安徽電氣工程職業技術學院畢業論文（實習報告）安徽電氣工程職業技術學院畢業論文題目：梭式窯燃燒系統研究系部：自動化與信息工程部專業：電氣自動化姓名：班級：14電氣學號：指導教師：教師單位：2016年12月28日摘要梭式窯燃燒系統是由燃氣燃燒器（燒嘴）、燃氣閥組、助燃風機、流量計、壓力變送器、點火裝置、燃氣/空氣壓力檢測裝置、火焰監控裝置等組成，確保系統在安全、合理的情況下穩定運行。由溫度控制系統、燃燒控制系統、壓力控制系統、故障報警系統等組成。控制系統包括電源開關、報警裝置、PLC、火焰控制器、工控機、繼電器等。按照預先設定的升溫曲線，經PLC運算，輸出信號送給電磁閥，電磁閥接受PLC的信號，實現電磁閥的開關，控制燃燒器的大小火以及開關時間。當檢測溫度與設定溫度偏離時，PLC系統控制燃燒器的燃燒功率調節爐內溫度。以流程圖的形式將爐區所有可控設備顯示在一張圖上，并將有關熱工參數顯示在流程圖上，同時指示有關設備的運行狀態。關鍵詞：檢測裝置；控制系統；PLC；繼電器；流程圖勻性非常好,燒成周期可以縮短到14小時以下,能耗約在1600～1800kcarl?kg瓷。1997年上半年,該公司的所有產品都是用這兩條梭式窯燒成,質量非常穩定。該窯并沒有采用任何余熱利用措施,煙氣煙囟直接排入大氣,能耗卻已達到相當先進的水平。我國的廠家自行設計制造的梭式窯大多傾向于采用余熱回收利用設備,一般用煙氣通過熱交換器加熱助燃空氣,但總體效果并不理想。相比較而言,從近兩年引進的衛生瓷生產用梭式窯來看,幾乎都不采用余熱利用設備,而是煙氣直接自然排出,但能耗卻已大大降低。由此可見,余熱利用設備的采用對衛生瓷用梭式窯性能的影響值得我們作一個綜合性評價。1.2論文研究方法通過文獻來獲得資料，從而全面地、正確地了解掌握所要研究問題，再根據功能分析法，將設備的功能特點、硬件配置、軟件設計進行分析。1.3論文研究內容由燃氣燃燒器、燃氣閥組、助燃風機、流量計、壓力變送器、點火裝置、燃氣/空氣壓力檢測裝置、火焰監控裝置等組成，確保系統在安全、合理的情況下穩定運行。由溫度控制系統、燃燒控制系統、壓力控制系統、故障報警系統等組成。控制系統包括電源開關、報警裝置、PLC、火焰控制器、工控機、繼電器等。按照預先設定的升溫曲線，經PLC運算，輸出信號送給電磁閥，電磁閥接受PLC的信號，實現電磁閥的開關，控制燃燒器的大小火以及開關時間。當檢測溫度與設定溫度偏離時，PLC系統控制燃燒器的燃燒功率調節爐內溫度。以流程圖的形式將爐區所有可控設備顯示在一張圖上，并將有關熱工參數顯示在流程圖上，同時指示有關設備的運行狀態。2、系統簡介由燃氣燃燒器（燒嘴）、燃氣閥組、助燃風機、流量計（買方提供）、壓力變送器（買方提供）、點火裝置、燃氣/空氣壓力檢測裝置、火焰監控裝置等組成，確保系統在安全、合理的情況下穩定運行。2.1：空氣管路空氣管路配助燃風機一臺，經管道送到燃燒器，管路中安裝壓力開關。在空氣壓力欠壓時，緊急關閉天然氣切斷閥，切斷氣源并報警。待故障排除后，由人工在控制室重新啟動，確保生產安全。風機參數為：壓力8.3KPA-7.3KPA，流量1200-1500m3/Hr2.2：燃氣管道燃氣管道在管路上設有手動球閥、高/低壓力開關、燃氣電磁閥，在燃氣欠壓/超壓、風機故障、停風等不能正常使用的情況下，安全關閉切斷閥，切斷氣源并報警。待故障排除后，由人工在控制室重新啟動，確保生產安全。2.3：自動控制系統自動控制系統由溫度控制系統、燃燒控制系統、壓力控制系統、故障報警系統等組成。2.3.1：可以根據爐膛溫度，調節燒嘴的燃燒能力。2.3.2：燃燒控制系統當設備準備就緒后，開啟助燃風機，助燃風由風機出口，進入燃燒系統空氣管腔并通過調節閥組送入燃燒器；打開天然氣進氣閥門，天然氣由穩壓調壓閥調壓至工作壓力，如果壓力超過設定上限，排空閥打開，使管路實現排空瀉壓（根據貴司需要是否增加），如果系統沒有異常報警，則打開安全切斷閥、燃氣通過調解閥組送入燃燒器，燃燒開始；2.3.3：燃燒器功率調節按照預先設定的升溫曲線，經PLC運算，輸出信號送給電磁閥，電磁閥接受PLC的信號，實現電磁閥的開關，控制燃燒器的大小火以及開關時間。當檢測溫度與設定溫度偏離時，PLC系統控制燃燒器的燃燒功率調節爐內溫度升溫曲線1：室溫-160℃，在160℃保溫30min160℃-290℃，在290℃度保溫20min290℃-350℃，在350℃度保溫60min350℃-416℃，在416℃度保溫60min416℃-1450℃，在1450℃度保溫120min升溫曲線2：室溫-416℃，在416℃保溫30min416℃-800℃，50℃/h升溫800℃-1450℃，120℃/h升溫，保溫120min升溫速率：800℃以下，10-100℃/H800℃以上，50-150℃/H2.3.4：壓力控制系統風壓：壓力開關，欠壓報警，聯瑣保護。燃氣壓力：壓力開關，超壓報警，欠壓緊急切斷報警，聯瑣保護。2.3.5：控制系統概述控制系統包括電源開關、報警裝置、PLC、火焰控制器、工控機、繼電器等控制系統能實現以下功能：燃燒器的自動啟動/停止燃燒器故障自動停止并鎖定可以實現本地/遠程控制控制箱實現報警及復位功能可以實現溫度的調節功能工控機界面顯示：系統總貌畫面：以流程圖的形式將爐區所有可控設備顯示在一張圖上，并將有關熱工參數顯示在流程圖上，同時指示有關設備的運行狀態。安全聯鎖畫面：以醒目的形式顯示與開爐有關的各種設備和介質的工況。當條件滿足后，相應的部分變為綠色。當全部條件滿足時，顯示開爐允許OK；否則執行停爐操作報警總貌畫面：按報警發生的時間順序顯示和記錄報警的內容、報警等級、發生時間、消失時間、確認時間。控制回路及參數設定畫面：以棒圖和數字形式顯示和改變各個控制回路的參數和狀態，如調節器的輸入值、模擬設定值、報警設定值、調節器輸出、PID參數、手動自動方式等工藝曲線設定：可以進行工藝曲線的設定，從數據庫中選擇即將入爐工件的曲線種類，畫面即顯示該工藝的曲線，點擊啟動按鈕即可啟動程序2.4：設備功能特點燃氣系統：1.1：過濾器：用于凈化主管路提供的燃氣，以保證系統備件的正常工作。1.2：減壓閥：用于調節主管道提供的燃氣壓力，滿足本系統需求的燃氣壓力。1.3：壓力表：用于測量燃燒系統中各段得壓力，以便操作人員根據壓力做出判斷，確保系統安全穩定運行。1.4：高低壓壓力開關：用于測定系統的最高壓力及最低壓力，當壓力高于設定最大或最小值時，系統會停止運行，確保系統安全穩定運行。1.5：燃氣電磁閥：當系統出現壓力過高或過低，燃氣電磁閥會迅速關閉，確保系統安全。1.6：點火系統：采用點火電極點火，紫外線火焰檢測器加測，火焰控制器控制點火1.7：空氣電磁閥：控制空氣流量，調節燃燒器功率1.8：燃燒器：601NM燃燒器具有調節比大，燃燒穩定，且Nox燃燒產物低的特點。1.9：火焰檢測器：火焰檢測器是為了檢測火焰燃燒情況，一旦火焰熄滅，會提供信號，由操作人員再次點火。1.10：燃燒火焰控制器：用于點火裝置控制和工業燃燒控制。2.5：技術指標系統各備件均采用安全防爆標準配置，電磁閥、安全切斷閥、火焰檢測器均為防爆類產品，對于非防爆的產品：火焰控制器等，我們會安裝在控制室內。本燃燒系統廢氣、廢煙排放符合CGC標準（中國國家標準）3、系統備件配置清單1.燃氣主管路品名型號數量品牌及產地燃氣球閥16FPV1國內、南京燃氣過濾器16ES1派諾尼科燃氣減壓閥16SAR1派諾尼科燃氣電磁閥16SVL1派諾尼科燃氣發散閥8SB1派諾尼科低壓壓力開關DP25-501派諾尼科高壓壓力開關DP25-1501派諾尼科壓力表YE-652派諾尼科2.燃氣支管路燃氣球閥8FPV4國內燃氣電磁閥8SVL4派諾尼科燃氣球閥6FPV4國內燃氣電磁閥6SVL4派諾尼科3.空氣主管路助燃風機FC1國內空氣手動碟閥D373-801國內低壓壓力開關DP25-501派諾尼科壓力表YE-651派諾尼科4.空氣支管路空氣手動蝶閥D373-504國內空氣電磁閥16SVL4派諾尼科空氣手動閥8FPV4國內5.燃燒器及點火燃燒器601NM4派諾尼科、國內組裝火焰控制器ESTRO4派諾尼科點火變壓器TAR-104派諾尼科火焰檢測器UV-24派諾尼科點火電極EN4國內6.其他管路組裝主管部分1國內、合肥電氣控制就地控制柜（PLC）1國內、合肥輔件緊固件、墊片、高壓導線等1國內、合肥調試派技術工程師現場指導安裝調試1國內、合肥包裝木箱包裝1國內、合肥運輸德邦物流1國內、合肥客戶自備件燃氣流量計1主管路燃氣流量空氣流量計1主管路空氣流量空氣壓力變送器1主管路空氣壓力燃氣壓力變送器1主管路燃氣壓力爐壓變送器1爐內壓力熱電偶55個測溫點支管路組裝所需材料清單另附1元器件現場焊接組裝輔件1金屬軟管8根，保溫棉適量，4、軟件設計4.1系統圖紙4.2下位機控制進入溫度采集子程序進行復位MBUS_CTRL指令(初始化主設備)mode（模式）：1，輸入值1將CPU端口分配給Modbus協議并啟用該協議。輸入值0將CPU端口分配給PPI系統協議并禁Modbus協議。parity（奇偶校驗）：0，無奇偶校驗error（錯誤位）：MB10（0:無錯誤1:奇偶校驗選擇無效2:波特率選擇無效3:超時選擇無效4:模式選擇無效）Modbus主設備設置為9600波特，無奇偶校驗。從站允許1000毫秒(1秒)的應答時間。0.3s一個周期0.1s采集一次激活一條MBUS_MSG指令。slave："從站"參數是Modbus從站的地址。允許的范圍是0到247，當前為4。RW：0，進行讀操作。addr（地址）：參數是起始的Modbus地址count（計數字數）：8字（40001~40008）。當啟用標記(M30.0)打開時，調用一條MBUS_MSG指令。"首次"參數必須僅為啟用指令時的首次掃描而設置。該指令從從站4讀取(RW=0)8個保持寄存器。數據從Modbus從站的地址40001-40008讀取并復制到CPU中的VB10000-VB1008(8字)。采集完畢復位（M30.0）回到主程序進入溫度處理子程序集熱電偶1的溫度（數字量）VW1000送到VW1102然后轉為實數存到VD1100除以65535乘以1600得到熱電偶的溫度（攝氏度）存到VD1110 以上是熱電偶2-5的溫度處理，熱電偶2溫度存到VD1130熱電偶3溫度存到VD1150熱電偶4溫度存到VD1170熱電偶5溫度存到VD1190采集爐膛壓力經過處理轉換為爐膛壓力值存到VD1210處理子程序完畢回到主程序初始化程序故障復位空氣低壓報警指示燈燃氣低壓報警指示燈燃氣高壓報警指示燈急停指示燈當所有狀態正常時準備就緒（M12.0）準備就緒，進行遠程或就地啟動助燃風機。助燃風機啟動后且準備就緒，進行遠程或就地啟動安全切斷閥。安全切斷閥啟動后，可以進行遠程或就地啟動1號點火，點火持續2秒。1號就地關閉1號遠程關閉計時1秒1秒后復位安全切斷閥啟動后，可以進行遠程或就地啟動2號點火，點火持續2秒。2號就地關閉2號遠程關閉計時1秒1秒后復位安全切斷閥啟動后，可以進行遠程或就地啟動3號點火，點火持續2秒。3號就地關閉3號遠程關閉計時1秒1秒后復位安全切斷閥啟動后，可以進行遠程或就地啟動4號點火，點火持續2秒4號就地關閉4號遠程關閉計時1秒1秒后復位一號運行指示燈二號運行指示燈三號運行指示燈四號運行指示燈空氣壓力轉換轉換成顯示值（單位Kpa）燃氣壓力轉換轉換成顯示值（單位Kpa）燃氣流量轉換轉換成顯示值（單位Kpa）處理VD1180（32位熱電偶5溫度值）存到VW1408（16位）熱電偶5的溫度值大于800攝氏度是啟動PID調節M1.0以相同的周期不同的占空比進行得電M1.1以相同的周期不同的占空比進行得電從PLC上電開始進行PID調節M1.2以相同的周期不同的占空比進行得電從PLC上電開始進行PID調節M1.3以相同的周期不同的占空比進行得電一號、二號、三號、四號運行時根據PID調節控制一號、二號、三號、四號點火開關如果選擇升溫曲線1運行時當窯內溫度：在160℃以下時把1轉移給SB0，使S0.0有效在160℃~290℃時把2轉移給SB0，使S0.1有效在290℃~350℃時把4轉移給SB0，使S0.2有效在350℃~416℃時把8轉移給SB0，使S0.3有效在416℃~1450℃時把16轉移給SB0，使S0.4有效進入升溫曲線子程序裝載S0.0熱電偶檢測到的溫度小于160℃時，設定PID調節目標為160℃M7.1記錄大于160℃的狀態在160℃保溫30分鐘激活S0.1結束S0.0裝載S0.1復位M7.1的狀態設定PID調節目標為290℃M7.2記錄大于290℃的狀態在290℃保溫20分鐘激活S0.2S0.1結束裝載S0.2復位M7.2的狀態設定PID調節目標為350℃M7.3記錄大于350℃的狀態在350℃保溫60分鐘激活S0.3S0.2結束裝載S0.3復位M7.3的狀態設定PID調節目標為416℃M7.4記錄大于416℃的狀態416℃保溫60分鐘激活S0.4S0.3結束裝載S0.460分鐘循壞一次1450℃以下時一小時升80℃設定PID調節目標為上面計算所得復位M7.4的狀態M8.1記錄大于416℃的狀態設定PID調節目標為1450℃M7.5記錄大于1450℃的狀態在1450℃保溫120分鐘激活S0.5結束S0.4復位M7.5M8.1升溫曲線1子程序結束回到主程序如果選擇的是升溫曲線2運行時當窯內溫度：在416℃以下時把1轉移給SB1，使S1.0有效在416℃~800℃時把2轉移給SB1，使S1.1有效在800℃~1450℃時把4轉移給SB1，使S1.2有效進入升溫曲線2子程序416℃以下時，設定PID目標為416℃，并記錄到VD1424M7.6記錄大于416℃的狀態，并在416℃保溫30分鐘，30分鐘后激活S1.1S1.0結束激活S1.1以1小時周期循環800℃以下一小時升50℃復位M7.6設定PID調節目標為上面計算值記錄大于800℃狀態，記錄800℃值激活S1.2結束S1.1裝載S1.2以一小時為周期循環1450℃以下，一小時升120℃復M7.7設定PID調節目標為上面計算值記錄大于1450℃狀態，記錄1450℃值激活S1.3結束S1.2復位M8.0升溫曲線2子程序結束回到主程序用M31.6顯示升溫曲線完成確認升溫曲線完成后復位程序結束4.3上位機序號對應數據對象通道類型序號對應數據對象通道類型1就地遠程控制I2.432點火關閉2M21.32急停輸出Q0.033點火3M21.43空氣低壓Q0.134點火關閉3M21.54燃氣低壓Q0.235點火4M21.65燃氣高壓Q0.336點火關閉4M21.76助燃風機控制Q0.437故障復位M22.57安全閥控制Q0.538升溫曲線完成確定M31.58點火控制輸出1Q0.639升溫曲線完成M31.69點火控制輸出2Q0.740熱電偶測溫值1VDF111010點火控制輸出3Q1.041熱電偶測溫值2VDF113011點火控制輸出4Q1.142熱電偶測溫值3VDF115012運行輸出1Q1.243熱電偶測溫值4VDF117013運行輸出2Q1.344熱電偶測溫值5VDF119014運行輸出3Q1.445爐膛壓力值VDF121015運行輸出4Q1.546空氣壓力VDF131216大火控制輸出1Q1.647燃氣壓力VDF133217大火控制輸出2Q1.748燃氣流量VDF135218大火控制輸出3Q2.049溫度目標值VDF142019大火控制輸出4Q2.150回路增益1VDF281220溫度曲線選擇M7.051積分時間1VDF282021運中手動啟停大火1M9.052微分時間1VDF282422運中手動啟停大火2M9.153回路增益2VDF301223運中手動啟停大火3M9.254積分時間2VDF302024運中手動啟停大火4M9.355微分時間2VDF302425助燃風機啟動M20.456回路增益3VDF321226助燃風機關閉M20.557積分時間3VDF322027安全閥啟動M20.658微分時間3VDF322428安全閥關閉M20.759回路增益4VDF341229點火1M21.060積分時間4VDF342030點火關閉1M21.161微分時間4VDF342431點火2M21.24.4S7-200與MCGS通過以太網通訊5.1PLC程序設置：（1）選擇“工具”菜單下的“以太網向導...”。（2）打開“以太網向導”，簡單介紹CP243-1及以太網的有關信息，點擊“下一步”（3）設置CP243-1模塊的位置，如不能確定，可以點擊“讀取模塊”由軟件自動探測模塊的位置，點擊“下一步”

（4）設定CP243-1模塊的IP地址（192.168.1.1）和子網掩碼，并指定模塊連接的類型（本例選為自動檢測通訊），點擊“下一步”（5）確定PLC為CP243-1分布的輸出口的起始字節地址（一般使用缺省值即可）和連接數據數，點擊“下一步”。（6）選擇遠端地址192.168.1.27）選擇是否需要CRC保護，如選擇了此功能，則CP243-1在每次系統重啟時，就校驗S7-200中的組態信息看是否被修改，如被改過，則停止啟動，并重新設置IP地址。

“保持活動間隔”即是上步中的探測通信狀態的時間間隔。（8）選定CP243-1組態信息的存放地址，此地址區在用戶程序中不可再用。（9）至此，S7-200服務器端的以太網通信已經組態完畢，如下圖，給出了組態后的信息。點擊“完成”保存組態信息。（10）在程序調用子程序“ETH0_CTRL”ETH0_CTRL為初始化和控制子程序，在開始時執行以太網模塊檢查。應當在每次掃描開始調用該子程序，且每個模塊僅限使用一次該子程序。每次CPU更改為RUN（運行）時，該指令命令CP243-1以太網模塊檢查V組態數據區是否存在新配置。如果配置不同或CRC保護被禁用，則用新配置重設模塊。

當以太網模塊準備從其他指令接收命令時，CP_Ready置1。Ch_Ready的每一位對應一個指定，顯示該通道的連接狀態。例如，當通道0建立連接后，位0置1。Error（錯誤）包含模塊通信狀態。5.2MCGS設備窗口設置在設備窗口下添加（西門子S7200_CP243-以太網）設置本地IP地址192.168.1.2遠端IP地址192.168.1.1（3）增加設備通道（4）建立好實時數據庫，鏈接設備通道。此便完成了通訊的設置。5、畢業設計總結通過此次畢業設計，我不僅把知識融會貫通，而且豐富了大腦，同時在查找資料的過程中也了解了許多課外知識，開拓了視野，認識了將來電子的發展方向，使自己在專業知識方面和動手能力方面有了質的飛躍。畢業設計是我作為一名學生即將完成學業的最后一次作業，他既是對學校所學知識的全面總結和綜合應用，又為今后走向社會的實際操作應用鑄就了一個良好開端，畢業設計是我對所學知識理論的檢驗與總結，能夠培養和提高設計者獨立分析和解決問題的能力；是我在校期間向學校所交的最后一份綜和性作業畢業的時間一天一天的臨近，畢業設計也接近了尾聲。在不斷的努力下我的畢業設計終于完成了。在沒有做畢業設計以前覺得畢業設計只是對這幾年來所學知識的大概總結，但是真的面對畢業設計時發現自己的想法基本是錯誤的。畢業設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業設計使我明白了自己