基于s7-300的醬油罐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)本科畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-24 18:52 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 際質(zhì)量體系認(rèn)證；13）手持終端HART顯示工程單位；14）手持終端或PC計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行組態(tài)及自診斷；15） 適用于多種流體。調(diào)節(jié)閥用來(lái)控制蒸汽的流速，這里選用的是藍(lán)德精小型氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，如圖23所示：圖23藍(lán)德精小型氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥這里對(duì)電機(jī)的要求不高。這里選擇遠(yuǎn)安的氣動(dòng)閥。通過(guò)PLC控制電磁閥來(lái)控制氣源的通斷，竟而來(lái)控制氣動(dòng)閥的開(kāi)關(guān)。 PLC及相關(guān)模塊選型目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上有從美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)引進(jìn)的多種系列PLC，國(guó)內(nèi)也有許多廠家組裝、開(kāi)發(fā)數(shù)十種PLC，故PLC系列標(biāo)準(zhǔn)不一，雖然編程語(yǔ)言及符號(hào)各不相同，但編程思想和邏輯指令卻和類似，功能也大同小異[7]。PLC的選擇應(yīng)著重考慮PLC的性能價(jià)格比，選擇可靠性高，功能相當(dāng)，負(fù)載能力合適，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的PLC。本設(shè)計(jì)主要從可靠性的角度考慮及對(duì)多種因素的分析比較及監(jiān)控系統(tǒng)輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的要求，選用西門子公司的CPU314型PLC。它用于對(duì)處理能力和響應(yīng)速度有很高要求的場(chǎng)合。通過(guò)其工作存儲(chǔ)器，該CPU也適用于中等規(guī)模的應(yīng)用。CPU 314安裝有微處理器處理器，對(duì)每條二進(jìn)制指令的處理時(shí)間大約為 60 ns，每個(gè)浮點(diǎn)預(yù)算的時(shí)間為 μs。它安裝有擴(kuò)展存儲(chǔ)器，與執(zhí)行相關(guān)的程序段的 128 KB 高速 RAM（相當(dāng)于約 42 K 指令）可以為用戶程序提供足夠的空間；SIMATIC 微型存儲(chǔ)卡（最大 8 MB）作為程序的裝載存儲(chǔ)器，還允許將項(xiàng)目（包括符號(hào)和注釋）存儲(chǔ)在 CPU 中。它還具有靈活的擴(kuò)展能力，多達(dá) 32 個(gè)模塊，（4排結(jié)構(gòu)）和MPI多點(diǎn)接口，集成的 MPI 接口最多可以同時(shí)建立與 S7300/400 或編程設(shè)備、PC、OP 的 12 條連接。在這些連接中，始終為編程器和 OP 分別預(yù)留一個(gè)連接。通過(guò)“全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊”，MPI可以用來(lái)建立最多16個(gè)CPU組成的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)。這里還用到了數(shù)字量輸入模塊DI32DC24V；數(shù)字量輸出模塊DO32DC24V/；模擬量輸入輸出模塊AI4/AO414/12Bit；還用了一個(gè)特殊功能模塊AI8RTD。圖24 PLC及相關(guān)模塊選型三相五線電源為系統(tǒng)供電，通過(guò)過(guò)流保護(hù)裝置以保證電流過(guò)大時(shí)能夠及時(shí)斷電以確保安全，不造成設(shè)備的損壞。正常情況下設(shè)備正常工作不會(huì)發(fā)生電流過(guò)大的現(xiàn)象，只有在出現(xiàn)故障時(shí)才有可能發(fā)生過(guò)流現(xiàn)象此時(shí)才需要進(jìn)行斷電以確保安全。對(duì)于需要220V交流電壓工作的設(shè)備可以連入三相電源中的任意一相與中性線之間的220V交流電壓下。例如PLC就是采用220V交流電工作，因此按照上述方式連接就可以直接接入任意一相與中性線之間的220V交流電壓下。由于系統(tǒng)內(nèi)各種傳感器等設(shè)備需要直流24V才能正常工作，因此還需要一個(gè)整流變壓裝置將它的交流輸入側(cè)連入任意一相與中性線之間的220V交流電壓下并對(duì)220V交流電進(jìn)行整流降壓，然后輸出穩(wěn)定的直流24V電壓,直流輸出側(cè)可以為各個(gè)直流設(shè)備提供直流電壓保證各個(gè)設(shè)備穩(wěn)定、有效、安全的工作。如圖25所示：圖25主回路24V電源為控制系統(tǒng)供電，通過(guò)手/自動(dòng)開(kāi)關(guān)選擇是手動(dòng)還是自動(dòng)。選擇手動(dòng)后，按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)1SS,1KM繼電器得電，KM1繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)接通行程自鎖，1HL2啟動(dòng)指示燈亮。選擇自動(dòng)后，KA01受PLC程序控制。如圖26所示：圖26控制回路3．軟件設(shè)計(jì)按照控制要求和硬件設(shè)計(jì)我們可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，首先進(jìn)的是程序流程設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上可以完成PLC的梯形圖程序設(shè)計(jì)。如圖31所示:圖31程序按下開(kāi)始按鈕后，可以選擇手動(dòng)控制，醬油自動(dòng)循環(huán)控制，軟化水自循環(huán)控制和自動(dòng)控制。如圖32所示：開(kāi)始軟化水自循環(huán)自動(dòng)手動(dòng)醬油自循環(huán)圖32主程序流程圖 選擇自動(dòng)后，按下開(kāi)始按鈕，WV0WV0WV0WVWV1 WV13打開(kāi)，延遲5S后， P0P0WV14開(kāi)啟，若溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)WV06打開(kāi)、WV07 復(fù)位。當(dāng)醬油罐液位達(dá)到下限位后開(kāi)啟閥WV01，延遲5S，泵P01打開(kāi)，到達(dá)上限位后，泵P01關(guān)閉，延遲5S后閥WV01關(guān)閉。當(dāng)軟化水罐液位達(dá)到下限位時(shí)，放水閥WV09打開(kāi)，當(dāng)達(dá)到上限為時(shí)，放水閥關(guān)閉。如圖33所示：自動(dòng)WV0WV0WV0WVWV1 WV1開(kāi)啟WV06打開(kāi)、WV07 復(fù)位開(kāi)始延遲5SP0P0WV14開(kāi)啟WV09打開(kāi)溫度到設(shè)定值LL01WV09復(fù)位LH02WV01打開(kāi)LL01LH01延遲5SP01復(fù)位P01開(kāi)啟延遲5SWV01復(fù)位PID賦值圖33自動(dòng)程序流程圖4．上位機(jī)界面設(shè)計(jì)監(jiān)控組態(tài)軟件不僅有監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)功能,而且有組態(tài)、開(kāi)發(fā)和開(kāi)放功能。監(jiān)控組態(tài)軟件是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、DCS和PLC等工業(yè)控制技術(shù)的突飛猛進(jìn)而發(fā)展起來(lái)的。隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)的普及和開(kāi)放系統(tǒng)的推廣，基于PC的監(jiān)控組態(tài)軟件在工業(yè)控制領(lǐng)域不斷發(fā)展壯大。監(jiān)控組態(tài)軟件廣泛運(yùn)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、樓宇和辦公等領(lǐng)域的自動(dòng)化系統(tǒng)。SIMATIC WinCC是第一個(gè)使用最新的32位技術(shù)的過(guò)程監(jiān)視系統(tǒng)，具有良好的開(kāi)放性和靈活性。這里使用的就是西門子公司的WINCC上位機(jī)軟件，如圖41所示：圖41醬油罐控制系統(tǒng)上位機(jī)界面結(jié)束語(yǔ)基于S7300的醬油溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使醬油到達(dá)設(shè)定溫度后才能輸出。本設(shè)計(jì)中采用了幾個(gè)方案進(jìn)行對(duì)比，選擇出最合理的方案。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己的知識(shí)嚴(yán)重不足，明白了學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中要不斷的學(xué)習(xí)，不斷的提高自己的知識(shí)和綜合素質(zhì)。參考文獻(xiàn)[1]胡學(xué)林．可編程控制應(yīng)用技術(shù)[M]．北京:高等教育出版社，2001．[2]湯自春．PLC 原理及應(yīng)用技術(shù)[M]．北京:高等教育出版社，2006．[3]西門子(中國(guó))自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)編．深入淺出西門子S7300PLC[M]．北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2004．[4]鐘擎新，彭侃．可編程控制器原理及應(yīng)用[M]．廣東：化南理工大學(xué)出版社，1995．[5]廖常初．[M]．重慶:重慶大學(xué)出版社，2002．[6]郁漢琪．[M]．南京:東南大學(xué)出版社，2003．[7]王永華．現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)[M]．北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2003．[8]王劃一．自動(dòng)控制原理[M]．北京
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