【正文】 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 45 頁(yè) 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)用紙 目錄 摘要 ……………………………………………………………………………… .…… ..…… .3 Abstract……………………………………………………………………………………… .… 4 1 緒論 …………………………………………………………………………………………… 5 課題的內(nèi)容及要求 ………………………………………………………………… ..5 樣品粉碎模塊及注射泵控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史和應(yīng)用領(lǐng)域 ……………………… ..5 可編程控制器（ PLC）的發(fā)展及應(yīng)用 ………………………………… …………… .5 可編程控制器（ PLC）的發(fā)展 ……………………………………………… ..5 可編程控制器（ PLC）的應(yīng)用 ……………………………………………… ..5 課題的引進(jìn) …………… .……………………………………………………… ..5 2 基于樣品粉碎模塊及加液控制系統(tǒng)的總體分析與設(shè)計(jì) ………………………………… ..5 控制系統(tǒng)的工藝過(guò)程要求 …………………………………………………………… 5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 …………………………………………………………………… …… 5 方案框架與構(gòu)思 …………………………………………………………………… ..5 3 硬件選型及設(shè)計(jì) …………………………………………………………………………… ..5 變量的編制 … ………………………………………………………………………… ..5 系統(tǒng)硬件設(shè)備的選型 …………………………………………………………………… 5 4 上位機(jī)監(jiān)控軟件的選擇 …………………………………………………………………… ..5 5 基于樣品粉碎模塊及加液泵控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ……………………………………… ..5 可編程控制器（ PLC）的程序設(shè)計(jì) ………………………………………………… .5 可編程控制器（ PLC）主程序設(shè)計(jì) …………………………………………… 5 粉碎機(jī)控制的子程序設(shè)計(jì) ………………………………………… ..……… .5 注射泵控制的子程序設(shè)計(jì) ……………………………………………… ..… .5 清洗泵控制的子程序設(shè)計(jì) … ………………………………………………… .5 智能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的控制程序設(shè)計(jì) ……………………………………… .5 基于組 態(tài)王 的上位機(jī)監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì) ……………………………………… .5 組態(tài)王 簡(jiǎn)介 …………………………………………………………… ..5 S7200 PLC 與組態(tài)王 的 PPI 通信 …………………………………… .5 自動(dòng)樣品提取凈化集成裝置界面設(shè)計(jì) ……………………………………… 5 調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題 ………………………………………………………………… .5 設(shè)計(jì)總結(jié) ………………………………………………………………………………… .5 致謝 ……………… ……………………………………………………………………… .5 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………… .5 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 45 頁(yè) 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)用紙 基于 樣品粉碎模塊及注射泵控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 摘要 當(dāng)今社會(huì)，信息技術(shù)迅猛發(fā)展，已經(jīng)深入到各個(gè)領(lǐng)域。 隨著全球一體化和食品貿(mào)易國(guó)際化，食品安全已經(jīng)成為一個(gè)世界性的挑戰(zhàn)和全球重要的公共衛(wèi)生問(wèn)題。近幾年，重大食品安全事件的頻頻發(fā)生以及消費(fèi)者對(duì)安全食品的需求，使得食品安全問(wèn)題成為全世界矚目的熱點(diǎn)。應(yīng)用現(xiàn)代化的分析技術(shù)，研究建立快速準(zhǔn)確的食品安全分析方法勢(shì)在必行。 樣品粉碎是樣品 制備當(dāng)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，但傳統(tǒng)手工操作步驟繁瑣，容易產(chǎn)生人工誤差。樣品粉碎及加液泵控制系統(tǒng)是一套全自動(dòng)，全功能的樣品制備系統(tǒng)，采用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)通過(guò)上位機(jī)軟件來(lái)控制，可以獨(dú)立完成樣品的粉碎、加液、抽濾、提取生成的樣品等工作。本課題在分析樣本制備工藝流程和控制要求的前提下，進(jìn)行硬件控制部分設(shè)計(jì)和軟件監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為了達(dá)到可靠穩(wěn)定的控制硬件控制部分選擇 S7200 PLC 做主控制器。軟件監(jiān)控部分利用組態(tài)王，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制界面。同時(shí)選擇滿(mǎn)足精度要求的注射泵，結(jié)合工藝要求，根據(jù)組態(tài)設(shè)置，自動(dòng)生成注射泵控制代碼， 使食品 檢測(cè) 具有更高的靈敏度、準(zhǔn)確度和更小的樣品用量，并且分析方法更快速 。利用智能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器，結(jié)合工藝流程編制機(jī)械臂控制程序，完成多個(gè)工位的加液。 配方是機(jī)器設(shè)置參數(shù)的一個(gè)集合，而對(duì)于批處理器，一個(gè)配方可能被用來(lái)描述批處理過(guò)程中的不同步驟。組態(tài)王支持對(duì)配方的管理，用戶(hù)利用此功能可以在控制過(guò)程中得心應(yīng)手，提高效率。比如當(dāng) 檢驗(yàn) 過(guò)程需要大量的控制變量參數(shù)時(shí)，如果一個(gè)接一個(gè)地設(shè)置這些變量參數(shù)就會(huì)耽誤時(shí)間，而使用配方，則可以一次設(shè)置大量的控制變量參數(shù)，滿(mǎn)足生產(chǎn)過(guò)程的需要。 關(guān)鍵詞 ： 粉碎機(jī)（均質(zhì)器） ； 注射泵； 組態(tài)王； 配方 ； 數(shù)據(jù)庫(kù)； 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 共 45 頁(yè) 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)用紙 Abstract Current society,the information technology is developed rapidly, has already got deeply to each field 。 With the globalization and the internationalization of food trade, food safety has bee a global challenge and an important public health problem. In recent years, major food safety incidents occur frequently, and consumer demand for safe food, making food safety the focus of attention as the world39。s hot spots. Application of modern analytical techniques to study the establishment of rapid and accurate analysis of food security is imperative. Samples were crushed sample preparation is a very important, but traditional manual steps and cumbersome and prone to manual crushed and added a pump control system is fully automatic, fullfeatured sample preparation system, the use of standard puter software to control PC can be pleted independent of the crushed sample, add fluid, leaching, extraction and so on generated samples . This issue in the analysis sample preparation process and control requirements under the premise of control part of hardware design and software design of monitoring system. In order to achieve a stable and reliable control of the control part of hardware to choose the master S7200 PLC controller. Part of the software to monitor the use of Kingview to achieve system control the same time, choose to meet the precision requirements of injection pump, bined with technological requirements, in accordance with configuration settings, automatically generated control code injection pump, so that the food has a higher detection sensitivity, accuracy and a smaller amount of sample, and analysis more quickly. Intelligent stepper motor driver controller, bined with process control procedures for the preparation of the robot arm, to plete a number of workers increases fluid spaces. Formula is the machine set up a collection of parameters, and for approved processors, a formula may be used to describe the batch process of the different management support for the formula, the user can use this function handy in the control process and improve efficiency. For example, when the testing process requires a large number of parameters of the control variable, if set up one after the parameters of these variables will be time delay, and the use of formula, you can set up a large number of control variable parameters, to meet the needs of the production process. Key word： Pulverizer。 Injector。 KingView。 Formula。Database 控制學(xué)院 氣升 0701 班學(xué)生 趙延平 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 45 頁(yè) 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)用紙 1 緒論 課題的內(nèi)容及要求 本課題主要 研究?jī)?nèi)容是將樣品粉碎、加液控制和直角坐標(biāo)機(jī)械臂組成自動(dòng)化樣品加液粉碎處理模塊單元。該處理模塊具備按設(shè)定參數(shù)進(jìn)行樣品加液功能、樣品均質(zhì)粉碎功能、清洗功能，從而實(shí)現(xiàn)同時(shí)處理 16 個(gè)樣品的加液均質(zhì)的功能。主要設(shè)備包括粉碎機(jī)、注射泵、步進(jìn)電機(jī)、機(jī)械臂、空氣隔膜泵、氣體閥等。根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程及關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)的研究，本科題設(shè)計(jì)出一套操作靈活、控制精度高的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化樣品加液粉碎處理模塊單元的程序控制。本控制系統(tǒng)使用西門(mén)子可編程控制器對(duì)粉碎機(jī)、注射泵、步進(jìn)電機(jī)、機(jī)械臂控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)樣品提取凈化組合裝置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。建立的系統(tǒng)使 用上位機(jī)組態(tài)界面對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。其控制過(guò)程首先是在上位機(jī)組態(tài)界面中對(duì)各個(gè)設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，然后通過(guò)組態(tài)界面與西門(mén)子 PLC 可編程控制器通信達(dá)到對(duì)各個(gè)設(shè)備控制的目的。實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的自動(dòng)提取和凈化。 樣品粉碎模塊及注射泵控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史和應(yīng)用領(lǐng)域 從 20 世紀(jì) 60 年代末 70 年代，世界上許多國(guó)家都致力于跨學(xué)科、夸行業(yè)的超細(xì)粉碎技術(shù)的研究。產(chǎn)生了許多粉碎設(shè)備，主要有機(jī)械式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式粉碎機(jī)。機(jī)械式粉碎機(jī)有振動(dòng)粉碎機(jī)、離心粉碎機(jī)、擠壓粉碎機(jī)、雷蒙粉碎機(jī)、塔式粉碎機(jī)、高速粉碎機(jī)等。在超細(xì)粉碎中，電動(dòng)式粉碎機(jī)技術(shù)是公認(rèn) 的能有效獲得最小微粒的一種高效粉碎技術(shù)，是現(xiàn)在深加工不可缺少的手段。電動(dòng)式粉碎機(jī)的產(chǎn)品，具有顆粒細(xì)、粒度分布窄、活性大、分散性能好等一系列特點(diǎn)。廣泛適用于化工、制藥、食品、防疫和商檢、醫(yī)療衛(wèi)生部門(mén)。 國(guó)外對(duì)注射泵的研制較早，如日本、美國(guó)和德國(guó)等國(guó)家上世紀(jì) 80 年代末就進(jìn)行了注射泵的研制?，F(xiàn)在市場(chǎng)大多是流行的國(guó)外產(chǎn)品，類(lèi)型多樣性能較好，如美國(guó)自然基因公司的Harvard Apparatus PHD 22/2021 型注射泵（控制精度為 %，速度范圍 微升 /小時(shí)到 ）和 SP500 型注射泵控制精度為 1%，最小流速 、最高流速300ml/h,美國(guó) IMED 公司 Gemini PC2TX 型注射泵，速度范圍 ，并且可以實(shí)現(xiàn)四路控制，此外還有德國(guó)貝朗（ B|BRAUN）公司的 Multifuse 型、 Perfusor Compact型（控