氧化炉控制运行系统设计
引言 1
（一）氧化炉控制系统的概述 1
一、氧化炉控制系统的方案分析与论证 2
（一）氧化炉控制系统的要求 2
（二）氧化炉控制系统的方案分析 2
（三）方案论证 3
二、控制系统硬件设计 3
（一）氧化炉PLC外部接线图 3
（二）氧化炉控制器硬件原理图 5
（三）PLC主控模块 6
（四）电源模块 7
（五）I/O表 7
（六）辅助元器件明细规格 9
（七）固态继电器 9
（八）电流互感器 10
（九）中间继电器的作用 10
（十）热电偶 10
（十一）氩气电磁阀 10
（十二）变频器工作原理 11
三、控制系统软件设计 11
（一）主程序步骤 11
（二）传动检测的传感器以及子程序的关联 14
（三）编程软件GX-Works2的介绍以及应用 14
四、设计测试结果仿真与调试 15
仿真调试 15
总结 21
参考文献 22
谢辞 23
附录1： 软件设计部分源程序 24
引言
（一） 氧化炉控制系统的概述
1．氧化炉简介
工业氧化炉包括炉体部分以及电气柜部分两大部分组成。其中电气柜部分是控制整体生产运行的大脑。而炉体是实现运作的。氧化炉顾名思义就是炉体通过加热炉内温度来氧化产品。从而得到一种全新的产品。而且氧化炉的温度比较容易控制，而且工艺要求不是真空，要求不高。产品工艺不需要真空。所以氧化炉相对真空炉的整体要求工 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
艺较少。
2．氧化炉的发展方向
工业氧化炉在近几年市场竞争比较强烈。而且工业炉在工业生产中具有很大的作用，比如：炼钢、退火、滚火、提升金属的品质等重要的功能。在工业生产中是必不可少的。而现在氧化炉更趋向于自动化，无人化控制。所以对控制系统以及技术支持方面尤为的重要。
3. 氧化炉的设计意义
氧化炉在实际生产中能够更加有效、快捷的为生产提供合格的原材料。更为方便的处理比较难处理的金属。相对人为原始的生产，氧化炉更加节约时间，节省资源，效率更高，质量更好。
一、氧化炉控制系统的方案分析与论证
（一）氧化炉控制系统的要求
氧化炉控制有：送料、加热、出料。三个部分组成。
送料：原料于上料机的下限位装料，由上料机运送到上限位停止，然后振荡机振荡放料。然后振荡完成之后，回到下限位继续装料。
（产品由上料机运送到加热炉口的前端。上料机有上限位和下限位。）
加热：加热炉体有三个区域（加热一区、加热二区、加热三区），炉体在传动运行之后一直加热。并且炉体上方有3个循环风机来供应空气进行氧化反应。（氧化循环风机1、氧化循环风机2、氧化循环风机3）在炉体之中有一条传送带，有电机控制运行。加热炉体的出口连接着另一条传送带，将氧化完成的产品运输出去。
出料：出料是一条传送带，将氧化完成的产品运出加热的炉体部分。
联锁：主炉传动开-循环风机开-主炉加热
消警：关警笛，不管警灯（300S之内不响）
报警测试：点动灯亮、鸣笛、灯亮。
氧化炉传动检测：（60S内无1或者0的动作信号，则报警、灯亮、鸣笛）检测部分有一个传感器检测信号。
氧化炉控制系统需要注意整套设备的协调运行，以及各种检测装备之间的指令与协调分析。所以在编程的时候需要很有调理有逻辑的编辑整条生产线。
（二）氧化炉控制系统的方案分析
方案1：继电器-接触器控制系统
逻辑运算由传统的继电器来完成的系统称之为继电器控制系统。改系统可以简单的运行动作，继电器的动作一般与电磁有关。所以继电器控制系统的控制步骤以及范围有限。
方案2：PLC控制系统
PLC循环扫描的工作过程包括五个阶段：内部处理、与外设进行通信处理、输入采样、用户程序执行、输出刷新
PLC的主要应用：
（1）开关量逻辑控制
（2）模拟量过程控制
（3）机械件位置控制
（4）现场数据采集处理
（5）通信联网、多级控制
PLC的发展比较快速，不仅仅是因为它的自动化的缘由，而且PLC拥有继电器接触器控制的优点。在工业控制这个方面，PLC更加的经济、安全、可靠、灵活。
方案3：工业PC机（简称：工控机）控制系统
工业PC机是运用于工业中一些环境较为恶劣的计算机，它具有耐冲击、防灰尘。抗电磁干扰能力较好。但是正因为工控机的这些优点，工控机的价格也较为昂贵，而且实际的设备体积大。
方案4：单片机控制系统
单片微型计算机室制作在一块集成电路芯片上的计算机，简称单片机。单片机包括：CPU、RAM、ROM、T、C、I/O。单片机的优点有体积小、集成度比较高、功耗较小、性价比高。缺点有：运行数据有限，只能运用于小型的控制系统，例如：精密的仪表、家用电器、通讯终端等。
（三）方案论证
根据三个控制系统的比较来看，选择PLC控制系统的氧化炉合当今社会发展的趋势，更为经济、耐用。
二、控制系统硬件设计
（一）氧化炉PLC外部接线图
图2-1 氧化炉PLC外部接线图
（二）氧化炉控制器硬件原理图
图2-2 氧化炉控制器硬件原理图
（三）PLC主控模块
PLC(Programmable Logic Controller),即可编程逻辑控制器。其组成部分由：CPU、I、O、RAM、ROM、C、T等。
本控制系统的PLC选用三菱的FX2N-48MR，附加FX2N-8X来增加8个输入点。
FX2N-48MR-001：继电器输入24个点，输出24个点，内部存储器8K，可扩展到16K,最大可以扩展到256 I/0点。
FX2N-48MR-001 是FX2N系列，有48个I/O、基本单元、继电器输出。
通讯用线为：USB-SC09-FX编程光缆。
辅助继电器KA:KA1-KA16(共计16个)。
图2-3 FX2N-48MR-001 PLC
（四）电源模块
本套设备主电源为380V，柜内为220V的交流电源，PLC使用24V的直流电源。
因为涉及工业用电，考虑其稳定性，所以柜内电源需要变压器（380V-220V）来稳定电压。PLC的电源由交流220V转直流24V的转换器解决。
Y004 上料机下降 Y014 警笛 Y024 紧停指示 T4 计时器T4
图3-2 控制电路中的指示灯接线图
接触器的接线图
（一）氧化炉控制系统的概述 1
一、氧化炉控制系统的方案分析与论证 2
（一）氧化炉控制系统的要求 2
（二）氧化炉控制系统的方案分析 2
（三）方案论证 3
二、控制系统硬件设计 3
（一）氧化炉PLC外部接线图 3
（二）氧化炉控制器硬件原理图 5
（三）PLC主控模块 6
（四）电源模块 7
（五）I/O表 7
（六）辅助元器件明细规格 9
（七）固态继电器 9
（八）电流互感器 10
（九）中间继电器的作用 10
（十）热电偶 10
（十一）氩气电磁阀 10
（十二）变频器工作原理 11
三、控制系统软件设计 11
（一）主程序步骤 11
（二）传动检测的传感器以及子程序的关联 14
（三）编程软件GX-Works2的介绍以及应用 14
四、设计测试结果仿真与调试 15
仿真调试 15
总结 21
参考文献 22
谢辞 23
附录1： 软件设计部分源程序 24
引言
（一） 氧化炉控制系统的概述
1．氧化炉简介
工业氧化炉包括炉体部分以及电气柜部分两大部分组成。其中电气柜部分是控制整体生产运行的大脑。而炉体是实现运作的。氧化炉顾名思义就是炉体通过加热炉内温度来氧化产品。从而得到一种全新的产品。而且氧化炉的温度比较容易控制，而且工艺要求不是真空，要求不高。产品工艺不需要真空。所以氧化炉相对真空炉的整体要求工 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
艺较少。
2．氧化炉的发展方向
工业氧化炉在近几年市场竞争比较强烈。而且工业炉在工业生产中具有很大的作用，比如：炼钢、退火、滚火、提升金属的品质等重要的功能。在工业生产中是必不可少的。而现在氧化炉更趋向于自动化，无人化控制。所以对控制系统以及技术支持方面尤为的重要。
3. 氧化炉的设计意义
氧化炉在实际生产中能够更加有效、快捷的为生产提供合格的原材料。更为方便的处理比较难处理的金属。相对人为原始的生产，氧化炉更加节约时间，节省资源，效率更高，质量更好。
一、氧化炉控制系统的方案分析与论证
（一）氧化炉控制系统的要求
氧化炉控制有：送料、加热、出料。三个部分组成。
送料：原料于上料机的下限位装料，由上料机运送到上限位停止，然后振荡机振荡放料。然后振荡完成之后，回到下限位继续装料。
（产品由上料机运送到加热炉口的前端。上料机有上限位和下限位。）
加热：加热炉体有三个区域（加热一区、加热二区、加热三区），炉体在传动运行之后一直加热。并且炉体上方有3个循环风机来供应空气进行氧化反应。（氧化循环风机1、氧化循环风机2、氧化循环风机3）在炉体之中有一条传送带，有电机控制运行。加热炉体的出口连接着另一条传送带，将氧化完成的产品运输出去。
出料：出料是一条传送带，将氧化完成的产品运出加热的炉体部分。
联锁：主炉传动开-循环风机开-主炉加热
消警：关警笛，不管警灯（300S之内不响）
报警测试：点动灯亮、鸣笛、灯亮。
氧化炉传动检测：（60S内无1或者0的动作信号，则报警、灯亮、鸣笛）检测部分有一个传感器检测信号。
氧化炉控制系统需要注意整套设备的协调运行，以及各种检测装备之间的指令与协调分析。所以在编程的时候需要很有调理有逻辑的编辑整条生产线。
（二）氧化炉控制系统的方案分析
方案1：继电器-接触器控制系统
逻辑运算由传统的继电器来完成的系统称之为继电器控制系统。改系统可以简单的运行动作，继电器的动作一般与电磁有关。所以继电器控制系统的控制步骤以及范围有限。
方案2：PLC控制系统
PLC循环扫描的工作过程包括五个阶段：内部处理、与外设进行通信处理、输入采样、用户程序执行、输出刷新
PLC的主要应用：
（1）开关量逻辑控制
（2）模拟量过程控制
（3）机械件位置控制
（4）现场数据采集处理
（5）通信联网、多级控制
PLC的发展比较快速，不仅仅是因为它的自动化的缘由，而且PLC拥有继电器接触器控制的优点。在工业控制这个方面，PLC更加的经济、安全、可靠、灵活。
方案3：工业PC机（简称：工控机）控制系统
工业PC机是运用于工业中一些环境较为恶劣的计算机，它具有耐冲击、防灰尘。抗电磁干扰能力较好。但是正因为工控机的这些优点，工控机的价格也较为昂贵，而且实际的设备体积大。
方案4：单片机控制系统
单片微型计算机室制作在一块集成电路芯片上的计算机，简称单片机。单片机包括：CPU、RAM、ROM、T、C、I/O。单片机的优点有体积小、集成度比较高、功耗较小、性价比高。缺点有：运行数据有限，只能运用于小型的控制系统，例如：精密的仪表、家用电器、通讯终端等。
（三）方案论证
根据三个控制系统的比较来看，选择PLC控制系统的氧化炉合当今社会发展的趋势，更为经济、耐用。
二、控制系统硬件设计
（一）氧化炉PLC外部接线图
图2-1 氧化炉PLC外部接线图
（二）氧化炉控制器硬件原理图
图2-2 氧化炉控制器硬件原理图
（三）PLC主控模块
PLC(Programmable Logic Controller),即可编程逻辑控制器。其组成部分由：CPU、I、O、RAM、ROM、C、T等。
本控制系统的PLC选用三菱的FX2N-48MR，附加FX2N-8X来增加8个输入点。
FX2N-48MR-001：继电器输入24个点，输出24个点，内部存储器8K，可扩展到16K,最大可以扩展到256 I/0点。
FX2N-48MR-001 是FX2N系列，有48个I/O、基本单元、继电器输出。
通讯用线为：USB-SC09-FX编程光缆。
辅助继电器KA:KA1-KA16(共计16个)。
图2-3 FX2N-48MR-001 PLC
（四）电源模块
本套设备主电源为380V，柜内为220V的交流电源，PLC使用24V的直流电源。
因为涉及工业用电，考虑其稳定性，所以柜内电源需要变压器（380V-220V）来稳定电压。PLC的电源由交流220V转直流24V的转换器解决。
Y004 上料机下降 Y014 警笛 Y024 紧停指示 T4 计时器T4
图3-2 控制电路中的指示灯接线图
接触器的接线图
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/jdgc/1837.html
