PLC控制系统在造币退火生产中的设计与实现(杨明)

导师：井元伟教授答辩人：杨明PLC控制系统在造币退火生产中的设计与实现主要内容1绪论2退火炉PLC控制系统的硬件设计3退火炉PLC控制系统的软件设计4退火炉PLC通信的实现5结论与展望选题背景:“沈阳造币厂铜合金退火炉”工程1绪论退火热处理目的：改善产品的工艺性能，满足所要求的机械性能和使用性能。铜合金材料退火模具退火银坯饼材料退火绪论退火炉控制系统的研究现状与发展：国外:20世纪70年代日本KASHIMA钢厂美国DOFASCO公司瑞典DOMNARVET公司国内:20世纪80年代1)采用计算机控制设备:PLC、DCS2)采用现代控制理论的方法Background造币材料的特性退火原理造币材料铝合金铜合金镍包钢铜包钢各种包覆材料退火炉温度控制曲线C7700系列铜合金绪论温度加热段800度680度保温段极冷段缓冷段900度1h图1.1C7700造币铜合金坯料温度设定绪论•温度加热段保温段速冷段缓冷段1020-1080度920-980度630-680度520-560度时间（分）1216625绪论图1.2炉膛温度设定PLC特点•可靠性高，抗干扰能力强•专为适应恶劣的工业环境而设计•编程简单，使用方便•设计安装容易，维护工作量少•功能完善，通用性强•体积小，能耗低•性能价格比高2退火炉PLC控制系统的硬件设计PLC应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。(1)开关量的逻辑控制(2)模拟量控制(3)运动控制(4)过程控制(5)数据处理(6)通信及联网2退火炉PLC控制系统的硬件设计图2.1各级控制机构图2退火炉PLC控制系统的硬件设计图2.2温控系统电气原理图2退火炉PLC控制系统的硬件设计上位机监控采用组态编程组态软件的选择Wincc建立标签编辑监控画面设置运行环境在WinCC下运行项目3退火炉PLC控制系统的软件设计WinCC建立项目步骤WinCC下编辑监控画面的动态描述方法：直接与标签链接使用动态对话框用事件触发操作的链接方法C语言编程方式3退火炉PLC控制系统的软件设计退火炉PLC控制系统的软件设计下位机程序控制软件设计PLC程序设计：西门子公司SIEMENSSTEP-V5.4PLC工作原理：输入采样阶段用户程序执行阶段输出刷新阶段图3.3系统调用总结构图3退火炉PLC控制系统的软件设计图3.5模糊推理控制系统结构图A/D模糊化温度给定值模糊推理规则反模糊化D/A执行器阀门温度e热电偶——U实际温度3退火炉PLC控制系统的软件设计4退火炉PLC通信的实现系统要求检测的数据多、类别多以太网及现场总线混合网络结构PROFIBUS协议设计：复杂任务下及时完成通信任务快速简单完成数据的实时传输4退火炉PLC通信的实现三个兼容部分组成PROFIBUS-DPPROFIBUS-PAPROFIBUS-FMSPROFIBUS现场总线：用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通电力等其他领域自动化。PROFIBUS-DP：用于分散外设间的高速数据通讯，它特别为自动控制系统和设备级分散的I/O接口，使得对数据链路层的存取变得简单。DP主站之间通信：4退火炉PLC通信的实现主站2主站3主站1在退火炉控制系统的通信部分采用的是：仪表信息仪表系统PLCPLC变频调节器PROFIBUSPLC交换机：工业以太网交换机上位机（监控计算机）管理计算机以太网4退火炉PLC通信的实现主控室1#（工作站）主控室2#（工作站）上位监控机以太网以太网交换机电气系统PLC仪表系统PLC退火炉PLC的网络结构4退火炉PLC通信5结论与展望结论(1)对退火炉温度控制曲线进行了设计(2)硬件设计：退火炉控制系统的各级子系统(3)软件设计：WinCC设计监控画面(4)通信：设计了基于以太网及PROFIBUS现场总线的混合网络结构结论与展望展望(1)控制算法须进一步改善，以缩短调试时间(2)退火炉各段之间的耦合性较强，需采用更好的控制方式以提高控制精度谢谢答辩委员会的各位专家及老师！