4.完成论文的条件、方法及措施,包括实验设计、调研计划、资料收集、参考文献等内容。
拟采用拟研究方法如下:
1. 用PT100温度传感器来测量镁精炼炉中水的温度、入口温度及储水箱中水的温度。
2. 用两个液位传感器来监测镁精炼炉中的液位。若水箱中的真实液位低于或超过所设定的下线值或上限值,系统就发出警报并打开相应的电磁阀,进行放水;或启动水泵,将冷却器中的水输送到镁精炼炉中。
3. 用电加热器对镁精炼炉进行加热,使水箱中温度升高;搅拌器用来在加热的过程中进行搅拌,使水箱中温度保持恒定不变。
4. 用流量计检测水的流量并将信号传递给控制器,控制器在根据这一信号进行分析,并发出调节信号到调节器,通过调解器改变电磁阀的开度,控制流量大小。
5. 用WinCC组态软件进行系统监控界面设计,通过编程实现各个控制单元与上位机之间信息交换,实现温度在线监测和控制,并对各个测量温度的大小和变化趋势进行实时显示。控制系统装置结构图如图1所示。
图1 恒温控制系统装置结构图
技术路线:
1. 硬件系统:本次设计采用西门子S7-300系列PLC作为系统控制器的核心处理系统,除核心处理系统外,还包括温度监控系统、伺服系统以及数码显示系统等三大部分。
2. 软件系统:使用STEP7-5.4编程软件编写控制程序对PLC编程、调试、监控,并用WinCC监控组态软件设计恒温系统监控界面,实时显示各个温度的大小和变化曲线,实现温度在线监测和控制。
能够取得的预期成果:
本次设计利用S7-300常规PID控制器对水箱的温度进行控制,可以获得满足工业控制要求的控制效果,能减小超调量和调节时间,而且其抗干扰能力也大大加强。采用上位机来实现与PLC连接使其呈现出强大的功能,高速的计算,通讯能力使其能完成比较复杂的算法。
采取方案的可行性分析:
根据恒温控制系统的要求,本设计由S7-300PLC作为中央处理单元,WinCC作为监控组态软件,实现恒温控制系统实时监控。系统由硬件和软件两部分软件构成。本设计由PC机作为上位机对整个系统进行监控,S7-300PLC作为下位机完成具体控制要求,上位机与下位机之间的通信通过以太网的联接来达到通信的状态要求,以便更好的完成对系统的监控。
图2 系统总体结构
工作进度:
设计总共16周。具体安排如下:
2024.03.04~2024.03.15:调研、收集资料(书籍和案例)、外文翻译;
2024.03.18~2024.03.22:撰写开题报告
2024.03.25~2024.03.29:完成系统需求分析,画出需求分析框图和系统结构图,最后确定方案;
2024.04.01~2024.05.17:系统的具体实现,编程;
2024.05.20~2024.05.31:系统调试(包括测试)和修改;
2024.06.03~2024.06.21:论文撰写、装订与提交,准备答辩。
参考文献:
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