基于PLC热等静压机电器控制系统的设计与实现

摘要

热等静压机的组成较为复杂，包括气体、加热、液压、冷却等系统，设备布局占地面积大，各控制和执行元器件因安装要求较为分散，电器控制系统的可靠性和安全互锁要求是设备关注的重点。基于PLC电器控制系统的设计不仅是打破传统的电器集中控制热等静压机的模式，同时通过优化硬件组态、模块化程序设计、软件模拟仿真、动态视窗控制实现了设备多任务窗口对接、在线监测和故障处理的自动化要求，是解决复杂设备控制可靠性和安全互锁要求的工程化应用的一种手段。
　　本文通过应用PLC控制设备，选择基于目前国际上通用的Profibus DP现场总线的分布式I/O模块，在Step7软件开发平台上进行硬件组态、程序设计，利用其开放式、高灵活性、高可靠性等优势，开发过程控制自动化领域的高端应用，目的是降低复杂设备系统的调试和现场布线难度，缩短设计开发周期，提高故障处理效率，并为多任务系统提供灵活机动的扩展方案。
　　热等静压设备的加热系统和温度控制系统是电器控制系统的重要组成部分，本文分析介绍了热等静压设备的加热系统和温度控制系统的组成。PID控制作为最常用的控制手段，本文分析了其优点与不足，并对PID控制参数的整定方法进行了研究。
　　WinCC（Windows Control Center，窗口控制中心）是西门子公司（Siemens）实现PLC与上位机之间的通讯及上位机监控画面的制作的组态软件。主要介绍如何利用WinCC建立监控画面，使监控画面根据现场实际情况动态显示。以热等静压设备的控制系统为例，介绍了使用WinCC系统的硬件配置，组态监控系统，创建动态人机界面，实现过程监控的具体步骤。
　　本文结合公司多年的热等静压机电器控制系统的设计经验，对设计对象进行现场技术调研，摸底设备存在的可靠性和安全性问题，通过需求分析、系统设计，对进口热等静压设备的电器控制系统进行全面升级改造。经过现场性能、功能检测，设备电器控制系统自动化升级改造满足用户协议要求，为公司热等静压机设计规范提供了坚实的理论基础和工程应用支撑。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1课题研究的背景及意义

1.2课题研究的来源

1.3国内外研究现状

1.4课题主要研究内容与目标

1.5系统的技术路线

1.6课题主要的章节安排

第二章 控制实现的研究理论及技术简介

2.1 开发工具介绍

2.2分布式I/O技术

2.3 PID调节和温度控制理论

2.4 本章小结

第三章 控制系统的需求分析

3.1技术调研

3.2控制系统的需求分析

3.3控制软件内部数据需求

3.4系统架构及开发运行环境需求

3.5计算软件需求

第四章 热等静压机电器控制系统的设计

4.1控制系统硬件配置

4.2符号表定义

4.3块定义

4.4数据块定义

4.5 组织块的编程

4.6 加热控制的设计

4.7 辅机控制的设计

4.8 输出控制的设计

4.9 关键技术设计

4.10 本章小结

第五章 控制系统的实现

5.1 硬件配置功能实现

5.2 符号表的实现

5.3 块的实现

5.4 加热控制的实现

5.5 辅机控制的实现

5.6 输出控制的实现

5.7 报警控制的实现

5.8模拟量定标的实现

5.9计算机监控系统的实现

5.10 本章小结

第六章 系统测试

6.1基于PLCSIM模拟仿真的测试

6.2系统的现场调试

6.3系统测试结论

6.4本章小结

第七章 全文总结与展望

7.1 全文总结

7.2 后续工作展望

致谢

参考文献