的控制。

伴随着大规模、超大规模集成电路的迅猛发展，可编程控制器（PLC）得到了惊人的发展，它以其稳定性高、可靠性强、控制灵敏、安全系数高并且具有集散控制网络管理等要求脱颖而出，在这里我们采用PLC控制系统。

通过改变其内部的程序便可改变生产流程，通过网络控制还可已进行异地控制，增强了控制的多样性；

另外由于可编程控制器体积小，灵活多样，因此可以节约占地；

低廉的

价格可以节约投资。

它完全满足现代工业控制的各项要求。

3.2PLC介绍

3.2.1PLC的定义

可编程控制器（ProgrammableController）简称PC，个人计算机（PersonalComputer）也简称PC，为了避免混淆，人们把最初用于逻辑控制的可编程控制器叫做PLC（ProgrammableLogicController）。

可编程控制器的历史只有30多年，但发展极为迅速。

为了确定它的性质，国际电工委员会（InternationalElectricalCommittee）多次发布及修订有关PLC文件。

在1987年颁布的PLC标准草案中对PLC作了如下定义：

“PLC是一种专门为在工业环境下应用设计的数字运算操作的电子装置。

它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式是输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计”。

3.2.2PLC的特点与应用领域

（一）PLC的特点

PLC技术之所以高速发展，除了工业自动化的客观需要以外，主要是因为它具有许多独特的优点。

它较好地解决了工业领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。

主要有以下特点：

1.可靠性、抗干扰能力强

可靠性高、抗干扰能力强是PLC最重要发特点之一。

PLC的平均无故障时间可达几十万个小时，之所以有这么高的可靠性，是由于它采用了一系列的硬件和软件的抗干扰措施：

（1）硬件方面I/O通道采用光电隔离，有效地抑制了外部干扰源对PLC的影响；

对供电电源及线路采用多种形式的滤波，从而消除或抑制了高频干扰；

对CPU等重要部件采用良好的导电、导磁材料进行屏蔽，以减少空间电磁干扰；

对有些模块设置了连锁保护、自诊断电路等。

（2）软件方面PLC采用扫描工作方式，减少了由于外界干扰引起故障；

在PLC系统程序中设有故障检测和自诊断程序，能对系统硬件电路等故障实现检测和判断；

当由外界干扰引起故障时，能立即将当前重要信息加以封存，禁止任何不稳定的读写操作，一旦外界环境正常后，便可恢复到故障发生前的状态，继续原来的工作。

2.编程简单、使用方便

目前，大多数PLC采用的编程语言是梯形图语言，它是一种面向生产、面向用户的编程语言。

梯形图与电器控制线路相似，形象、直观，不需要掌握计算机知识，很容易让广大工程师人员掌握。

当生产流程需要改变时，可以现场改变程序，使用方便、灵活。

同时，PLC编程器的操作个使用也很简单。

这也是PLC获得普及和推广的主要原因之一。

许多PLC还针对具体问题，设计了各种专用编程指令及编程方法，进一步简化了编程。

3.功能完善、通用性强

现代PLC不仅具有逻辑运算、定时、计数、顺序控制等功能，而且还具有A/D和D/A转换、数值运算、数据处理、PID控制、通信联网等许多功能。

同时，由于PLC产品的系列化、模块化，有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，可以组成满足各种要求的控制系统。

4.设计装置简单、维护方便

由于PLC采用软件代替了传统电气控制系统的硬件，控制柜的设计、安装接线工作量大为减少。

PLC的用户程序大部分可在实验室进行模拟调试，缩短了应用设计和调试周期。

在维修方面，由于PLC的故障率极低，维修工作量很小；

而且PLC具有很强的自诊断功能，如果出现故障，可根据PLC上的指示或编程器上提供的故障信息，迅速查明原因，维修极为方便。

5.体积小、重量轻、能耗低

由于PLC采用了集成电路，其结构紧凑、体积小、能耗低，因而是实现机电一体化的理想控制设备。

（二）PLC的应用领域

目前，在国内外PLC已广泛应用冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及文化娱乐等各行各业，随着PLC性能价格比的不断提高，其应用领域不断扩大。

从应用类型看，PLC的应用大致可归纳为以下几个方面：

1．开关量逻辑控制

利用PLC最基本的逻辑运算、定时、计数等功能实现逻辑控制，可以取代传统发继电器控制，用于单机控制、多机群控制、生产自动线控制等，例如：

机床、注塑机、印刷机械、装配生产线、电镀流水线及电梯的控制等。

这是PLC最基本的应用，也是PLC最广泛的应用领域。

2．运动控制

大多数PLC都具有拖动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置