基于PLC的化工反应罐电气控制系统设计

基于PLC的化工反应罐电气控制系统设计

摘要：智能化在如今这个社会已然呈现一种不断增长的趋势，这并不像是一次偶然，而更是社会的一种必然的选择。随着智能化开展程度的一直进步，基于 PLC 的化工反应罐电气控制系统在工业控制中的位置显得越来越重要，在传统化工范畴方面的运用也日益宽泛。本课题首先经过论述根本需要与总体计划，明确化工反应罐电气控制系统的设施组成和化工反应罐电气控制系统的控制要求；其次，依据控制要求，确定了控制系统的总体计划，在 PLC 硬件系统的基础下，并基于组态工程设计，对化工反应罐电气控制系统进行编程通信设计；最后，针对化工反应罐电气控制系统的调试优化，以达到需要的控制要求。

关键词：PLC；组态工程；自动控制

第 1 章引言 1

1.1课题来源及研究意义 1

1.2国内外化工反应罐电气控制系统的研究与应用概况 1

1.2.1国内化工反应罐电气控制系统的发展与现状 1

1.2.2国外化工反应罐电气控制系统的发展与现状 2

1.3本文的主要研究内容 2

第 2 章控制系统整体方案设计 3

2.1设备描述及控制要求 3

2.1.1设备组成 3

2.1.2控制要求 4

2.2控制系统方案的确定 4

第 3 章控制系统硬件设计 6

3.1PLC 选型 6

3.1.1PLC 的选择 6

3.1.2模拟量模块选择 7

3.1.3通信扩展模块选型 9

3.2变频器的选型 10

3.2.1变频器的接线 12

3.3人机界面的选型 15

3.4温度传感器的选型 16

3.4.1PT100 热电阻的接法 17

3.5液位传感器的选型 19

3.6硬件电路设计 21

3.6.1主电路图 21

3.6.2I/O 地址表 21

3.6.3PLC 控制电路图 22

第 4 章控制系统软件设计 25

4.1组态工程设计 25

4.2触摸屏与三菱FX 系列PLC 的通信设计 27

4.2.1MCGSTPC 触摸屏与三菱FX 系列PLC 的接线方式 27

4.2.2组态设备 28

4.2.3PLC 串口通信的设置 28

4.3PLC 编程 29

4.3.1梯形图 30

第 5 章系统调试 33

5.1调试步骤 33

5.2出现的问题及解决办法 33

结论 34

致谢 35

参考文献 36

附录 37

第 1 章引言

1.1课题来源及研究意义

智能化在如今这个社会已然呈现一种不断增长的趋势，这并不像是一次偶然，而更是社会的一种必然的选择随着智能化开展程度的一直进步，基于 PLC 的化工反应罐电气控制系统在工业控制中的位置显得越来越重要，在传统化工范畴方面的运用也日益宽泛。

在传统的化工领域中，现场的化工车间里，不仅污染情况严重，而且气味难闻甚至有毒。不仅仅这样，因为仪器设备的落后，还导致了许多问题，例如温度的设定、温度实时显示的监测需要人为的介入，对身体损害大，因此许多年轻人也不是很想加入这个行业。可想而知，一个缺乏新鲜血液供入的产业，等待他的未来会是什么。在工业控制领域，如何来解决当下这样的窘境是一个普遍存在的问题。在工业的开发进程中，基于PLC 的电气控制是人们的新方向。随着社会的不停发展和智能控制技术的不断提高和普及，传统化学工业得到了极大的促进。

化工生产在我国国民经济建设中实际上占有举重若轻的位置。由于生产过程通常在高温、高压、易燃易爆的环境中进行，因此生产过程中的安全性非常重要，因此化学反应罐的电气控制系统非常必要。

1.2国内外化工反应罐电气控制系统的研究与应用概况

本课题设计的化学反应池电气控制系统主要基于 PLC 和组态技术。PLC 本质上是一种通信方法，它依靠电源来传输数据和语音信号。它能够叫做可编程逻辑和控制器。在此基础上，PLC 技术成为一种新型的应用技术。 PLC 技术主要基于计算机技术，对可编程语言进行编程以实现其功能，因此 PLC 技术易于操作且在应用中快速入门。同时，它还具备了良好的抗干扰能力，设施齐全，性价比高。因而，PLC 技术在石油、化工、汽车、制造等许多范畴具有宽泛的运用。其中，化学工业是 PLC 的主要运用领域。借助 PLC 技术来控制生产过程，不仅降低了生产成本，并且提高了控制系统的可靠性，并便于监控和管理。在化学反应罐的电气控制系统的设计中，PLC 技术是一种相对普遍的处理方法。以下是对化学反应罐电气控制系统中的 PLC 技术的简明剖析。

1.2.1国内化工反应罐电气控制系统的发展与现状

随着国内社会经济呈几何倍数的发展，我国的科学技术水平正在一直进步。因此许多具有高科技含量的技术被应用进了化工工艺生产领域，为化工领域的电气控制开创了新的发展前景，这也进一步提高了电气控制技术的标准。正因如此，为了解决眼下的问题和满足国内日常生产生活的需求，就更应该积极探索，寻求更好的解决之道。我们必须在保证电气控制技术稳定的前提下，逐步提高相干电气控制技术的利用程度，以便能更好地满足人们实际的生产生活需求。

1.2.2国外化工反应罐电气控制系统的发展与现状

目前国外的一些发达国家在电气控制技术的方面还是比较领先的，它们的发展速度远远高于国内发展的速度。在化工反应罐电气控制的方面，一些发达国家在其发展过程中的技术各有不同，侧重也并不相同。但是他们却有的共同点是对科研技术的重点发展，先一步发展。

1.3本课题的主要研究内容

本课题是以 PLC、组态工程为设计依据，以化工反应罐电气控制为基础开发的化工反应罐电气控制系统。根据项目需求，化工反应罐电气控制系统必须实现电机调速、温度设定、温度实时显示、电动机转速设定和转速实时显示、报警。

以上述的控制要求为依据，该次课程设计的构思内容主要包括以下几个层面： 1．化工反应罐电气控制系统的总体框架设计；

2.化工反应罐电气控制系统的硬件系统的构成和主控制电路的扩展设计；

3.化工反应罐电气控制系统的 PLC 编程、组态工程设计；

4.化工反应罐电气控制系统的系统集成及其功能调整与测试；

参考文献

[1]余雷声.电器控制与PLC 应用[M].西安:机械工业出版社,2002
[2]陈建明.电器控制与PLC 应用[M].天津:电子工业出版社,2005
[3]张万忠电器与 PLC 控制技术[M]..上海: 化学工业出版社,2007
[4]谢文辉.PLC 应用技术易读通[M].北京:中国电力出版社，1997

[5]郭艳萍.电气控制与PLC 技术[M].北京:北京师范大学出版社，1993
[6]朱旦.PLC 在纯净水灌装设备中的应用[J].给水排水，2000

[7]杨旭东.工天杰.刘海等.PLC 在饮料灌装机控制系统中的应用唐山学院院报[J].2000
[8]王冬梅李玉成等.PLC 在啤酒灌装压盖机上的应用[]，包装工程 2000

[9]李国厚.PLC 原理与应用没计[M].北京:北学工业出版社，2005
[10]齐占庆.机床电气控制技术[M].南京:机械工业出版社，1999

[11]廖常柯.可编程序控制器应用技术[M].重庆:重庆大学出版社，1999
[12]张万忠.可编程控制器应用技术[M].北京:化学工业出版社，2002

[13]刘永波.赵军等啤酒灌装压盖机 PLC 控制系统设计.本溪冶金高等与科学校学报.2001，(9): 63-64
[14]孙振强.可编程控制器原理及应用教程[M].北京:清华大学出版社，2005

[15]施永.PLC 技能操作[M].北京:中国劳动社会保障出版社，2006
[16]高勤.可编程控制器原理及应用[M].北京:电子工业出版社，2006
[17]翟彩萍.PLC 应用技术[M]..上海:中国劳动社会保障出版社，2006
[18]愈国亮PLC 原理与应用[M].北京:清华大学出版社，2005

[19]田恩多等.千湿粮混合干燥机的研究.农机化研究.1997，(3):55- 58

[20]赵仁良、电力拖动控制线路与技能训练[M]北京;木中国劳动社会保障出版社，2001
[21]李俊秀，赵黎明可编程控制器应用技术实训指导[M].北京:化学工业出版社，2002
[22]钟擎新，范建东可编编程控制原理及应用[M].广州:华南理工大学出版社，2007

[23]陈士祥.王祥群.高精度灌装生产线中的自动化技术应用.包装与食品机械.2004,(12): 66-67
[24]索军才.阎继宏.自动灌装线控制系统改造[J].石油化工自动化，2000

[25]伊宏业.PLC 可编程控制器教程[M].北京:航空工业出版社，1997
[26]方承远.1 工厂电气控制技术[M].北京:机械工业出版社，2000

[27]许焰.基于 PLC 的液压动力滑台控制系统改造[J].液压与气压. 2004,