水泥磨主电机稀油站控制系统设计

LOGO指导教师：蒋建虎水泥磨主电机稀油站控制系统设计班级：B110412学生：马聪聪学号：B11041222随着科学技术的发展，人们对生产设备的稳定性，高效性，低成本性要求也越来越高。水泥磨主电机稀油站肩负着主电机的润滑和温控的重担，以确保主电机始终处在一个适宜的条件下运转。本设计首先介绍了水泥磨主电机稀油站的工艺过程，分析了控制系统国内外的发展现状；根据稀油站的工艺流程设计了整体控制方案；其次进行控制系统的硬件选型、控制柜设计、接线设计和PLC软件设计；最后应用MCGSE组态软件对稀油站的运行全过程进行了监控画面的设计，建立了设备操作画面、设备状态监视画面满足设计指标要求。本设计实现了对水泥磨主电机稀油站控制系统的控制，对于确保水泥生产能安全有效的进行具有重大的现实意义。研究的课题意义论文的结构和主要内容第一部分控制系统的工艺过程第二部分控制系统硬件介绍、选型及硬件接线第三部分控制系统软件设计包括控制程序和监控界面（MCGSE组态）第一部分控制系统的工艺过程介绍1.稀油站介绍：稀油站一般由主副油泵，加热器，温度传感器，压力传感器，控制柜等组成。整个设备是围绕着润滑和控温而设计工作的。2.设备工艺流程说明：设备开启时如果油箱温度低与下限值，首先启动电加热器，对油箱进行加热，待温度达到一定值(不可超过42℃)时，加热器停止运行；主油泵启动，待油压达到下限值0.12MPa时，并且系统无任何预报警信号、供油油温满足要求时，控制柜发出允许主机启动的信号，主电机启动。主油泵仍在继续运行过程中，两主副油泵一备一用，供油压力低于下限设定值0.12MPa时，为保证供油压力，备用油泵自动启动工作，当供油压力达到设定值0.3MPa时，备用泵自动停止。工艺流程图如下图所示。工艺流程图系统总体控制框图本系统主要由PLC、上位机PC、控制柜、压力传感器、温度传感器、油位传感器、加热器、主油泵、副油泵等组成。工作过程是各个传感器采集相应的参数，然后传送给PLC，接着送给PC，PLC通过对相应参数的处理与分析自动发出相应动作指令，做出报警或控制加热器启停、主/副油泵启停、主机启停，以达到系统控制要求。系统的总体控制流程图，如下图所示。第二部分控制系统硬件设计1.控制系统整体构成图2.本设计PLC控制系统的输入输出表,I/O分配表如下表所示。3.PLC及各元件选型（1）PLC选用西门子S7—200，S7—200PLC是一种小型的可编程控制器其适应各种生产环境中的检测、监测及控制。（2）加热器的选型：加热器选用型号为SRY4-220/6的电加热器，电220V功率24kw。（3）各阀门的选型：AF—E40/0.8安全阀，DF—40的单向阀，Q11F的球阀（4）油泵驱动电机的选型：选用成本相对较低性价比高的CB—B型号的齿轮泵具体型号为CB—B125，（额定压力2.5MPa，额定流量125L/min）。其驱动电机为额定功率4KW，转速1440/min的Y112M—4—135。（5）润滑介质的选择：本设计考虑到稀油站的使用环境和液压大小选用油膜强度较高，润滑性能能较好，抗氧化能力强，稳定性较强，腐蚀作用小的N22—N23的工业润滑油。4.主电路接线图图中所示L1，L2,L3,为三相电源三个相，N为接地。QF0空气开关是整个系统电路接线图的总开关，电路图中所有的元器件所需要的电流必经由QF0开关。QF1、QF2、QF3、QF4为各支路空气开关，KM0、KM1、KM2、KM3为接触器。电路通电后QF0闭合，QF1闭合，KM0闭合1号油泵通电运转；以此类推2号油泵、电加热器、主电机。5.控制柜设计PLC主柜面图HL1主油泵HL3副油泵HL6主机停车HL11油压报警HL13油位HL15油温HL16过滤器压差第三部分控制系统软件设计1.控制程序设计控制系统主程序流程图本系统主程序采用模块化结构，包含有手动运行模块，自动运行模块，报警模块，输出模块，转换模块。开始时PLC系统通电，当按下I0.0时，系统进入手动运行状态；当再一次按下I0.0时，系统进入自动运行状态；当系统满足报警条件（VD4＜R、I0.7、I1.0、I1.1、I1.2）时，达到报警要求时，系统程序进入报警子程序；当系统满足输出条件（M2.1、M0.7、M2.2、M0.5、M0.6、M2.3或M0.2、M10.2和SM0.5等）时达到输出要求时，系统程序进入输出子程序。主程序梯形图SM0.0调用初始化子程序手动运行模块流程图系统上电后，当I0.0闭合时，程序进入手动运行状态；当I0.1、I0.2和I0.3同时闭合时泵1手动M2.1进入运行状态；当I0.1、I0.2和I0.4任意闭合时泵2手动M2.2进入运行状态；当I0.1、I0.2和I0.5同时闭合时加热器手动M2.3进入运行状态。手动运行模块梯形图系统自动运行模块流程图系统上电后，当I0.0不动作时，程序进入自动运行状态（I0.0手动自动切换）；当I0.1、I0.2任意闭合时M0.0自动状态。自动运行模块梯形图报警模块梯形图输出模块梯形图消音常闭SM0.5时钟脉冲，0.5秒为1，0.5秒为0，周期为1秒钟。2.组态软件设计系统的监控软件采用了MCGSE组态软件，其包含组态环境和运行环境两计部分。利用它来设计水泥磨主电机稀油站控制系统主要步骤有：主控窗口建立、设备窗口建立、用户窗口建立、实时数据库完成和运行策略完成五个步骤。（1）工程画面的制作：是整个工程制作的主要步骤之一，其主要目的是以实际的控制对象为模板通过绘制和动画功能的设置能够实时模拟系统的运行。它是在用户窗口中完成，由新建窗口组建。稀油站监控窗口画面制作具体步骤如下：①在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，建立“窗口0”，如下图所示。②选中“窗口0”，单击“窗口属性“，进入“用户窗口属性设置”。③将窗口名称改为：“监控窗口”；其它不变，单击“确认”，如图下所示。④在“用户窗口”中，选中“监控窗口”，双击“监控窗口”根据系统设计需要进行绘制监控窗口。最后生成的画面如下图所示。MCGS中定义的数据对象的作用域是全局的，像通常意义的全局变量一样，数据对象的各个属性在整个运行过程中都保持有效，系统中的其它部分都能对实时数据库中的数据对象进行操作处理。而数据对象是实时数据库的基本单元。构造实时数据库的过程，就是定义数据对象的过程。通过对水泥磨主电机稀油站控制系统工作要求的分析，要实现对稀油站控制系统的仿真需要以下实时数据库及数据对象方可完成。如下图所示。启动运行：在工具出口中点击“下载工程并进入运行环境”，点击“模拟运行”，无出现任何提示后，软件进入模拟运行状态，进行下一步骤。点击“工程下载”，下载所要运行的工程，工程下载完毕后，检查有无错误提示和报警提示，确认无错误报警提示可以进行下一步后。点击“启动工程”这时组态软件会进入模拟运行环境。本设计使得监控系统首先进入开机画面，如下图所示。开机画面停止3S后系统自动进入系统监控画面如下图所示。HL1主油泵HL3副油泵HL6主机停车HL11油压报警HL13油位HL15油温HL16过滤器压差点击下载配置中的“停止运行”，系统模拟停止，如下图所示。