【正文】 講師 導(dǎo)師單位 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 論文提交日期 20xx年 11月 11號(hào) II 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 課題名稱 基于組態(tài)的苯基苯酚甲醛樹脂 中式反 應(yīng)裝置的自動(dòng)控制 課題性質(zhì) 班 級(jí) 過程裝備 學(xué)生姓名 導(dǎo)師職稱 教授 講師 III 一．選題意義及背景 為推動(dòng)了苯基苯酚的應(yīng)用和合成工藝的發(fā)展。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。 指 導(dǎo) 教 師簽名 ： 日 期 ： 1 摘要 可編程控制器 PLC 是專為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算操作的電子控制裝置。合理分配 PLC 后模塊應(yīng)用。尤其是船舶漆，具有極佳的耐久性，特別適用于海上船只。20xx年鹽城市華業(yè)醫(yī)藥化工有限公司在國(guó)內(nèi)首家建成了年產(chǎn) 200噸環(huán)己酮路線合成鄰苯基苯酚新工藝中試裝置，促進(jìn)苯基苯酚的應(yīng)用開發(fā)。在此項(xiàng)目中采用三菱 PLC軟件編程控制以及組態(tài)軟件控制。 PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、變成簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容 本論文研究?jī)?nèi)容是應(yīng)用三菱 PLC，通過三菱 PLC的編程軟件將程序輸入 PLC中，以達(dá)到生產(chǎn)苯基苯酚甲醛樹脂中式反應(yīng)裝置的自動(dòng)控制以及組態(tài)王軟件對(duì)苯基苯 酚甲醛樹脂生產(chǎn)進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)。C時(shí)加入催化劑，加入催化劑由人工完成。177。反應(yīng)釜內(nèi)壓力控制在 6kgf（ =）以內(nèi)。 PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)計(jì)數(shù)等的指令，并通過輸入和輸出控制各種類型機(jī)械或生產(chǎn)過程。 （ 2） 按存儲(chǔ)的先后順序取出用戶指 令，進(jìn)行編譯。 存儲(chǔ)器 PLC 的存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器，提供 PLC 文件 運(yùn)行平臺(tái)。 、輸入 /輸出接口電路 輸入 /輸出接口電路就是將 PLC 與現(xiàn)場(chǎng)各種輸入輸出設(shè)備連接起來的部件。直流輸入的接口電路如圖 32 圖 32 直流輸入的接口電路 輸出接口電路 輸出接口電路通常有 3種類型：繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型。 的特點(diǎn) （一）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的 1/10~1/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。一些使用冗余 CPU的 PLC的平均無故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。 PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制器。 PLC對(duì)用戶程序進(jìn)行掃描。 考慮開關(guān)量輸入輸出的數(shù)量，模擬量輸入精度及連鎖等各方面情況，選用三菱 PLC系列 FX2n48MR，本機(jī)帶有 24個(gè)輸入點(diǎn)和 24個(gè)輸出點(diǎn)， FN2N是 FX2N系列中功能最強(qiáng)速度最高的微型 PLC，內(nèi)置用戶存儲(chǔ)器 8K步，可擴(kuò)展到 16K步，最大可擴(kuò)展到 256個(gè) I/O點(diǎn)，可有多種特殊功能擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)多種特殊控制功能（ PID、高速計(jì)數(shù)、 A/D、 D/A、等）。輸入通道接收模擬信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，這成為 A/D轉(zhuǎn)換。 10%,55mA (源于主單元的外部電源 ) 數(shù)字電路 5VDC,30mA（源于主單元的內(nèi)部電源） 表 32 性能指 標(biāo) 模擬輸出 表 33 模擬輸入繼續(xù) ...... 9 圖 36 注：預(yù)設(shè)范圍根據(jù)模擬模塊緩沖存儲(chǔ)器的適當(dāng)設(shè)置進(jìn)行選擇。否則，將使用模塊里面以前保存的數(shù)值。 通道選擇 通道的初始化由緩沖存儲(chǔ)器 BFM0中的 4位十六進(jìn)制數(shù)字 H0000控制。 注：當(dāng)改變了轉(zhuǎn)換速度后， BFM14將立即設(shè)置到缺省值，這一操作將不考慮他們?cè)械臄?shù)值。 Fx2N4DA最大分辨率是 12位。這 8個(gè)點(diǎn)可以分配成輸入或輸出。 C到 176。這 8個(gè)點(diǎn)可以分配成輸入或輸出。 F兩種數(shù)據(jù) 模擬輸入信號(hào) 箔溫度 PT100 傳感器（ 100Ω）， 3線，4 通道（ CH1， CH2， CH3， CH4），3850PPM/℃ ,DIN43760,JISC16041989 傳感器電流 1mA 傳感器 100Ω PT100 補(bǔ)償范 圍 100℃ 到+600℃ 148 到+1112 數(shù)字輸出 1000 到6000 1480 到+11120 12 位轉(zhuǎn)換 11 數(shù)據(jù)位 +1符號(hào)位 13 最小可測(cè)溫度 ℃ 到℃ 176。 F單位下的平均溫度 *17*20 CH1到 CH4在 176。 （ 1）模擬量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 依據(jù)工藝條件控制要求，電動(dòng)執(zhí)行器的作用是能夠控制其閥門開和大小，從而控制甲醛和乙醇的量。 開關(guān)量的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 選用 DKZ540M/DKZ5400M 6400N直行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 防爆型。 % 死區(qū)：≤ % 環(huán)境溫度： 10~+65176。 對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制時(shí)，希望電動(dòng)機(jī)的主磁通保持額定值不變。變頻器就是通過改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。 變頻器選型 我們現(xiàn) 在使用的變頻器主要采用交 — 直 — 交方式（ VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。： 20 變頻器標(biāo)準(zhǔn) 接線圖和端子規(guī)格 標(biāo)準(zhǔn)接線圖 圖 39 輸入輸出端子規(guī)格說明 （ 1） 主回路 端子記號(hào) 端子名稱 內(nèi)容說明 L1， L2， L3(注 ) 電源輸入 連接工頻電源 U,V,W 變頻器輸出 連接三相鼠籠電機(jī) 直流電壓公共端 此端子為直流電壓公共端子。 STR 反轉(zhuǎn)啟動(dòng) STR 信號(hào) ON 時(shí)為反轉(zhuǎn)， OFF 時(shí)為停止指令 根據(jù)輸入端子功能選擇（ ）可改變端子的功能（ *4） RH, RM, RL 多段速度選擇 可根據(jù)端子 RH、 RM、 RL、信號(hào)的短路組合，進(jìn)行多段速度的選擇。 PC(*1) 外部晶體管公共端DC24V 電源接點(diǎn)輸入公共端（源型） 當(dāng)連接程序控制器（ PLC）之類的晶體管輸出（集電極開路輸出）時(shí)，把晶體管輸出用的外部電源接頭連接到這個(gè)端子，可防止因回流電流引起的誤動(dòng)作。 輸入阻抗 10KΩ ,最大容許輸入電壓為20V. 4 頻率設(shè)定（電流信 號(hào)） 輸入 DC420mA,出廠時(shí)調(diào)整為 4mA 對(duì)應(yīng)0Hz,20mA 對(duì)應(yīng) 60Hz,最大容許輸入電流為 30mA,輸入阻抗為 250Ω。 輸出A B 報(bào)警輸出 表示變頻器的保護(hù)功能工作，輸出停止的輸出接點(diǎn)。輸出信號(hào)與各監(jiān)視項(xiàng)目的大小成比例。 漏型邏輯（出廠設(shè)定）時(shí)，端子 SD 壓力傳感器 壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器。 AST4600AST4600防爆壓力傳感器 /變送器已通過 CSA30(UL 1203)1類 1級(jí)防爆 A、 B、C、 D組認(rèn)證。1% of FS 滿量程偏差 177。F) 的性能 精度 (1) 177。C ( 40 到 250176。液位檢測(cè)采用超聲波測(cè)距。適用于石油、化工、自來水、污水處理、水利水文、鋼鐵、煤礦、電力、交通以及食品加工等行業(yè)。 任意點(diǎn)上下限設(shè)定，倒值設(shè)定，可在測(cè)距范圍內(nèi)任意設(shè)定兩點(diǎn)間的距離對(duì)應(yīng) 4—20MA或 0— 5V，傳感器可方便安 裝調(diào)試，適應(yīng)各種信號(hào)連接要求 。傳感器主要是熱電偶或熱電阻；信號(hào)轉(zhuǎn)換器主要由測(cè)量單元、信號(hào)處理和轉(zhuǎn)換單元組成（由于工業(yè)用熱電阻和熱電偶分度表是標(biāo)準(zhǔn)化的，因此信號(hào)轉(zhuǎn)換器作為獨(dú) 立產(chǎn)品時(shí)也稱為變送器），有些變送器增加了顯示單元，有些還具有現(xiàn)場(chǎng)總線功能。 測(cè)溫探頭采用鉑電阻，精度高，穩(wěn)定性好； 集傳感變送于一體，結(jié)構(gòu)緊 25 湊，安裝方便 ,精度高、功耗低 ；電流輸出型 適合長(zhǎng)距離傳送 ,抗電磁干擾電路設(shè)計(jì)，保證變送器在受到各種干擾下能夠安全可靠的工作，適于現(xiàn)代電磁污染嚴(yán)重的環(huán)境使用 ； 整體密封性能良好，溫度量程和外形尺寸可以按戶要求訂貨 ,靈活方便；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，過程連接接口靈活方便，體積小，重量輕，安裝位置任意；殼體保護(hù)材料多樣化，適應(yīng)多種介質(zhì)測(cè)量 標(biāo)準(zhǔn)管道螺紋安裝。%/℃ （ 8）隔離強(qiáng)度： 輸入 /輸出之間 AC1500v 1 分鐘 （ 9）電壓波動(dòng)影響： 177。 打開 PLC 編程軟件工作界面如下： 圖 42 4． 2 組態(tài)王軟件的介紹 組態(tài)王開發(fā) 監(jiān)控系統(tǒng) 軟件 ，是新型的工業(yè) 自動(dòng)控制系統(tǒng) ，它以標(biāo)準(zhǔn)的 工業(yè)計(jì)算機(jī)軟、硬件平臺(tái)構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。 定義設(shè)備：添加工程中需要的硬件設(shè)備。 編寫命令語言：通過腳本程序的編寫以完成較復(fù)雜的操作上位控制。 需要說明的是，這 8個(gè)步驟并不是完全獨(dú)立的，有些步驟常常是交錯(cuò)進(jìn)行的。 29 圖 45 圖 46 30 (3)構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)（定義變量） 在工程瀏覽器的目錄顯示區(qū)中選擇“數(shù)據(jù)庫(kù) \數(shù)據(jù)詞典”，在顯示區(qū)中雙擊“新建”圖標(biāo)，則會(huì)彈出“定義變量”對(duì)話框，如圖 45所示。如圖 49 以此方法對(duì)其他變量進(jìn)行設(shè)置。這時(shí)看到畫面中液位以及相應(yīng)參數(shù)數(shù)值等的變化。對(duì)應(yīng)的變量值為 0~20xx（本設(shè)計(jì)程序中直徑以 cm為單位，對(duì)應(yīng)液位 ml 的單位 ）設(shè) X 為當(dāng)前高度值，推倒公式如下： 算高度：根據(jù)公式6 0 021 0 0 0 6 0 0*2 0 0 06 0 01 0 0 02 0 0 0DDXDX???測(cè)量高測(cè)量高 37 程序中： D800=2*D600 算面積： 2rS ?? 22 0 0*22 0 0* 0 0 。液位檢測(cè)采用超聲波測(cè)距，因生產(chǎn)量 不同，可根據(jù)生產(chǎn)人員的加料設(shè)置量，自動(dòng)進(jìn)行加料控制， 前文中已得出料量的采樣，根據(jù)料量的采樣大小和設(shè)置值的數(shù)據(jù)比對(duì)，控制伺服閥開合大小來控制加料量。如圖 411 所示： 33 圖 412 “主畫面配置”屬性頁(yè)規(guī)定 TouchView 畫面運(yùn)行系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)調(diào)入的畫面，如果有幾個(gè)畫面重疊，最后調(diào)入的畫面在前面。 圖 47 根據(jù)此方法對(duì)其他變量進(jìn)行定義設(shè)置，最后如圖 46 所示： 31 圖 48 (4)設(shè)計(jì)圖形界面（定義畫面） 在工程瀏覽器的目錄顯示區(qū)中選擇“文件 \畫面”，在內(nèi)容顯示區(qū)中雙擊“新建”圖標(biāo)，則會(huì)彈出“新畫面”對(duì)話框，如圖 47 所示： 圖 49 然后進(jìn)入畫面開發(fā)系統(tǒng)，按照工藝要求開發(fā)畫面，最后如圖 48 32 圖 410 其中，為更形象顯示各系統(tǒng)的參數(shù)狀況，工程中設(shè)置了計(jì)量加料控制系統(tǒng)，反應(yīng)釜加熱系統(tǒng)，蒸餾系統(tǒng)三個(gè)畫面。單擊“下一步” 圖 43 單擊下一步，輸入工程名： 28 圖 44 (2)定義設(shè)備 在工程瀏覽器的目錄顯示區(qū)中選擇“設(shè)備 \COM1” ,在內(nèi)容顯示區(qū)中雙擊“新建”圖標(biāo)，則會(huì)彈出 “設(shè)備配置向?qū)А睂?duì)話框，如圖 43所示，選 擇“ PLC\FX\編程口”給出設(shè)備的邏輯名稱 編程口，選擇為設(shè)備所連接的串口 COM1，設(shè)置設(shè)備地址 0，通信參數(shù)默認(rèn)設(shè)置。 保存工程并運(yùn)行 調(diào)試 :在畫面開發(fā)系統(tǒng)中保存工程，然后在運(yùn)行環(huán)境中就可以運(yùn)行了。 設(shè)計(jì)圖形界面（定義畫面）：按照實(shí)際工程的要求繪制監(jiān)控畫面。該產(chǎn)品以搭建戰(zhàn)略性工業(yè)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)為目標(biāo)，集成了對(duì)亞控科技自主研發(fā)的工業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)（ KingHistorian）的支持，可以為企業(yè)提供一個(gè)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、分析 27 及管理的有效平臺(tái)，使企業(yè)能夠及時(shí)有效地獲取信息，及時(shí)地做出反應(yīng)，以獲得最優(yōu)化的結(jié)果。 PLC 編程軟件操作界面如下： 圖 41 三菱 PLC 編程軟件仿真調(diào)試軟件 GX Simulator: 三菱 PLC 的仿真 調(diào)試軟件，支持三菱所有型號(hào) PLC(FX,AnU,QnA 和 Q 系列 )，模擬外部 I/O 信號(hào)，設(shè)定軟件狀態(tài)與數(shù)值。% 、 ≤177。