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基于PLC的木片气化控制系统的研究

作　者: 朱紫君
导　师: 梅玉春
学　校: 南京林业大学
专　业: 木材科学与技术
关键词: 木片气化 PLC控制 可编程终端 实时监控
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


鉴于目前的能源危机，木材作为一种可再生资源势必会有很大的发展空间。木材气化作为木材资源的一种高效利用方式，在供热、供气和发电方面具有很好的应用前景。在木材气化产业中，由于木材气化炉体结构的复杂性和木片气化工艺的不成熟，使得我国木材气化技术的自动化程度不是很高。但随着计算机技术的不断发展，工业控制系统广泛的应用，木片气化自动控制的研究将具有非常好的研究价值和应用前景。本课题综合分析了木片气化控制系统的研究意义，了解了木片气化工艺的参数情况。针对木片气化发展的国内外现状，设计开发了基于PLC的木片气化控制系统。本系统选用欧姆龙公司的C200HE PLC作为核心控制设备，利用温度和压力传感器进行参数检测，结合触摸屏的人机界面，实现了对木片气化过程的在线数据检测、参数曲线实时显示、控制参数在线调整、软按钮控制、数据管理以及事故报警等一系列功能。通过本控制系统，能够提高木片气化生产的自动化程度，降低木片气化的成本，得到更为纯净的气化产物，使得木片气化发电技术能够顺利进行。本课题软件系统的设计，包括手/自动控制程序的编写和触摸屏人机界面的设计。系统中主控设备PLC通过对系统中温度、压力传感器的数据进行采集，将采集的数据与木片气化初始参数的设定值进行比较，根据比较的结果，输出相应的工作指令，从而控制相应执行机构的动作，实现了木片气化过程的自动运行。触摸屏人机界面可实时显示木片气化的各个运行参数，并对可能出现的事故报警进行记录，为操作人员监控整个木片气化过程提供了方便。结合编制的控制程序和触摸屏人机界面，使得本控制系统具有自动化程度高，界面人性化和操作简单等优点，具有一定的创新性，为今后木片气化的自动化发展提供了一定的借鉴，并具有较高的推广价值。

全文目录


致谢  3-4
摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-16
  1.1 概述  8-9
  1.2 选题依据和意义  9-10
  1.3 国内外相关研究动态  10-12
    1.3.1 木片气化的应用发展现状  10
    1.3.2 木片气化发电的发展趋势  10-11
    1.3.3 木片气化控制系统的发展  11-12
  1.4 课题研究要求及技术要点  12-16
    1.4.1 本课题研究系统和控制要求  12-14
    1.4.2 课题技术要点  14-16
2 控制系统总体方案设计  16-32
  2.1 木片气化主要工艺流程  16
  2.2 控制方案的选择  16-19
    2.2.1 DCS 控制系统  16-17
    2.2.2 单片机控制系统  17
    2.2.3 工业 PC 系统  17
    2.2.4 PLC 控制系统  17-18
    2.2.5 控制方案的确定  18-19
  2.3 木片气化控制系统总体方案的设计  19-21
    2.3.1 以 PLC 为基础的工业控制系统应用  19
    2.3.2 木片气化控制系统的控制方案  19-21
  2.4 控制系统的通信网络  21-23
    2.4.1 系统通信方式的选择  21-22
    2.4.2 串行通信及接口标准  22-23
  2.5 PLC 系统通信设计  23-32
    2.5.1 OMRON PLC 网络系统  23-24
    2.5.2 HOST Link 通信系统  24-25
    2.5.3 通过 RS-232C 串口建立 1:1 HOST Link 系统  25-32
3 木片气化控制系统硬件设计  32-49
  3.1 控制系统的总体构成  32-33
  3.2 主控设备的选择  33-43
    3.2.1 上位机  33-34
    3.2.2 可编程序控制器（PLC）  34
    3.2.3 C200HE PLC 的系统组成  34-43
  3.3 各种信号的采集  43-48
    3.3.1 温度传感器的选用  43-44
    3.3.2 压力变送器的选用  44-46
    3.3.3 变频器的选择  46-48
  3.4 可编程终端  48-49
4 木片气化控制系统软件设计  49-67
  4.1 PLC 控制系统设计步骤和原则  49-50
    4.1.1 控制系统设计的一般步骤  49
    4.1.2 控制系统的设计原则  49-50
  4.2 控制系统的系统软件设计  50-60
    4.2.1 控制过程分析  50-53
    4.2.2 控制系统流程图  53-55
    4.2.3 PLC 输入输出端子分配  55-60
  4.3 PLC 控制系统人机界面的设计  60-67
    4.3.1 OMRON 可编程终端 NS10 简介  60-61
    4.3.2 基本窗口的创建  61-66
    4.3.3 监控界面的操作流程  66-67
5 控制系统的调试  67-72
  5.1 控制系统在生产线的安装调试情况  67-71
  5.2 系统应用价值  71-72
6 结论与建议  72-74
  6.1 全文总结  72
  6.2 特色与创新点  72-73
  6.3 不足与建议  73-74
附录  74-79
参考文献  79-80

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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