plc课程设计任务书.docx
《plc课程设计任务书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《plc课程设计任务书.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
plc课程设计任务书
PLC课程设计B
任务书、指导书
专业：
热能与动力工程（核电站集控运行方向）
南京工程学院
能源与动力工程学院集控教研室
一、任务书
1．设计目的
PLC课程设计B教学的主要任务是在学生修完《可编程序控制器B》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；
拓展可编程序控制器及其在相关行业中应用的相关知识。
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M340PLC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。
要求：
1）复习PLC相关知识，理解控制工艺过程；
2）根据逻辑过程编写下位机软件；
3）通过联机调试，满足控制要求；
4）根据要求完成报告整理。
3．设计时间安排
1）第一天8：
30~11：
30：
布置课程设计任务；搜集资料并回顾PLC课程，根据控制要求列出I/O清单；
2）第一天12：
30~15：
30：
完成燃烧系统的设计与联机调试；
3）第二天8：
30~15：
30：
完善燃烧系统；完成干燥系统设计与联机调试；
4）第三天8：
30~15：
30：
完成投料系统的设计与联机调试；
5）第四天8：
30~15：
30：
完成除尘系统的设计与联机调试；
6）第五天8：
30~11：
30：
根据完成情况进行答辩考核工作；
7）第五天12：
30~15：
30：
进行课程设计报告的书写与整理。
4．设计报告要求
4.1课程设计要求：
1）按课程设计任务书内容要求执行，制定计划，合理安排课程设计日程，全面完成课程设计任务。
2）每天记录计划完成的情况。
3）严格遵守实验室各项规章制度，服从老师安排，遵守纪律。
4.2课程设计报告格式要求：
《PLC课程设计B》课程设计报告
题目_____________________
学号__________
姓名__________
2011年12月×日
4.3内容要求：
内容至少包含有以下内容，见下表：
表1-1设计报告要求涵盖内容
序号
项目名称
内容
格式要求
1
硬件设计
控制方案的设计
按照控制要求，完成控制系统设计及说明（可以自行设计控制网络拓扑图）
WORD
2
I/O清单
控制系统I/O统计
EXCEL
3
软件设计
软件说明书
对编制的软件进行详细的说明.
WORD
4
控制系统软件
控制系统下位机软件
UnityPro
5
调试说明
调试报告
调试的步骤和程序运行结果说明
WORD
5．考核细则
根据完成的课程设计内容综合考核学生课程设计技能。
1）课程设计态度及出勤情况（20分）
2）查阅资料、阅读能力情况（10分）
3）动手操作能力情况（40分）
4）课程设计报告（30分）
二、指导书
1．喷雾干燥塔工艺流程
1.1工艺概述
图1喷雾干燥塔图
喷雾干燥塔的基本工作流程（见图1）是：
液态的浆料以高压经喷枪雾化后喷入干燥塔。
干燥塔利用柴油燃烧器的能量将空气加热；热空气在干燥塔内将雾化后的浆料干燥为超细粒状粉态成品。
粉状成品在塔内利用旋风分离原理从热空气中分离出来，由塔底部的翻板阀定期排入收集袋中成为合格的原料。
热空气则通过布袋除尘器除尘后排出。
1.2燃烧系统
燃烧系统通过供油泵，油包和溢油门提供具备一定缓冲能力的稳压供油系统，增压泵和溢油门保证了油枪的雾化压力。
油枪供油回路和回油回路采用了两只电磁阀串联的方式保证了油枪燃油回路的动作可靠。
在油枪的回油回路中接入了电磁调节阀与助燃风机的调节阀联动调节，用于调节燃油量，以控制干燥塔的出口温度。
燃烧系统的I/O表如表2-1所示。
表2-1燃烧系统I/O表
序号
设备名称
信号作用
1
点火指令
点火启动命令
2
点火许可
点火许可
3
吹扫进行中
吹扫加热器
4
燃料泵
燃料油供油泵
5
油压正常
6
燃料增压泵
燃料油增压泵
7
燃料电磁阀
燃料油电磁阀
8
助燃风机
助燃风机启动
9
风压正常
10
燃烧调节阀
燃烧调节阀在点火位置
11
燃烧调节阀在全开位置
12
燃烧调节阀位置
13
点火变压器
点火变压器接通
14
火焰检测
火焰状态
15
系统准备完毕
系统准备完毕
16
熄火报警
点火失败或熄火保护
1.3干燥系统
干燥系统中，鼓风机将空气抽入换热器中加热，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。
在干燥系统中，涉及到空气温度和干燥塔负压控制。
温度的控制包括热空气进口温度、烟气出口温度、排风温度，其中热空气进口温度是主要的调节参数。
干燥塔的负压控制中干燥塔塔内负压是主要的调节参数。
干燥系统的I/O表2-2所示。
表2-2燃烧系统I/O表
序号
设备名称
信号作用
1
烟气温度
烟气出口温度
2
烟气温度高
3
鼓风机
鼓风机启动
4
进口温度
热空气进口温度
5
热空气进口温度异常
6
排风机
排风机启动
7
排风温度
排风温度
8
排风温度高
9
干燥塔负压
塔内负压
10
干燥塔内压力异常
11
紧急排放门
紧急排放门启动
1.4投料系统
投料系统在点火成功，温度满足一定值时，启动料浆泵及喷枪A，然后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，以确保料枪雾化效果。
投料系统的I/O表如表2-3所示。
表2-3投料系统I/O表
序号
设备名称
信号作用
1
料浆泵
料浆泵启动
2
喷枪
喷枪A
3
喷枪B
4
喷枪C
5
料浆出口压力测量
料浆出口压力高
6
料浆出口压力低
1.5除尘系统
除尘器外壁布置三只气锤，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。
除尘系统I/O表如表2-4所示。
表2-4投料系统I/O表
序号
设备名称
信号作用
1
除尘器
气锤A
2
气锤B
3
气锤C
4
除尘袋
布袋除尘器除尘袋1
5
布袋除尘器除尘袋2
6
布袋除尘器除尘袋3
7
布袋除尘器除尘袋4
8
布袋除尘器除尘袋5
9
布袋除尘器除尘袋6
10
布袋除尘器除尘袋7
11
布袋除尘器除尘袋8
其他功能、另外还有一些I/O点起报警、就地指令等一些重要功能具体表如表2-5。
【该部分根据时间，可以选择完成】
表2-5报警系统I/O表
序号
设备名称
信号作用
1
报警声音（DO）
报警蜂鸣声
2
报警确认（DI）
报警确认
3
急停指令
（DI）
意外情况急停系统
2．喷雾干燥塔控制要求
喷雾干燥塔控制系统既包括顺序启停功能、模拟量调节功能、报警功能等系统必备的功能，又包含了自动点火功能、指示灯测试功能等喷雾干燥塔特有的功能。
喷雾干燥塔需要实现的主要功能如下：
2.1自动顺序启动功能
系统需要实现顺序启动。
程序能够实现鼓风机、排风机、助燃风机、供油泵、增压泵的顺序启动系统。
2.2安全自动停机功能
可自动按供油泵、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。
2.3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，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。
2.4熄火保护功能
点火过程和正常运行中因出现熄火信号时，系统能自动保护设备安全，并恢复到点火准备状态。
2.5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“紧急排放门”；出口温度超过规定故障限值1分钟，执行“自动停机”以保证系统安全。
2.6状态监测和自动报警功能
系统进口温度、出口温度、排烟温度、塔内负压、料浆泵压力异常时提供光字牌指示和声音报警，并具备报警保持，等待确认功能。
2.7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，自动减少一根喷枪。
2.8指示灯测试功能
系统可以测定指示灯是否能够正常使用，在程序中特别加入指示灯测试功能。
按“灯测试”按钮，所有指示灯点亮，取消“灯测试”按钮，所有指示灯熄灭。
2.9自动负压控制功能
系统在正常运行状态下，可以通过调节鼓风机的转速（变频器）来控制干燥塔内的负压。
2.10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。
3．课程设计内容
3.1控制系统硬件设计
1）控制方案的设计
设计控制系统的控制方案。
考核要求：
用AUTOCAD2004或者word绘制出控制系统网络拓扑图.
2）I/O点的统计
根据喷雾干燥塔工艺流程，统计出控制系统的I/O点数。
考核要求：
要求用EXCEL统计出数字量输入点、数字量输出点、模拟量输入点、模拟量输出点的统计。
3）PLC的选型及配置
工艺流程特点和应用要求是设计选型主要依据，设计选型PLC时应该注意以下几个问题：
①电源模块——我们常选用的电源模块的电压等级一般为AC220V或DC24V，通过计算负载模块总的功耗核定其容量。
②CPU模块——选型时要注意其端口是否满足整机的配置。
如：
是否具有与上位机监控系统、触摸屏等设备通讯的端口。
③输入、输出模块——常用的输入、输出模块的电压等级一般为AC220V或DC24V。
④机架——选机架时要注意CPU是否占槽。
⑤连接电缆——根据主机架与扩展机械机架间的距离选择连接电缆的长度，便于电柜内的布局。
考核要求：
根据PLC的选型依据得出PLC选型报告，并进行硬件配置。
4）编制PLC的输入/输出端子接线图
分配PLC的输入/输出点，编写输入/输出分配表或画出输入/输出端子的接线图。
考核要求：
用AUTOCAD2004或者手工绘制出输入/输出端子的接线图。
3.2控制系统软件设计及考核要求
1）控制系统软件配置、通讯
根据控制系统硬件设计，使用编程软件和PLC进行通讯，对系统硬件进行配置。
考核要求：
通讯测试正常和配置的画面。
2）控制系统软件设计
根据喷雾干燥塔控制要求，根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言进行程序设计。
选用IEC1131-35种标准的编程语言，梯形图（LD－LadderDiagram）、功能块图（FBD－FunctionBlockDiagram）、顺序功能图（SFC－SequentialFunctionChart）中的编程语言进行程序编写，
考核要求：
软件一份、软件说明书一份。
3）程序调试与错误处理情况
PLC程序的调试之前首先对PLC外部接线作仔细检查，外部接线一定要准确无误！
！
！
考核要求：
指导教师检查程序通讯，功能完成情况。
升级会员 