欢迎来到ag澳门娱乐福利视频_新浪财经!

服务电话:400-323-4333

当前位置:主页 > 技术资料 > >ag澳门娱乐福利视频反应釜自动控制系统

  反应釜自动控制系统_能源/化工_工程科技_专业资料。300L反应釜温度控制系统

  300L 反应釜加热闭环控制系统设计 ----------温度控制接口设计 ----------温度控制接口设计 学 专 院:核技术与自动化工程学院 业:电气工程及其自动化 指导老师:彭焕荣 小组成员:何迟、闵志鹏、李岩 李荣、郑远锋、许新 目录 前言------------------------------------(3) 一、 元件参数---------------------------(3-5) 1. 2. 3. LM2907 主要特点 电性能参数 引脚排列及内部结构 二、技术指标----------------------------(5-6) 三、控制程序流程图----------------------(6) 四、设计控制过程------------------------(7) 五、设计结果及问题讨论------------------(8-9) 前言 据反应釜当前生产现场情况,反应釜的送料完全是人工控制,通过磁力泵 从原料罐送到反应釜的,由于产品的不同,混合原料的粘度和比重均不相同, 因此单位时间内磁力泵输送的原料重量是不同的变化的, 反应釜的化学反应速 度,在很大程度上取决于原料,以及氧化剂和还原剂的加入速度。现在只能由 人工依据反应釜的温度和出口温度,初略判断反应釜内的化学反应情况,控制 阀门开度,这样就很难真正控制好化学反应速度,使产品质量的稳定性和进一 步提高反应釜的生产能力都受到了制约。 经过仔细的系统分析,参照近代控制论原理,借鉴最新型的控制技术,本 方案拟在原料罐磁力泵的出口增加一套电动调节阀,并在氧化剂、还原剂的气 动输送泵管路上, 再分别各安装电动调节阀。 根据反应釜内的温度及出口温度, 自动调节加料阀门的开度,同时自动调节反应釜夹套冷却水回流阀门的开度, 组成一个智能化的多参数的自适应控制系统, 以达到进一步综合控制好化学反 应速度,最终优化整个反应过程的升温曲线的目的。 一、元件参数及 元件参数及 LM2907 芯片介绍 LM2907 为集成式频率/电压转换器,芯片中包含了比较器、充电泵、高增益 运算放大器,ag澳门娱乐福利视频,能将频率信号转换为直流电压信号。LM2917 与 LM2907 基本相同, 区别是:LM2917 内部有一只稳压管,用于提高电源的稳定性。 1 主要特点 LM2917 进行频率倍增时只需使用一个 RC 网络;以地为参考点的转速 计(频率)输入可直接从输入管脚接入;运算放大器/比较器采用浮动三极管输 出;最大 50mA 的输出电流可驱动开关管、发光二极管等;内含的转速计使用充 电泵技术,对低纹波有频率倍增功能;比较器的滞后电压为 30mV 利用这个特性 可以抑制外界干扰;输出电压与输入频率成正比,线%;具有 保护电路, 不会受高于 Vcc 值或低于地参考点输入信号的损伤; 在零频率输入时, LM2907 的输出电压可根据外围电路自行调节;当输入频率达到或超过某一给定 值时,可将输出用于驱动继电器、指示灯等负载。 2 电性能参数 LM2907 的主要电性能参数如表1所列: 表 1 LM2907 的主要电性能参数(Vcc=12VDC,TA=25) 3 引脚排列及内部结构 LM2907/LM2917 有 DIP8 和 DIP14 两种封装形式。 LM2907 的 DIP14 的内 部结构如图1所示,DIP8 的内部结构及各引脚功能可参考图2。各引脚功能如 下: ●1脚(F)和 11 脚(IN-)为运算放大器/比较器的输入端; ●2脚接充电泵的定时电容(C1); ●3脚接充电泵的输出电阻和积分电容(R1/C2); ●4脚(IN+)和 10 脚(UF1)为运算放大器的输入端; ●5脚为输出晶体管的发射极(U0); ●8脚为输出晶体管的集电极,一般接电源(UC); ●9脚为正电源端(VCC); ●12 脚为接地端(GND); ●6,7,13,14 脚未用。 二、技术指标 LM2907 为集成式频率/电压转换器,芯片中包含了比较器、充电泵、高 增益运算放大器,能将频率信号转换为直流电压信号,后接加热、降温电路。 我们采用频压转化电路将频率信号转化成电压信号, 进而控制加热与降温电路工作。 选 用集成式频率/电压转换器 LM2907,配以外加电路,能将经 PC 机处理后输出的频率信号转 换为直流电压信号,电压信号控制继电器(相当于开关)工作从而使电路联通,电风扇或加 热丝工作。 在一定范围内,LM2907 的频率和电压转换可成线性关系,可以实现电热丝加热功率和 风扇转速的连续可调。由于技术原因,我们未能实现这项功能,预留此项功能,可以作为功 能扩展。 三、控制程序流程图 自动控制系统硬件框图如下: 接口电路原理图: 四、设计控制过程 本控制系统仍以上位机采用高性能的组态软件,开发操作可靠、简单易学、 实用稳定的监控程序,具有全中文界面,实时数据显示、流量和温控曲线、报警 和操作记录,以及完整的生产报表等管理功能,并嵌入反应釜智能化自动控制模 块。 考虑到由于实际装置的设备共有 4 个反应釜(现有 3 个,改造时将再增加 1 个) ,并列为 2 套相同的流程,每套流程公共用 1 组原料、氧化剂和还原剂加料 装置,故加料部分原料、氧化剂和还原剂加料电动调节阀门 2 组,共 6 个,在电 动调节阀之后在装置并联的电控截止阀 2 组,共 12 个,完成在 2 个反应釜之间 加料的切换。再配置冷却水回水调节阀门,每个反应釜装置 1 个,共 4 个 DG65 电动调节阀。全系统共有 10 个调节回路。 本系统将分三个层次来完成对反应釜生产过程综合控制: 第一层次:完成接收电子秤的秤重信号,计算出化学原料单体、氧化剂和还原剂 的瞬时流量、平均给料流量等参数,反应釜及出口温度的实时显示。 第二层次:根据给料流量,结合反应釜及出口温度以及各种工艺条件,自动调节 反应釜温度,并优化主要工艺参数的越界报警和处理功能。 第三层次:根据工艺模板所要求的总加料量、配方和加料时序;反应釜升温曲线 等不同的控制特性,通过新增加的单片机模拟输出调节模块,反应釜冷却水回水 电动调节阀,原料罐、氧化剂和还原剂的电动调节阀,实现反应釜全过程化学反 应的智能化自动控制。 上位工业控制计算机作为人机界面,可以实现以下功能。 1.实时动态显示各设备运行状态,包括原料罐重量的实时变化,各种物料的给 料流速,阀门动作情况和温度显示等。模拟流程图形逼线.显示各工艺参数的实时曲线和历史曲线,与设定工艺曲线进行比较,指导工 艺操作。历史曲线可保存一年或以上数据,用户可随时查阅 3.预先贮存各种工艺曲线和配比,根据各产品的工艺要求,可随时给单片机发 出控制要求,完成生产品种和生产工艺的快速变换。 4.完善的主要工艺参数的越界报警和处理,确保生产过程的安全性。 5.打印各种生产和统计报表。具有较强的管理功能,可打印各批次实配重量及 温度、压力等数据,对贮存数据进行成本核算及工艺分析。 6.手动和自动无扰动切换。为加强系统的可靠性,又不失灵活性,本系统设置 计算机屏幕操作,手动、自动及操作台按钮开关,手动、自动两套工作方式,阀 门的操作采用智能控制仪表手操器,确保进行无扰动的切换操作。 7.采用自适应补偿技术,电子秤的秤量误差可得到最有效的补偿。 8.采用智能化控制技术,通过对反应釜夹套冷却水回水和物料加入速度的多参 数自动优化调节、对反应釜温度的动态自适应 PID 调节,反应釜中整个化学反应 过程可得到更稳定有效的控制。 其中第三个层次是本次改造的主要内容,为此,单片机模块配置中要增加具有 DA 输出的模拟量输出模块和开关量输出模块,包括扩展基板、电源和连接电缆。 用于自动调节加料过程的电动调节阀,手操器,2 个反应釜切换加料之用的电动 截止阀等硬件。以及完成上述全部功能的智能控制软件的开发。 五、设计结果及问题讨论 1.设计结果分析 本次课程设计的结果是模拟反应釜温度采集存储系统,按下 B 键,输入 10 个温度数据,每个数据输入以 A 键结束。然后若要存储此次输入的数据可按下 C 键进行数据的存储将其存入 AT24C02 存储器芯片中或按下 D 键显示本次输入的温 度数据以便于查看温度输入是否正确。若正确则可关闭电源后,再打开实验仪, 按下 E 键,方可进行断电前数据的查询后可按下 B 键更新温度采集存储系统。若 不正确,可再次按下 B 键进行正确数据的输入即可。 2.问题讨论 本次课程设计中遇到的最大问题就是总控程序的逻辑实现问题。 开始闭关没 有把各项功能分开,而是想当然的把输入数据和存储数据放在了一个功能块,把 读出数据和显示数据放到了一个功能块。 而各个功能块间程序的编写出现了冲突 而又不易被发现,导致设计进度一直无法向前。也由于比较毛躁的心理,无法发 现错误在何处。后与同学讨论,决定把各个数据段功能分开实现其相应,以便于 问题的发现和解决。 3、总结与体会 从未接触过硬件和软件结合的课程设计。 第一次接触到本设计时感觉应该还 比较简单,因为发现周围同学的设计课题都比我的要复杂。后真正着手去做时才 发现不仅硬件方面出现了问题,软件方面更存在很多问题。 开始设计时对使用的几个硬件模块不是很了解。第一次就把原理图给画错 了,因为我直接将 AT24C02 存储器芯片与主机的 PCI 板卡相连。后经老师指点才 知道 AT24C02 虽然是存储器芯片, 可却挂在总线上, 且与主机之间有数据的交换, 一定要有输入输出接口,而只有两根线:SDA 和 SCL,故接口要有独立可控的数 据端口,后经考虑 8255 再合适不过了。 这时我才发现自己的硬件知识是多么的缺乏, 连输入输出接口都没有怎么可 能进行主机与外设的数据交换呢。而这些我明明知道却没有将其应用,将知识应 用于实践的能力太差。 后仔细研习老师给的资料, 掌握 I2C 总线 的使用说明以及其与 LED、键盘的联系终于画出了正确的硬件原理图。 而软件设计时出现了很多错误,虽然设计过程是痛苦的,可是完成设计时开 心的。此次设计虽然完成的不够好,系统具有比较大的局限性,但是还是完成了 要求系统的基本功能,而且从中受益匪浅。在课程设计即将结束时老师检查我的 系统,发现了很多不完善,当时心里有些急躁,后冷静下来仔细的思考,便很快 实现了老师所要求的输入超时时的延时程序, 从而丰富了系统的功能以及其可靠 性。 从此次课程设计来看,它是硬件知识与软件知识的综合应用,而我却没有很好的 顺利的完成它,我深知自身存在的众多不足。此次课程设计虽然已经结束了,可 留下的经历确实铭刻在脑海中。 同时也深深的给我们敲响了警钟: 做事不能急躁。 同时知识不是用来纯粹记忆的,而是理解并掌握后将其应用于实际生活中。