【正文】 )和兩道尾磨(T)，另外還配置了八道清粉(P)、四道打麩(Br)和一道刷麩。再后來又增加了渣磨和尾磨，使物料的分級(jí)更加細(xì)致，并且在系統(tǒng)中使用了清粉機(jī)，將心磨的物料進(jìn)一步提純，心磨系統(tǒng)使用光輥和松粉機(jī)，減低麩星的產(chǎn)生，這就是現(xiàn)代的制粉工藝。 小麥制粉工藝流程制粉工段是面粉生產(chǎn)系統(tǒng)的核心，其技術(shù)水平的高低與整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)系最為密切，所以制粉工藝流程多年來一直是人們研究制粉技術(shù)的重點(diǎn)。這道工序是以霧化水使麥粒表面濕潤(rùn)，使麥皮的韌性增加，降低麥皮在研磨過程中的破碎。在小麥著水和潤(rùn)麥之后，再重復(fù)以上過程進(jìn)行光麥清理，以達(dá)到除雜盡凈的目的。按照這樣的原則，首先采用高效振動(dòng)篩除大中雜、小雜和輕雜，然后采用比重分級(jí)去石機(jī)去除石子，再用精選機(jī)去除與麥粒大小、比重相近的球形或細(xì)長(zhǎng)形雜質(zhì)?；烊胄←溨械幕覊m等細(xì)微雜質(zhì)由風(fēng)機(jī)從各設(shè)備中吸除，經(jīng)布筒式脈沖除塵器和沙克龍除塵器高效分離后，經(jīng)關(guān)風(fēng)器送入灰房密閉保存初清的目的是去除小麥中的大雜，如磚頭、瓦塊及繩頭等，并盡可能地去掉部分的小雜和輕雜，以避免這些雜質(zhì)影響機(jī)器的正常工作及物料的流動(dòng)和出倉，并減少物料中的灰塵含量。清理過的小麥自動(dòng)流入高效振動(dòng)篩，由頭道篩去除中雜，篩下小麥流過二道篩去掉草籽等小雜。而且相同的設(shè)備還要重復(fù)使用，才能達(dá)到理想的清理效果。小麥中混有雜質(zhì)或病害麥粒直接影響制粉的安全生產(chǎn)、成品質(zhì)量及食品的安全和衛(wèi)生。 本課題研究主要內(nèi)容本課題主要研究的是面粉生產(chǎn)車間的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，通過分析生產(chǎn)工藝流程；分析研究西門子S7300 PLC硬件組態(tài)、編程與通訊，實(shí)現(xiàn)iFIX上位機(jī)組態(tài)，進(jìn)而完成現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。早期自動(dòng)順序啟動(dòng)系統(tǒng)利用定時(shí)轉(zhuǎn)換器，大大簡(jiǎn)化了面粉廠的啟動(dòng)操作。50多年來，自動(dòng)化儀表從氣動(dòng)到電動(dòng)，從現(xiàn)場(chǎng)控制到中央控制，從儀表屏操作到計(jì)算機(jī)操作站，從模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)等等，變化確實(shí)驚人。（2）程序控制技術(shù)方面。90年代以來，引進(jìn)生產(chǎn)線的面粉廠以其合理的工藝、先進(jìn)的設(shè)備及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和整體經(jīng)濟(jì)效益。本文先介紹了PLC系統(tǒng)的硬件組成、工作原理、軟件編程等，并詳細(xì)介紹了利用PLC控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)面粉生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制。由于種種原因，其生產(chǎn)過程的自動(dòng)化遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于同期實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)的紡織業(yè)。. . . .. .安徽工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書課題名稱面粉生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 院電氣信息學(xué)院專業(yè)班級(jí)測(cè)控技術(shù)與儀器081姓 名李 赟學(xué) 號(hào)089064013指導(dǎo)教師張英杰 老師畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的主要內(nèi)容及要求：1． 查閱資料了解面粉生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史和發(fā)展現(xiàn)狀；2． 查閱資料分析面粉生產(chǎn)工藝流程；3． 設(shè)計(jì)面粉生產(chǎn)過程總體控制方案；4． 選擇合適的PLC，完成硬件組態(tài)、編寫相應(yīng)的控制程序并進(jìn)行及仿真。進(jìn)入九十年代以來，為了降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，適應(yīng)不斷變化的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，我國(guó)的大中型面粉廠相繼進(jìn)行了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的改造，PLC開始被廣泛的應(yīng)用于我國(guó)面粉行業(yè)。關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制系統(tǒng)，面粉生產(chǎn)，iFIX， PLCABSTRACTFlour processing is the important material industry of food producing, and the traditional industry of the transit of cereal producing to human various reasons, the automation of its production processlags far behind the textile industry over the same period to achieve the mechanized production. Since the 1990s, in order to reduce costs, improve product quality and adapt to the changingmarket economy, Chinese large and mediumsized flour mills successively carried transformation of electrical automation system, the PLC began to be widely used in the flour industry of China. Programmable controller referred as PLC, is a dedicated puter different from ordinary puter, it can be directly applied in industrial environments without dedicated air conditioning and constant temperature environment. It has been designed for control of industrial environmental with rich input and output interface and strong output drive capability. It has so many advantages that it has been widely used in various areas of industrial production around the world. This paper introduces the hardware structure,working principles and software programming of the PLC system, and then describes how to take advantage of the technology of PLC to achieve the automatic control of the flour production process .Keywords: Automatic control system, Flour production, iFIX, PLC目錄摘要 IIABSTRACT III1. 緒論 1 國(guó)內(nèi)外面粉加工自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀 1 本課題研究主要內(nèi)容 22. 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 3 面粉生產(chǎn)工藝流程 3 小麥初清工藝流程 3 小麥清理工藝流程 5 小麥制粉工藝流程 7 可編程控制器PLC及其與DCS比較 9 STEP 7軟件 11 iFIX軟件 12 系統(tǒng)控制方案 13 控制系統(tǒng)組成及原理 13 控制系統(tǒng)功能 14 控制系統(tǒng)保護(hù) 153. 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 16 S7300可編程控制器 16 工作原理 16 硬件組成 20 模塊配置 22 硬件組態(tài)檢查 23 MPI通訊 25 三相異步電動(dòng)機(jī)基本控制電路 26 三相異步電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)行控制電路 26 三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路 27 生產(chǎn)過程動(dòng)態(tài)參數(shù)檢測(cè) 30 傳感器 30 常見傳感器及參數(shù)檢測(cè) 314. 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 32 下位控制器軟件設(shè)計(jì) 32 PLC程序設(shè)計(jì) 32 PLC程序仿真 34 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì) 38 畫面介紹 38 設(shè)備狀態(tài) 39 故障報(bào)警 41總結(jié) 42致謝 43參考文獻(xiàn) 44附錄 45 學(xué)習(xí)好幫手1. 緒論 國(guó)內(nèi)外面粉加工自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀面粉加工是把小麥通過清理、研磨、篩理、分級(jí)、提純，加工成各種不同等級(jí)面粉的系統(tǒng)科學(xué)，它主要包含兩方面的內(nèi)容：制粉設(shè)備和制粉工藝。當(dāng)時(shí)引進(jìn)的面粉生產(chǎn)線主要特點(diǎn)有：（1）工藝線路、設(shè)備及故障自動(dòng)監(jiān)控方面。引進(jìn)系統(tǒng)大部分采用繼電器聯(lián)鎖控制方式，個(gè)別在配粉車間采用PLC控制。半個(gè)世紀(jì)以前，制粉行業(yè)已具有確保基本的聯(lián)鎖功能的機(jī)電系統(tǒng)，在出現(xiàn)報(bào)警或其它故障的情況下，通過繼電器鏈保證按照預(yù)定的安全邏輯順序地停機(jī)，控制系統(tǒng)為就地式的簡(jiǎn)單控制裝置。以微處理器為核心的集散控制系統(tǒng)(DCS )的出現(xiàn)，代替了原有集中式DDC系統(tǒng)。應(yīng)用PLC與iFIX相結(jié)合綜合控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備是本課題的研究?jī)?nèi)容，它主要包括以下幾個(gè)方面：（1）研究面粉生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及故障信息采集（2）研究西門子S7300 PLC硬件組態(tài)（3）研究西門子S7300 PLC軟件編程（4）研究GE Fanuc iFIX （5）研究西門子S7300 PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和上位機(jī)的互聯(lián)（6）研究最終的系統(tǒng)整合，搭建成具有一定開放系統(tǒng)特性的基本系統(tǒng)。因此，小麥在制粉之前必須將混在其中的各種雜質(zhì)徹底清理干凈。圖21是小麥初清流程圖。完成后小麥自動(dòng)流入垂直吸風(fēng)道，吸除麥糠等輕型皮殼類雜質(zhì)。 小麥清理工藝流程小麥清理流程共設(shè)了三篩，兩打，兩去石，兩精選，一洗麥，三磁選，四風(fēng)選，三著水，兩潤(rùn)麥。之后再進(jìn)行小麥表面清理，先利用打麥機(jī)對(duì)小麥進(jìn)行打擊，通過撞擊和摩擦作用使麥粒表面和腹溝內(nèi)的塵土、部分的麥毛和麥皮脫落，接著用第二道篩將這些雜質(zhì)篩出，并同時(shí)篩出比麥粒略大的中型雜質(zhì)。在小麥清理流程中使用洗麥機(jī)清洗麥粒表污，去石洗麥機(jī)還可以去除麥中的石子。噴霧著水之后設(shè)了凈麥倉，使麥粒表面水分被吸收。最早且最簡(jiǎn)單的工藝流程只設(shè)4～5道磨，中間物料不進(jìn)行粗細(xì)分級(jí)，連續(xù)地進(jìn)行“磨篩磨篩…”的過程，即所謂的“一條龍”。世界上制粉技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家如瑞士、英國(guó)、意大利等國(guó)家如今采用的都是這樣的工藝。這是一個(gè)路線長(zhǎng)度適中、功能齊全的工藝流程。雖然未設(shè)5皮，但在系統(tǒng)的后路配備了四道打麩和一道刷麩，足以保證對(duì)麩片的處理效果。所以在流程中設(shè)置了渣磨系統(tǒng)，用磨輥將這些物料輕微地研磨，使麥皮與胚乳分開，經(jīng)過篩理分級(jí)后提取質(zhì)量好的胚乳粒送往心磨系統(tǒng)。為此，心磨系統(tǒng)經(jīng)光輥研磨后的物料，再進(jìn)入撞擊松粉機(jī)或打板松粉機(jī)通過撞擊形式進(jìn)行粉碎，然后進(jìn)入平篩篩理。清粉機(jī)的原理是風(fēng)、篩結(jié)合，空氣自下而上從篩面穿過，使篩上物料產(chǎn)生分級(jí)，重的物料在下從而穿過篩孔，輕的物料則留在篩面上。圖23 PLC的基本結(jié)構(gòu)框圖 PLC和DCS是當(dāng)前自動(dòng)控制領(lǐng)域兩大控制系統(tǒng)。（2）DCS的主要特點(diǎn)：功能全，采用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，完備的開放系統(tǒng)，可靠性高，具有綜合性和專業(yè)性，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)對(duì)話，擴(kuò)展靈活，管理能力強(qiáng)，具有集中管理、分散控制的特點(diǎn)。DCS是在運(yùn)算放大器的基礎(chǔ)上得以發(fā)展的，把所有的函數(shù)和過程變量之間的關(guān)系都做成功能塊。而DCS使用功能塊封裝模擬運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，無論是邏輯運(yùn)算還是復(fù)雜模擬運(yùn)算表達(dá)形式都非常清晰，但相對(duì)PLC來說邏輯運(yùn)算的表達(dá)效率較低。如果被控對(duì)象主要是設(shè)備連鎖、回路相對(duì)很少，采用PLC較為合適。STEP 7 SIMATIC管理器是用戶組態(tài)和編程的基礎(chǔ)。所謂線性編程就是將整個(gè)用戶程序都放在OB1（循環(huán)控制組織塊）中。這些塊執(zhí)行順序由放置在組織塊OB1中的程序來確定， （3）結(jié)構(gòu)化編程。在功能塊中編程用的是“形參”，在調(diào)用它時(shí)要給“形參”賦“實(shí)參”，依靠賦給不同的“實(shí)參”，便可完成對(duì)多種不同設(shè)備的控制，這是一個(gè)功能塊能多處使用的道理。此外，STEP 7還支持集中高級(jí)語言軟件包，下面進(jìn)行一下簡(jiǎn)單說明：1)與C和PASCAL語言相似的S7 SCL高級(jí)文本語言，符合IEC ；2)適用于順序控制的S7 GRAPH；3)以狀態(tài)圖形式描述異步、非順序過程的S7 HiGRAPH；4)適用于S7及M7，以圖形方式連接已有功能的CFC語言。iFIX工作臺(tái)(Workspace)是iCore的主要組件，它提供了單點(diǎn)組態(tài)的功能，能夠把系統(tǒng)的一切組件都集成在一個(gè)開發(fā)環(huán)境中，運(yùn)行人員能夠非常方便地訪問與使用這些組件。iFIX組念軟件采用了基于節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)形式。 iFIX組態(tài)軟件主要以監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集(Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA)為核心，提供了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理及人機(jī)界面三種最基本的功能。數(shù)據(jù)管理就是指各子應(yīng)用軟件根據(jù)需求對(duì)iFIX獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及傳送的過程。 系統(tǒng)控制方案 控制系統(tǒng)組成及原理控制系統(tǒng)以PLC為中心，終端計(jì)算機(jī)通過通訊電纜與PLC的CPU相連以實(shí)時(shí)監(jiān)控其工藝流程中的設(shè)備，而PLC的I/O模塊又通過控制柜的執(zhí)行器件控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。 控制系統(tǒng)功能控制系統(tǒng)主要用于工藝設(shè)備的啟動(dòng)、停車操作，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的動(dòng)態(tài)顯示，故障信息提示、記錄和查詢等。啟動(dòng)時(shí)流程按工藝順序逆物料流方向延時(shí)啟動(dòng)，即由后路向前路依次啟動(dòng)最后打開進(jìn)料閘門（進(jìn)倉時(shí)）或出料閥門（出倉時(shí)），保證設(shè)備都開啟后才可進(jìn)料或出料；（2）流程停止。同時(shí)進(jìn)行必要的自動(dòng)單機(jī)停機(jī)或局部停機(jī)。 控制系統(tǒng)保護(hù)控制系統(tǒng)采取周密的安全措施,