电石炉PLC控制系统电极压放组态设计毕业设计

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1、 毕业设计（论文）毕业设计（论文） （说明书）（说明书） 题目：题目：电石炉电石炉 PLCPLC 控制系统电极控制系统电极 压放组态设计压放组态设计 姓名：姓名： 编号：编号： 第 I 页 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 一、设计(论文)题目： 电石炉 PLC 控制系统电极压放组态设计 二、设计（论文）任务与要求 1设计出电石炉控制系统，对该系统的硬件设备进行选型及安 装 2完成了下位机 PLC 的程序设计 3完成电石炉中的电极压放控制系统 PLC 编程设计 4.对电极控制系统 PLC 程序分析并进行调试 三、设计（论文）时间 2013 年 3 月 1 日 至 2013 年 5

2、月 4 日 指导教师（签名） 成教院院长（签名） 第 II 页 摘要摘要 本文研究了电石炉的生产原理、工艺流程，并对电石生产的主要设备进行详 细介绍和说明;其次，设计了电石炉控制系统，对该系统的硬件设备进行选型和 安装，并完成了下位机PLC的程序设计和上位机Win CC监控软件的画面设计。 其中，在研究了电石生产工艺流程的基础上，用工控机和可编程控制器建 立了计算机控制系统。下位机采用具有模块化结构的可编程控制器Siemens S7-300完成数据采集和对生产工艺的控制。上位机采用Win CC组态软件设计了 监控应用程序，提供了友好的人机交互界面和实时数据管理功能。 目前，该电石炉控制系统已投

3、入运行，系统的应用降低了人工劳动强度，改 善了电极电流的稳定性，提高了电石生产自动化水平，并达到了节能降耗、提高 生产效率的最终目的。 关键词关键词: 电石炉控制系统； PLC； Win CC I 目目 录录 第一章 绪论 . 1 1.1 引言 . 1 1.2 电石工业发展前景 . 1 1.3 项目背景与研究意义 2 1.3.1 项目背景 2 1.3.2 研究意义 2 1.4 研究内容 . 2 1.4.1 研究内容 2 1.5 结构安排 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 第二章 电石炉生产工艺及设备 5 2.1 电石炉生产原理 . 5 2.1.1 碳化钙反应机理 5 2.1.2 电石炉电

4、极特性 5 2.1.3 电石炉中的电热过程. 6 2.2 电石炉生产工艺及设备 7 2.2.1 电石炉系统的高压电路 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 第三章 电石炉控制系统设计 . 14 3.1 控制系统实现功能 14 3.2 测控信号和技术方案 . 14 II 3.2.1 采集信号的技术方案 14 3.2.2 输出信号的技术方案 15 3.3 控制系统的硬件设计方案 . 16 3.3.1 控制系统的总体配置 16 3.3.2PLC 硬件选配与设计 18 3.4 电石炉控制系统中的 PLC 程序设计 . 21 3.4.1 PLC 程序的整体设计 22 3.4.2 数据采集和处理 . 2

5、3 3.4.3 软件滤波方法 . 26 3.4.4 变压器有载调压控制 28 3.4.5 电极压放控制 . 29 第四章 上位机组态设计和实现 . 36 4.1 数据通信 36 4.2 监控界面的设计 . 38 第五章 总结 43 沈阳化工大学学士学位论文 第一章 绪论 1 第一章第一章 绪论绪论 1.1 1.1 引言引言 1862 年 Hare 和 Wohler 在实验室中首次利用 Zn 、错误错误!未找到引用源。未找到引用源。与 C 等原料制得错误错误!未找到引用源。未找到引用源。 ，三十年后 Moisson和 Willson用 CaO 和煤在 电炉中制成了。由于这种碳化钙是在电炉中反应生

6、成，于是我们俗称它为电石， 电石工业品是灰色、黄褐色或黑色的固体，它是有机合成工业的重要基本原料， 利用电石与水反应生成的乙炔可进一步合成有关系列产品，如乙醛、醋酸、醋酸 乙烯、聚乙烯醇、合成纤维、合成橡胶、合成树脂及有机溶剂等，还可用于金属 的切割和焊接。 电石炉内利用三相电极间短路电弧所产生的高温热能将生石灰、 焦碳等 原料熔融后反应生成 CaC，即工业电石。在电弧高温生产电石过程中，电石炉内 温度值的改变是通过调节电极碳棒插入炉料的深度来控制的， 并且其温度值一般 是利用三相原边电流的大小来间接测算的，当电极下降时电流值增加，反之则电 流值减少，因此电极升降控制系统是电石生产的重要部位，电极电流值的大小和 稳定性是影响电石生产质量及能耗大小的关键因素。 在电石生产过程中如果仅依赖人工进行手动操作， 这不仅使得人工劳动强度 加大，而且会使三相电极平衡难以调节、三相电流值不稳定，甚至容易造成断