1、畢業設計（論文）基于組態的苯基苯酚甲醛樹脂中式反應裝置的自動控制Based King View phenyl phenol formaldehyde resin reactor Chinese Automatic Control 班級 機械制造與自動化（過程裝備） 學生姓名 學號 指導教師 職稱 教授 講師 導師單位 徐州工業職業技術學院 論文提交日期 2013年11月11號 徐州工業職業技術學院畢業設計（論文）任務書 課題名稱 基于組態的苯基苯酚甲醛樹脂 中式反 應裝置的自動控制 課題性質 班 級 過程裝備 學生姓名 導師職稱 教授 講師 一選題意義及背景為推動了苯基苯酚的應用和合成工藝的發

2、展。本論文對制造苯基苯酚甲醛樹脂的中式反應進行自動化處理，以達到批量生產。在此項目中采用三菱PLC軟件編程控制以及組態軟件控制。二畢業設計（論文）主要內容：本論文研究內容是應用三菱PLC，通過三菱PLC的編程軟件將程序輸入PLC中，以達到生產苯基苯酚甲醛樹脂中式反應裝置的自動控制以及組態王軟件對苯基苯酚甲醛樹脂生產進行自動化生產3 計劃進度：1、 第一周 查閱相關資料，確定設計大綱2、 第二周 熟悉工藝流程，對裝置硬件設備進行選型，并進行電路的設計3、 第三周 應用組態軟件進行相應設置4、 第四周 PLC梯形圖設計5、 第五周 對論文進行修改6、 第六周 準備答辯四畢業設計（論文）結束應提交的

3、材料：1、論文2、電路配線圖3、程序梯形圖4、組態指導教師 教研室主任 年 月 日年 月 日論文真實性承諾及指導教師聲明學生論文真實性承諾本人鄭重聲明：所提交的作品是本人在指導教師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，內容真實可靠，不存在抄襲、造假等學術不端行為。除文中已經注明引用的內容外，本論文不含其他個人或集體已經發表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。如被發現論文中存在抄襲、造假等學術不端行為，本人愿承擔本聲明的法律責任和一切后果。畢業生簽名： 日 期： 指導教師關于學生論文真實性審核的聲明本人鄭重聲明：已經對學生論文所涉及的內容進行嚴格

4、審核，確定其內容均由學生在本人指導下取得，對他人論文及成果的引用已經明確注明，不存在抄襲等學術不端行為。指導教師簽名： 日 期： IV摘要可編程控制器PLC是專為工業應用而設計的進行數字運算操作的電子控制裝置。由于其具有可靠性高，功能強，編程簡單，人機交互界面友好等特性而廣泛用于工業控制系統。本文以三菱PLC為代表，結合組態王工業自動控制系統針對其主要特點及在苯基苯酚甲醛樹脂生產中的應用問題進行探討， 以期通過本文的闡述促進三菱PLC技術在工業電氣自動化中的推廣應用，以及苯基苯酚甲醛樹脂的自動化生產。設計的程序要求完成該裝置自動運行功能如：自動計量加料過程、溫度自動檢測、壓力檢測、變頻調速等。

5、合理分配PLC后模塊應用。關鍵詞：PLC 組態 自動控制 變頻調速SummaryProgrammable controller PLC is designed for industrial applications designed for digital electronic control unit arithmetic operations.Because of its high reliability, powerful, simple programming,interactive features such as user-friendly and widely used in i

6、ndustrial control systems.In this paper,as the representative of Mitsubishi PLC combined king view industrial automatic control system for its main characteristics and the phenyl phenol formaldehyde resin production application problems are discussed, in order to promote the adoption of this exposit

7、ion Mitsubishi PLC technology in the promotion of industrial electrical automation applications, and phenyl phenol form aldehyde resin automated productionKey words: PLC automatic control inverter configuration3目錄摘要1Summary2第一章 緒論11.1 課題背景背景及研究目的和意義11.2 PLC以及組態軟件在行業中的應用與發展11.3畢業設計研究內容1第二章 工藝流程及控制要求1

8、2.1 工藝簡介12.2 控制要求2第三章、硬件組成23.1 可編程控制器的基礎23.1.1可編程控制器的基本概念23.1.2 PLC的硬件結構33.1.2.1、中央處理器CPU33.1.2.2存儲器33.1.2.3、輸入/輸出接口電路33.1.4 PLC的工作方式53.1.5 PLC選型63.1.6 Fx2N-4AD特殊功能模塊簡介363.1.6.1、簡介63.1.6.2、外形尺寸73.1.6.3 配線73.1.6.4 安裝使用說明83.1.6.5 緩沖存儲器（BFM）的分配93.1.6.6通道選擇103.1.7 Fx2N-4DA特殊功能模塊簡介4103.1. 8Fx2N-4AD-PT特殊功

9、能模塊113.1.8.1 外形尺寸123.1.8.2 環境指標123.1.8.3電源指標123.1.8.4 性能指標123.2、電動執行機構173.2.1 電動執行機構的分類173.2.2電動調節閥的選型173.2.3 主要技術參數173.2.3.1執行機構173.4 變頻器183.4.1定義183.4.2變頻器的基本工作原理183.4.3變頻器選型193.4.4變頻器標準接線圖和端子規格203.4.4.1標準接線圖203.4.4.2輸入輸出端子規格說明203.5 壓力傳感器223.6 液位計選型243.7 PT100傳感器24第四章 使用軟件介紹2541 PLC軟件編程2542 組態王軟件的

10、介紹26第五章 設計思想及程序335.1計量加料控制365.2溫度控制及反饋395.2.1溫度檢測4053壓力檢測4054變頻器調速4155開關量的閥門控制42總結44致謝45第一章 緒論1.1 課題背景背景及研究目的和意義苯基苯酚甲醛樹脂產品外觀為淡黃色至紅棕色粘稠液體或透明固體，能溶于乙醇。有熱塑性和熱固性兩種。目前以油溶性鄰苯基苯酚甲醛樹脂為主，能做出壽命長、而且對水和堿穩定性能極好的清漆，這種清漆具有極強耐久性和耐候性，特別適用于潮濕寒冷和海上船只使用。尤其是船舶漆，具有極佳的耐久性，特別適用于海上船只。我國鄰苯基苯酚生產始于20世紀70年代后期，主要為上海染料化工廠、天津市衛津化工廠

11、、錦西化工總廠、大連化工研究院等從磺化法苯酚的蒸餾殘渣中回收，先后逐步停產。1998年葫蘆島市洋洋化工有限公司建成年產250噸鄰苯基苯酚裝置從磺化法苯酚的蒸餾殘渣中提取鄰苯基苯酚，同時聯產對苯基苯酚。但隨著磺化法生產苯酚裝置的關停并轉，鄰苯基苯酚產量越來越少，主要依賴進口。2003年鹽城市華業醫藥化工有限公司在國內首家建成了年產200噸環己酮路線合成鄰苯基苯酚新工藝中試裝置，促進苯基苯酚的應用開發。據資料分析我國市場需求量約為15002500噸/年， 目前遠遠不能滿足需求，隨著我國石油化工快速發展，應盡快利用環己酮一步法催化合成苯基苯酚技術進行商品化開發。1為推動了苯基苯酚的應用和合成工藝的發

12、展。本論文對制造苯基苯酚甲醛樹脂的中式反應進行自動化處理，以達到批量生產。在此項目中采用三菱PLC軟件編程控制以及組態軟件控制。1.2 PLC以及組態軟件在行業中的應用與發展PLC的快速發展發生在上世紀80年代至90年代中期。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數字運算能力、人機接口能力和網絡能力得到了很大的提高和發展。PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取得了在過程控制領域處于統治地位的DCS系統。PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、變成簡單等特點。20世紀80年代，由于計算機和微電子技術的迅猛發展，使得PLC功能日益增強，可進行模擬量控制、位置控制和PID控制

13、等。所以現在的PLC的功能已遠遠超出邏輯控制的功能，故稱為“可編程控制器”，簡稱PC，但為了不和個人計算機混肴，故仍習慣用PLC作為可編程控制器的縮寫。目前PLC已廣泛應用于各工業領域，成為現代化控制的三大支柱（PLC、機器人和計算機輔助設計/制造）之一。1.3畢業設計研究內容本論文研究內容是應用三菱PLC，通過三菱PLC的編程軟件將程序輸入PLC中，以達到生產苯基苯酚甲醛樹脂中式反應裝置的自動控制以及組態王軟件對苯基苯酚甲醛樹脂生產進行自動化生產。第二章 工藝流程及控制要求 2.1 工藝簡介苯基苯酚甲醛樹脂生產工藝分為兩個部分，第一部分為鄰苯基苯酚和甲醛進行催化縮合合成樹脂，第二部分為蒸餾脫

14、水及溶劑制得產品。工藝流程圖如圖2-1：圖2-12.2 控制要求1、加料控制：根據生產要求，要求將37%的甲醛水溶液和乙醇按設定的比例計量自動加入到反應釜中，也可以操作者手動完成。啟動蒸汽加熱，當溫升至50°C時加入催化劑，加入催化劑由人工完成。2、反應階段：加入催化劑后，對反應釜繼續進行加熱；同時開啟電動機對物料進行攪拌，反應釜內反應溫度為溫度控制在110°C左右，夾套內溫度在200°C以內，液相間溫度控制在110°±5°C。控制攪拌轉速為50-100r/min，反應時間為5-6h.整個過程溶液基本沒什么變化。反應釜內壓力控制在6k

15、gf（=0.6Mpa）以內。3、過濾冷凝：將反應后物料放入抽濾罐中，開啟水環式真空泵抽濾機(抽濾瓶配以布氏漏斗，用銅絲網代替濾紙)，先過濾掉催化劑，將催化劑倒入回收瓶中，得到渾濁的深清色濾液。將濾液倒入蒸餾釜中，按堿性離子交換樹脂催化法中的濾液蒸餾方法操作，同樣進行加熱攪拌蒸餾，當無溜出液時，停止加熱；進入冷凝階段，待溫度在甲醛沸點時，打開甲醛接收罐，待溫度在乙醇沸點時打開乙醇接收罐的閥門。第三章、硬件組成3.1 可編程控制器的基礎3.1.1可編程控制器的基本概念可編程控制器（Programmable Controller）是計算機家族中的一員,是為工業控制應用而設計制造的。PLC是一種數字運

16、算操作系統，專為在工業環境下應用而設計，它采用可編程的存儲器，用來在其內部執行邏輯運算、順序控制、定時計數等的指令，并通過輸入和輸出控制各種類型機械或生產過程。23.1.2 PLC的硬件結構PLC是一種適用于工業級控制的專用電子計算機，采用了典型的計算機結構，硬件系統結構如圖3-1圖3-13.1.2.1、中央處理器CPUCPU是整個PLC的核心，CPU在整個PLC控制系統中的作用就像人的大腦一樣，是一個控制指揮的中心。在PLC中，CPU是按照固化在ROM中的系統程序所設計的功能來工作的，它能監測和診斷電源、內部電路工作狀態以及用戶程序中的語法錯誤，并按照掃描方式執行用戶程序。它的執行過程如下：

17、（1） 取樣外部輸入信號送入輸入映像存儲器中存儲起來。（2） 按存儲的先后順序取出用戶指令，進行編譯。（3） 完成用戶指令規定的各種操作。（4） 將輸出映像存儲器中的結果送到輸出端子。（5） 響應各種外部設備（如編程器、打印機等）的請求。3.1.2.2存儲器PLC的存儲器分為系統存儲器和用戶存儲器，提供PLC文件 運行平臺。系統存儲器用來存放系統程序，完成系統診斷、命令解釋、功能子程序調用管理、邏輯運通信及各種參數設定等功能。用戶存儲器用來存放用戶編制的梯形圖程序或用戶數據，一般由RAM、EPROM、EEPROM構成。RAM是隨機存取存儲器，它工作速度高、價格低、改寫方便，為防止掉電時信息的丟

18、失，常用高效的鋰電池作后備電源。3.1.2.3、輸入/輸出接口電路輸入/輸出接口電路就是將PLC與現場各種輸入輸出設備連接起來的部件。PLC應用于工業現場，要求其輸入接口能將現場的輸入信號轉換成微處理器能接收到信號，且最大限度地排除干擾信號，提高可靠性；輸出接口能將微處理器送出的弱電信號放大成強電信號，以驅動各種負載，因此PLC采用了專門設計的輸入輸出接口設備。1、輸入接口電路 輸入接口電路一般由光電耦合電路和微電腦輸入接口電路組成。采用光電耦合電路實現了現場輸入信號CPU電路的電氣隔離，增強了PLC內部與外部電路不同電壓之間的電氣安全，同時通過電阻分壓及RC濾波電路，可濾掉輸入信號的高頻抖動

19、和降低干擾噪聲，提高PLC輸入信號的抗干擾能力。直流輸入的接口電路如圖3-2圖3-2直流輸入的接口電路2、輸出接口電路 輸出接口電路通常有3種類型：繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型。繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型的輸出電路類似，只是晶體管或晶閘管代替繼電器來控制外部負載。3、擴展接口和通信接口 PLC的擴展接口的作用是將擴展單元和功能模塊與基本單元相連，使PLC的配置更加靈活，以滿足不同控制系統的需要；通信接口的功能是通過這些通信接口可以和監視器、打印機、其他的PLC或是計算機相連，從而實現“人-機”或“機-機”之間的對話。3.1.2.3電源PLC一般使用220V交流電源或2

20、4V直流電源，內部的開關電源為PLC的中央處理器、存儲器等電路提供5V、12V、24V直流電源，使PLC能正常工作。3.1.3PLC的特點（一）可靠性高，抗干擾能力強PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統的1/101/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現代大規模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機

21、外電路來說，使用PLC構成控制系統，和同等規模的繼電接觸器系統相比，電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現故障時可及時發出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統具有極高的可靠性也就不奇怪了。（二）硬件配套齊全，功能完善，適用性強PLC發展到今天，已經形成了大、中、小各種規模的系列化產品，并且已經標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統配置，組成不同功能、不同規模的系統。PLC的安裝接線

22、也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強的帶負載能力，可直接驅動一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規模的工業控制場合。除了邏輯處理功能以外，現代PLC大多具有完善的數據運算能力，可用于各種數字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發展，使用PLC組成各種控制系統變得非常容易。（三）易學易用，深受工程技術人員歡迎PLC作為通用工業控制計算機，是面向工礦企業的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量

23、開關量邏輯控制指令就可以方便地實現繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業控制打開了方便之門。（四）容易改造系統的設計、安裝、調試工作量小，維護方便，容易改造。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設計法。這種編程方法很有規律，很容易掌握。對于復雜的控制系統，梯形圖的設計時間比設計繼電器系統電路圖的時間要少得多。PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經過改變程序改變生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。（五）體積小，重量輕，能耗低以超小型PL

24、C為例，新近出產的品種底部尺寸小于100mm，僅相當于幾個繼電器的大小，因此可將開關柜的體積縮小到原來的1/21/10。它的重量小于150g，功耗僅數瓦。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的理想控制器。3.1.4 PLC的工作方式1、輸入采樣階段。在此階段，順序讀入所有輸入端子通斷狀態，并將讀入的信息存入內存，接著進入程序執行階段，在程序執行時，即使輸入信號發生變化，內存中輸入信息也不變化，只有在下一個掃描周期的輸入采樣階段才能讀入信息。2、程序執行階段。PLC對用戶程序進行掃描。3、輸出刷新階段。當所有指令執行完畢通過隔離電路，驅動功率放大器，電路是輸出端子向外界輸出控制信號驅動

25、外部負載。PLC工作流程圖如圖3-3：PLC工作過程流程圖3-33.1.5 PLC選型對控制器的基本要求是，能夠實時顯示采集閥門狀態信息，并加以分析、判斷，控制電動閥門的正確運行，實時顯示電動閥門的開度，同時保持與控制中心的通信。考慮開關量輸入輸出的數量，模擬量輸入精度及連鎖等各方面情況，選用三菱PLC系列-FX2n-48MR，本機帶有24個輸入點和24個輸出點，FN2N是FX2N系列中功能最強速度最高的微型PLC，內置用戶存儲器8K步，可擴展到16K步，最大可擴展到256個I/O點，可有多種特殊功能擴展，實現多種特殊控制功能（PID、高速計數、A/D、D/A、等）。有功能很強的數學指令集。通

26、過通信擴展板或特殊適配器可實現多種通信和數據鏈接。3.1.6 Fx2N-4AD特殊功能模塊簡介33.1.6.1、簡介Fx2N-4AD模塊特殊模塊有四個輸入通道。輸入通道接收模擬信號并將其轉化成數字量，這成為A/D轉換。Fx2N-4AD最大分辨率是12位。基于電壓或電流的輸入/輸出的選擇通過用戶配線來完成，可選用的模擬值范圍是-10V到10VDC(分辨率 5mV),并且/或者4到20mA，-20到20mA（分辨率：20uA）Fx2N-4AD和FX2n主單元之間通過緩沖存儲器交換數據，Fx2N-4AD消耗FX2n主單元或有源擴展單元5V電源槽30mA的電流。3.1.6.2、外形尺寸圖3-43.1.

27、63 配線配線圖如圖3-5：圖3-53.1.6.4 安裝使用說明3.1.6.4.1 環境指標項目說明環境指標（除下面一項之外）與FX2n主單元的相同耐壓絕緣電壓5000VAC,1分鐘（在所有端子和地之間）表3-13.1.6.4.2 電源指標項目說明模擬電路24DC±10%,55mA(源于主單元的外部電源)數字電路5VDC,30mA（源于主單元的內部電源）表3-23.1.6.4.3性能指標模擬輸出表3-3模擬輸入繼續.圖3-6注：預設范圍根據模擬模塊緩沖存儲器的適當設置進行選擇。所選電流/電壓輸入必須和正確的輸入端子連接相匹配。3.1.6.5 緩沖存儲器（BFM）的分配表3-4續表3-

28、4帶*號的緩存器（BFMS）可以使用TO指令從PLC寫入。不帶*號的緩沖存儲器的數據可以使用FROM指令讀入PLC在從模擬特殊功能模塊讀出數據之前，確保這些設置已經送入模擬特殊功能模塊中。否則，將使用模塊里面以前保存的數值。緩沖存儲器提供了利用軟件調整偏移和增益值的手段。偏移（截距）：當數字輸出為0時的模擬輸入值。增益（斜率）：當數字輸出為+1000時的模擬輸入值。3.1.6.6通道選擇通道的初始化由緩沖存儲器BFM#0中的4位十六進制數字H0000控制。第一位字符控制通道1，而第四個字符控制通道4。設置每一個字符的方式如下：O=0：預設范圍（-10V到10V）O=2：預設范圍（-20mA到2

29、0mA）O=1：預設范圍(+4mA到+20mA)O=3:通道關閉OFF模擬到數字轉換速度的改變在FX2n的BFM#15中寫入0或1，就可以改變A/D轉換的速度。不過要注意下列幾點：為保持高速轉換率，盡可能少地使用FROM/TO指令。注：當改變了轉換速度后，BFM#1-#4將立即設置到缺省值，這一操作將不考慮他們原有的數值。如果速度改變作為正常程序執行的一部分時，請記住此點。3.1.7 Fx2N-4DA特殊功能模塊簡介4Fx2N-4DA模塊特殊模塊有四個輸出通道。輸出通道接收數字信號并轉化成等價的模擬信號，這成為D/A轉換。Fx2N-4DA最大分辨率是12位。基于輸入/輸出的電壓電流選擇通過用戶

30、配線來完成，可選用的模擬值范圍是-10V到10VDC(分辨率 5mV),并且/或者0到20mA，（分辨率：20uA），可被每個通道分別選擇。Fx2N-4DA和FX2n主單元之間通過緩沖存儲器交換數據，Fx2N-4DA共有32個緩沖存儲器（每個是16位）。Fx2N-4DA占用FX2n擴展總線的8個點。這8個點可以分配成輸入或輸出。Fx2N-4DA消耗FX2n主單元或有源擴展單元5V電源槽30mA的電流。表3-5緩沖存儲器(BFM)的分配FX2n-4DA和MPU之間通過緩沖存儲器（16位32點RAM）傳輸數據1、BFM#0輸出模式選擇：BFM#0的值使每個通道的模擬輸出和電流輸出之間切換。采用4位

31、十六進制數的形式，第一位數字是通道1（CH1）的命令，而第二位數字則是通道2的（CH2）,以此類推，這四個數字值分別代表下列項目：O=0：設置電壓輸出模式（-10V到10V）O=1：設置電流輸出模式（+4mA到+20mA）O=2：設置電流輸出模式（0mA到+20mA）3.1. 8Fx2N-4AD-PT特殊功能模塊Fx2N-4AD-PT特殊功能模塊將來自四個箔溫度傳感器（PT100，3線，100）的輸入信號放大，并將數據轉換成12位的可讀數據，存儲在主處理單元（MPU）中，攝氏度和華氏度數據都可讀取，讀分辨率是0.2°C到0.3°C/0.36°F到0.54°

32、;F，所有的數據傳輸和參數設置都可以通過Fx2N-4AD-PT占用Fx2N擴展總線的8個點。這8個點可以分配成輸入或輸出。Fx2N-4AD-PT消耗FX2n主單元或有源擴展單元5V電源槽30mA的電流。3.1.81 外形尺寸圖3-7463.1.8.2 環境指標項目說明環境指標（除下面一項之外）與FX2n主單元的相同耐壓絕緣電壓5000VAC,1分鐘（在所有端子和地之間）表3-63.1 .8.3電源指標項目說明模擬電路24V±10%,50mA數據電路50VDC,30mA（源于主單元的內部電源）表3-73.1.8.4 性能指標項目攝氏度華氏度通過讀取適當的緩沖區,可以得到和°F

33、兩種數據模擬輸入信號箔溫度PT100傳感器（100），3線，4通道（CH1，CH2，CH3，CH4），3850PPM/,DIN43760,JISC1604-1989傳感器電流1mA傳感器 100 PT100補償范圍-100到+600-148到+1112數字輸出-1000到6000-1480到+1112012位轉換11數據位+1符號位最小可測溫度0.2到0.30.36°F到0.54°F總精度全范圍的±1%（補償范圍）參考7.0節的特殊EMC考慮轉換速度4通道15ms表3-8模擬輸入繼續.圖3-8緩沖存儲器（BFM）的分配BEM內容*#1-#4將被平均的CH1到CH4

34、的平均溫度可讀值（1到4,096）缺省值=8*#5-#8CH1到CH4在0.1單位下的平均溫度*#9-#12CH1到CH4在0.1單位下的當前溫度*#13-*#16CH1到CH4在0.1°F單位下的平均溫度*#17-*#20CH1到CH4在0.1°F單位下的當前溫度*#21-*#27保留*#28數字范圍錯誤鎖存#29錯誤狀態#30識別號K2040#31保留表3-9各模塊接線圖如下：1、 3.2、電動執行機構 3.2.1 電動執行機構的分類根據控制模式的不同，電動執行機構又可以分為兩大類：（1）開關型電動執行機構：執行機構只能接受“開”、“關”或“停”信號，啟動次數達600次

35、/小時。（2）調節型電動執行機構：可以接受“開”“關”或“停”信號和模擬控制信號，甚至可以組成總線控制網絡，啟動次數可達1200次/小時以上。3.2.2電動調節閥的選型本項目中，有用到模擬量的電動伺服閥，也用到了開關量的電動閥。（1）模擬量電動執行機構依據工藝條件控制要求，電動執行器的作用是能夠控制其閥門開和大小，從而控制甲醛和乙醇的量。比例為1:1.31.4。為保證工作安全，本項目選用QS智能型電動執行機構，它是由PLS智能型電動執行器與優質的國產閥門相組合而成，是一種高性能調節閥，可廣泛應用于電力、冶金、石油、化工、醫藥、鍋爐、等行業的自動控制系統中。電動執行機構接受420mA控制信號，改

36、變閥門的開度，同時將閥門的隔離信號反饋給控制系統，實現對壓力、溫度、流量、液位等參數的調節。開關量的電動調節閥選用DKZ-540M/DKZ-5400M 6400N直行程電動執行機構 防爆型。電動執行機構接受420mA控制信號，改變閥門的開關。3.2.3 主要技術參數3.2.3.1執行機構（1）型式：PLS智能型直行程執行機構輸入信號:420mADC輸入阻抗：250輸出信號：420mADC輸出最大負載:<650斷信號閥位置：可任意設置為保持/全開/0100%間預置的任意值電源:220V±10%/50Hz推力規格：1KN 2KN 4KN 8KN 10KN 16KN 20KN 25K

37、N 閥作用形式：任意設置正/反作用防護等級:IP65基本誤差：±1.0%死區：1.0%環境溫度：-10+65°C（2）DKZ-540M/DKZ-5400M 6400N直行程電動執行機構 防爆型輸出推力：6400N行程：40mm電源：220V輸出信號：開關量信號s行程時間：323.2.3.2閥體公稱通徑：25mm公稱壓力：PN1.6MPa連接形式：法蘭連接按JB79-94標準材料：1Cr18Ni9上閥蓋：常溫型:-17+220°C 填料：聚四氟乙烯3.3三相異步電動機 根據使用要求，選用型號為Y2-90L-4電動機 頻率：50HZ 功率：1.5KW 轉速：1390r

38、/min3.4 變頻器3.4.1定義變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。3.4.2變頻器的基本工作原理異步電動機的同步轉速，即旋轉磁場的轉速為： （1-1） 式中 -同步轉速（r/min） -定子電流頻率（Hz）P-極對數異步電動機的軸轉速為 n60f(1s)/p (1-2) 式中 s異步電動機轉差率；改變異步電動機的供電頻率，可以改變其同步轉速，實現調速的運行。對異步電動機進行調速控制時，希望電動機的主磁通保持額定值不變。磁通太弱，則鐵心利用不充分，同樣的轉子電流下，電磁轉矩小，電動機的負載能力下降；磁通太強，則處于過勵磁狀態，使勵磁電流過大，這就限制

39、了定子電流的負載分量，為使電動機不過熱，負載能力也要下降。異步電動機的氣隙磁通（主磁通）是由定、轉子合成磁動勢產生的。轉速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變電動機的轉速，當頻率f在050Hz的范圍內變化時，電動機轉速調節范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動機電源頻率實現速度調節的，是一種理想的高效率、高性能的調速手段。變頻器其工作原理是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。變頻器主要是由主電路、控制電路組成：(1)主電路是給異步電動機提供調壓調頻電源的電力變換部分，它由三部分構成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產生的電壓脈動的“平波

40、回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。(2)控制電路是給異步電動機供電（電壓、頻率可調）的主電路提供控制信號的回路，它有頻率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機的“速度檢測電路”，將運算電路的控制信號進行放大的“驅動電路”以及逆變器和電動機的“保護電路”組成。3.4.3變頻器選型我們現在使用的變頻器主要采用交直交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環節、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IG

41、BT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環節為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。根據所選電機以及性能要求本項目采用FR-S520-1.5KW的三菱變頻器。FR-S520-1.5KW的三菱變頻器介紹如下：3.4.4變頻器標準接線圖和端子規格3.4.4.1標準接線圖圖3-93.4.4.2輸入輸出端子規格說明（1） 主回路端子記號端子名稱內容說明L1，L2，L3(注)電源輸入連接工頻電源U,V,W變頻器輸出連接三相鼠籠電機-直流電壓公共端此端子為直流電壓公共端子。與電源和變頻器輸出沒有絕緣。+,P1連接改善功率因數直流電抗器拆下端子+-P1間的短路片，連接選件改善功率因數用直流電抗器（FR-BE

42、L）接地變頻器外殼接地用，必須接大地圖3-10（注）單相電源輸入時，變成L1，端子。（2） 控制回路端子記號端子名稱內容說明輸入信號接點輸入STF正轉啟動STF信號ON時為正轉，OFF時為停止指令STF、STR信號同時為ON時為停止指令。STR反轉啟動STR信號ON時為反轉，OFF時為停止指令根據輸入端子功能選擇（Pr.63）可改變端子的功能（*4）RH,RM,RL多段速度選擇可根據端子RH、RM、RL、信號的短路組合，進行多段速度的選擇。速度指令的優先順序是JOG,多段速設定（RHRM、REL），AU的順序。SD(*1)接點輸入公共端（漏型）此為接點輸入（端子STF、STR、RH、RM、RL

43、）的公共端子。端子5和端子SE被絕緣。PC(*1)外部晶體管公共端DC24V電源接點輸入公共端（源型）當連接程序控制器（PLC）之類的晶體管輸出（集電極開路輸出）時，把晶體管輸出用的外部電源接頭連接到這個端子，可防止因回流電流引起的誤動作。PC-SD間的端子可作為DC24V 0.1A的電源使用選擇源型邏輯時，為輸入接點信號的公共端子輸入信號10頻率設定用電源DC5V,容許負荷電流10mA。頻率設定2頻率設定（電壓信號）輸入DC0-5V(0-10V)時，輸出成比例：輸入5V(10V)時，輸出為最高頻率。5V/10V切換用Pr.73 “0-5V,0-10V選擇”進行。輸入阻抗10K,最大容許輸入電

44、壓為20V.4頻率設定（電流信號）輸入DC4-20mA,出廠時調整為4mA對應0Hz,20mA對應60Hz,最大容許輸入電流為30mA,輸入阻抗為250。電流輸入時，請把信號AU設置為ON.AU信號用Pr.60Pr.63(輸入端子選擇)設定。5輸入設定公共輸入端此端子為頻率設定信號（端子2.4）及顯示儀表端子“AM”的公共端子，端子SD和端子SE被絕緣。請不要接地。輸出信號ABC報警輸出表示變頻器的保護功能工作，輸出停止的輸出接點。AC230V 0.3A DC30V 0.3A。報警時B-C之間不導通（A-C間不導通）（*6）根據輸出端子功能選擇Pr.64,Pr.65,可以改變端子的功能（*5）

45、集電極開路RNU變頻器運行中變頻器輸出頻率高于啟動頻率時（出廠為0.5Hz可變動）為低電平，停止及直流制動時為高電平，容許負荷DC24V 0.1ASE集電極開路公共變頻器運行時端子RUN的公共端子，端子5及端子SE被絕緣。模擬AM模擬信號輸出從輸出頻率，電機電流選擇是一種作為輸出。輸出信號與各監視項目的大小成比例。出廠設定的輸出項目：頻率容許負荷電源1mA輸出信號 DC 05V通信-RS-485接口（*3）用參數單元連接電纜（FR-CB201205）,可以連接參數單元（FR-PU04）。可用RS-485進行通信運行。表3-11*1.端子SD，PC不要相互連接，不要接地。漏型邏輯（出廠設定）時，

46、端子SD3.5 壓力傳感器壓力傳感器是工業實踐中最為常用的一種傳感器。一般普通壓力傳感器的輸出為模擬信號，模擬信號是指信息參數在給定范圍內表現為連續的信號。 或在一段連續的時間間隔內，其代表信息的特征量可以在任意瞬間呈現為任意數值的信號。而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。AST4600AST4600防爆壓力傳感器/變送器已通過CSA30(UL 1203)1類1級防爆A、B、C、D組認證。它結構堅固、原廠全密封，是AST專門針對各種要求嚴格的防爆環境使用而設計的高性價比傳感器。6優點- 全不銹鋼整體結構- 無油、無焊接、無O形圈- 使用溫度范圍

47、廣- 壓力范圍由0-50至0-10000 PSI（出廠前經滲漏檢驗）- 低靜態及溫度誤差- 整體設計，可應用于惡劣環境- 可使用在對不銹鋼兼容的液體和氣體電路參數輸出訊號4-20mA1-5V, 1-6V供電電源10-28VDC10-28VDC輸出阻抗>10k Ohms<100 Ohms, Nominal耗電量25mA, Max<10mA頻帶寬(-3dB): DC to 250 Hz(-3dB): DC to 1kHz輸出訊噪-<2mV RMS零點偏差<±1% of FS<±1% of FS滿量程偏差<±2% of FS&l

48、t;±1.5% of FS輸出負載0-800 Ohms10-28VDC5k Ohms, Min.反向保護25°C (77°F) 的性能精度(#1)< ±0.25% BFSL穩定性(一年)+/- 0.25% FS, Type壓力限制2 倍標稱壓力破壞壓力5倍標稱壓力 或 1400 Bar，取其數值較少者壓力循環> 100萬次滿壓測量#1 - 精度包括非線性、遲滯和非重復性 環境溫度  操作-40 到 85°C ( -40 到 185°F )  貯存-55 到 125°C (-

49、40 到 250°F)熱量限制  溫度補償0 到 55°C ( -30 到 130°F )  補償后零點誤差< +/- 1.5% of FS ( +/-2% for 316L )  補償后滿量程誤差< +/- 1.5% of FS ( +/-2% for 316L )其它  沖擊100G , 11msec , 1/2 sine  震動10G peak , 20 到 2000 Hz  EMI/RFI 保護有  防護等

50、級IP - 67表3-123.6 液位計選型需要檢測原料的加入量，因原料為液態，并放在計量罐中，需要通過測量液位來計算出料量。液位檢測采用超聲波測距。因為液位計總高度為0.6m,所以選用2m的液位計適宜。SD-50A超聲波液物位變送器性能穩定，精度高 ，防水外殼，操作簡單，適用于各種場合的液物位檢測。其主要芯片采用飛利普工業級單片機，數字溫度補償和相關專用集成電路，干擾回波抑制，抗干擾性強，可任意（自定義設定）設置上下限及在線輸出調節，并帶有現場顯示， 模擬量，開關量及RS485，232輸出，可方便與主機連接。適用于石油、化工、自來水、污水處理、水利水文、鋼鐵、煤礦、電力、交通以及食品加工等行

51、業。輸出方式有4-20MA或0-5V輸出，010V 輸出。 數字信號：RS232（三線）/ RS485。為符合生產要求以及方便計算采用4-20mA信號。任意點上下限設定，倒值設定，可在測距范圍內任意設定兩點間的距離對應420MA或05V，傳感器可方便安裝調試，適應各種信號連接要求 。技術參數如下： 測量范圍 : 0.305M 8M 10M 12M 15M （大量程可定制） 工作頻率:40k 120k 信號輸出: 4-20MA ，0-5V（10V） RS485，RS232，開關量PNP（NPN）,繼電器輸出 現場顯示: 4位 LED最大負載24VDC 550（4-20MA） 供電電壓: 24VD

52、C (1424V) 最大功消耗: 1.2W(55mA，DC24V) 測量誤差: 量程的0.25(空氣中) 分辨率2MM 數字溫度補償內置 發射波束角: 10 度以下 工作最大壓力:正常大氣壓 環境溫度: 2060 相對濕度: 100 產品重量：700克防護等級: IP65 3.7 PT100傳感器PT100溫度傳感器是一種將溫度變量轉換為可傳送的標準化輸出信號的儀表。主要用于工業過程溫度參數的測量和控制。帶傳感器的變送器通常由兩部分組成：傳感器和信號轉換器。傳感器主要是熱電偶或熱電阻；信號轉換器主要由測量單元、信號處理和轉換單元組成（由于工業用熱電阻和熱電偶分度表是標準化的，因此信號轉換器作為

53、獨立產品時也稱為變送器），有些變送器增加了顯示單元，有些還具有現場總線功能。因使用環境特別，保證安全性，以及性能要求，采用SWR一體化防爆傳感器。編號HX-RS-SBW4480名稱一體化智能隔爆型溫度變送器描述隔爆溫度變送器的測溫探頭部分由防爆接線盒、過程連接和測溫保護管三部分構成。隔爆溫度變送器采用防爆隔離接線盒有效的防止爆炸震動對變送器的破壞，很好的保護了電路避免產生火花的安全性。測溫探頭采用鉑電阻，精度高，穩定性好； 集傳感變送于一體，結構緊湊，安裝方便,精度高、功耗低 ；電流輸出型適合長距離傳送,抗電磁干擾電路設計，保證變送器在受到各種干擾下能夠安全可靠的工作，適于現代電磁污染嚴重的環境使用 ；整體密封性能良好，溫度量程和外形尺寸可以按戶要求訂貨,靈活方便；產品結構設計合理，過程連接接口靈活方便，體積小，重量輕，安裝位置任意；殼體保護材料多樣化，適應多種介質測量 標準管道螺紋安裝。技術參數（1）輸入信號：pt100、pt1000（2）輸出信號：420mA，本質安全型（3）線性：輸出信號與溫