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、 I 匐 化 基于S 7 3 0 0 P L C 与触摸屏的烧结炉温度控制系统设计 Desi gn of t em per at ur e cont r ol sy st em of si nt er i ng f ur n ace bas ed on S7- 300 PLC an d t ouch scr e en 王宁，虎恩典，王志刚 W ANG Ni n g．HU E n ． di a n ．V V ANG Zh i ． g a n g 宁夏大学 机械工程学院，银川 7 5 0 0 2 1 摘 要 针对真空烧结炉加热过程具有时滞性、大惯性、非线性等特点，使用传统的P I D 控制策略很难 达到控制要求。为达到最优控制，提出采用s mi t h F u z z y P J D 控制策略实现烧结炉温度控 制，并用MA T L A 8软件进行了仿真。控制系统以s 7 3 0 0 P L C 作为核心控制器实现烧结工艺要 求及控制策略，选用昆仑通态触摸屏实现对控制现场的监视及控制。运行结果表明，系统运 行平稳 ，方案设计合理，满足控制要求。 关键词 真空烧结炉；s m i t h F u z z y P ID；MA T L A B；P L C；触摸屏 ‘ 中图分类号T P2 7 3 文献标识码B 文章编号；1 0 0 9 -0 1 3 4 2 0 1 4 1 1 I- - o l 1 5 -0 4 D o i 1 0 ． 3 9 6 9 } ／ J ． i s s n ． 1 0 0 9 -0 1 3 4 ． 2 0 1 4 ． 1 1 ．．E ． 3 3 0 引言 硬质合金是将 高硬 度难熔金属碳化物和金属 粘合 剂按 粉 末 冶金 方法 进 行 比例 混 合 、压制 成 胚 ，在经 过 高温 烧 结等 处理 工艺 制 成 的合金 材 料 ，广泛应用于机械加工 、汽车制造和航空航天 等行业⋯。硬质合金烧结是硬质合金生产的重要环 节 ，而真空烧结炉温度控制 的精度决定 了硬质合 金的品质，是硬质合金烧结的关键技术。 本文针对烧 结炉控 制系统 特点及控制要求 ， 选择S 7 3 0 0 P L C 作为核心控制器，选用昆仑通态 Hi 1 5 6 1 触摸屏和MC GS 软件为上位机设计监控 系 统 ，实现真空烧结炉温度 自动控制和现场监控 。 1 系统结构及工作原理 根据真空烧结炉温 度控制 系统要求 ，控制 系 统 主要 由信号检测及执 行系统 、P L C控制系统和 上位 机监控系统三个部分组成 。该 系统 以S 7 3 0 0 C P U3 1 5 2 D P 作为核心控制器，实际运行时接收上 位机 指令并根据实际程序对现 场设备进行控制 ； 信号检测部分实现对现场信号采集和转换 ，K型热 电偶 测温 ，S M3 3 l A1 8 * T C 模拟量输入模块接收 温度信号，S M3 3 2 A0 4 * 1 6 模拟量输 出模块输 出温 度控制信号 ，西门康S KKH 5 7 ／ 1 6 E 可控硅作为调压 设备 控制加 热器；执行部分实现 对现场设备的控 制；上位机监控系统由触摸屏和MCG S 组态软件组 成 ，MCG S 作为人机界面 ，同时现场配置 昆仑通态 HI 1 5 6 1 触摸屏 ，提高控制 系统可视性和可靠性 ， 实现对控制流程模拟仿真 、过程数 据和曲线的实 时显示和报警信息显示等功能 。总体设计 结构如 图1 所示 。 图1 控制 系统结构 图 控制系统运行时，当真空度达到控制要求后， 加热器根据实际控制要求进行加热 。K 型热电偶将 检测的温度信号经变送器转化为标准4 mA2 0 mA 信号经模拟量输入模块送入P L C，P L C 根据控制程 序进行运算，输出数字信号经模拟量输出模块转化为 4 mA2 0 mA电流信号，此电流信号经可控硅调压转 化为0 V2 2 0 V电压信号，经变压器作用于炉内加热 器，实现对烧结炉温度自动控制。 2 控制策略 烧 结炉加热过程具有时滞性、大惯性、非线 性等特点，而且一台烧结炉可能生产多种产品， 收稿日期2 0 1 4 - 0 7 -1 0 作者简介王宁 1 9 8 7一，男，河北沧州人，硕士研究生，研究方向为机电系统智能控制。 第3 6 卷第1 1 期2 0 1 4 1 1 上 [ 1 1 5 ] 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m
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