【文章內(nèi)容簡介】 2 接口對變送器進行編程、量程、阻尼的修改并能自動零點、滿度點校準等。一臺手持終端 HART 或個人 PC 計算機可同時對多臺變送器進行通訊。變送器工作時，高、低壓側(cè)的隔離膜片和灌充液將過程壓力傳遞給中心的灌充液，中心的灌充液將壓力傳遞到δ室傳感器中心的傳感膜片上。傳感膜片是一個張緊的彈性元件，其位移隨所受壓差而變化（對于 GP 表壓變送器大氣壓力如同施加在傳感膜片的低壓側(cè)一樣； AP 絕壓變送器，低壓側(cè)始終保持一個“ 0”參考壓力） 。 傳感膜片的最大位移量為 毫米，且位移量與壓力成正 比。兩側(cè)的電容極板檢測傳感膜片的位置，傳感膜片和電容極板之間的電容差值被轉(zhuǎn)換為相應的電流，電壓或數(shù)字 HAPTR （高速可尋址遠程發(fā)送器數(shù)據(jù)公路）信號輸出。 LD3851 系列靈巧型變送器產(chǎn)品均采用進口原材料，嚴格組裝和測試，使其具有如下性能特點： 1） 精度 %、 %、 %； 2） 量程比 100： 1； 3） 量程 060Pa巢湖學院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設計） 7 至 040MPa； 4） 直接數(shù)字電容感應（無 A/D 轉(zhuǎn)換）； 5） 420mA 輸出疊加數(shù)字信號（ HART 協(xié)議） ； 6） 可本地零點及量程調(diào)整，且互不影響 ； 7） 遠程校準； 8） 在線及離線編 程 ； 9） 多掛接操作模式； 10）輸出函數(shù)：線性、平方根； 11） 3 位半數(shù)字液晶顯示表頭； 12） ISO9001 國際質(zhì)量體系認證； 13） 手持終端 HART 顯示工程單位； 14） 手持終端或 PC 計算機軟件進行組態(tài)及自診斷； 15） 適用于多種流體。 蒸汽比例調(diào)節(jié)選型 調(diào)節(jié)閥 用 來控制蒸汽的流速，這里選用的是藍德 精小型氣動調(diào)節(jié)閥 ，如圖 23所示： 圖 23 藍德 精小型氣動調(diào)節(jié)閥 電機選型 這里對電機的要求不高，選用功率為 三相異步電機。 氣動閥選型 這里選擇遠安的氣動閥 。通過 PLC 控制 電磁閥來控制氣源的通斷 ， 竟而來控制氣動閥的開關。 PLC 及相關模塊選型 目前在國內(nèi)市場上有從美國、德國、日本等國引進的多種系列 PLC， 國內(nèi)也有許多廠家組裝、開發(fā)數(shù)十種 PLC， 故 PLC 系列標準不一 ， 雖然編程語言及符號各不相同 ， 但編程思想和邏輯指令卻和類似 ， 功能也大同小異 [7]。 PLC 的選擇應著重考慮 PLC 的性能價格比 ， 選擇可靠性高 ， 功能相當 ， 負載能基于 S7300 的醬油罐溫度控制系統(tǒng)設計 8 力合適 ， 經(jīng)濟實惠的 PLC。本設計主要從可靠性的角度考慮及對多種因素的分析比較及監(jiān)控系統(tǒng)輸入、輸出點數(shù)的要求 ， 選用西門子公司的 CPU314 型 PLC。 它用 于對處理能力和響應速度有很高要求的場合。通過其工作存儲器，該 CPU 也適用于中等規(guī)模的應用。 CPU 314 安裝有 微處理器處理器 ， 對每條二進制指令的處理時間大約為 60 ns，每個浮點預算的時間為 μ s。它安裝有 擴展存儲器 ， 與執(zhí)行相關的程序段的 128 KB 高速 RAM（相當于約 42 K 指令）可以為用戶程序提供足夠的空間； SIMATIC 微型存儲卡（最大 8 MB）作為程序的裝載存儲器，還允許將項目（包括符號和注釋）存儲在 CPU 中。 它還具有 靈活的擴展能力 ， 多達 32 個模塊，（ 4排結(jié)構(gòu)） 和 MPI多點接口 ， 集成的 MPI 接口最多可以同時建立與 S7300/400 或編程設備、 PC、 OP 的 12 條連接。在這些連接中，始終為編程器和 OP 分別預留一個連接。通過 “ 全局數(shù)據(jù)通訊 ” ， MPI 可以用來建立最多 16 個 CPU 組成的簡單網(wǎng)絡。 這里還用到了數(shù)字量輸入模塊 DI32 DC24V； 數(shù)字量輸出模塊 DO32DC24V/；模擬量輸入輸出模塊 AI4/AO4 14/12Bit；還用了一個特殊功能模塊AI8 RTD。 圖 24 PLC 及相關模塊選型 系統(tǒng)硬件電路設計 主回路設 計 三相 五線 電源為系統(tǒng)供電 ， 通過過流 保護裝置以保證電流過大時能夠及時斷電以確保安全 ， 不造成設備的損壞 。 正常情況下設備正常工作不會發(fā)生電流過大的現(xiàn)象 ， 只有在出現(xiàn)故障時才 有可能發(fā)生過流現(xiàn)象此時才需要進行斷電以確保安全。對于需要 220V 交流電壓工作的設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)各種傳感器巢湖學院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設計） 9 等設備需要直流 24V 才能正常工作 ， 因此還需 要一個整流 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 220V 交流電進行整流降壓 ，然后輸出穩(wěn)定的直流 24V 電壓 ,直流 輸出側(cè)可以為各個直流設備提供直流電壓保證各個設備穩(wěn)定、有效、安全的工作。 如圖 25 所示： 圖 25 主回路 控制回路設計 24V 電源為控制系統(tǒng)供電，通過 手 /自動開關選擇是手動還是自動。選擇手動后，按下啟動開關 1SS,1KM 繼電器得電， KM1 繼電器常開觸點接通行程自鎖， 1HL2 啟動指示燈亮。選擇自動后， KA01 受 PLC 程序控制。 如圖 26 所示： 基于 S7300 的醬油罐溫度控制系統(tǒng)設計 10 圖 26 控制回路 3．軟件 設計 按照控制要求和硬件設計我們可以對系統(tǒng)進行軟件設計，首先進的是程序流程設計，并在此基礎上可以完成 PLC 的梯形圖程序設計。如圖 31 所示 : 巢湖學院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設計） 11 圖 31 程序 主程序 主程序流程圖 按下開始按鈕后，可以選擇手動 控制 ，醬油自動循環(huán) 控制 ，軟化水 自 循環(huán) 控制和自動 控制 。 如圖 32 所示： 圖 32 主程序流程圖 開始 軟化水自循環(huán) 自動 手動 醬油自循環(huán) 基于 S7300 的醬油罐溫度控制系統(tǒng)設計 12 主程序 巢湖學院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設計） 13 自動程序 自動程序流程圖 選擇自動后，按下開始按鈕， WV0 WV0 WV0 WV WV1 WV13 打開，延遲 5S 后， P0 P0 WV14 開啟，若溫度達到設定值時 WV06 打開、 WV07 復位 。當醬油罐液位達到下限位后開啟閥 WV01，延遲 5S，泵 P01 打開，到達上限位后，泵 P01 關閉， 延遲 5S 后閥 WV01 關閉。當軟化水罐液位達到下限位時，放水閥 WV09打開，當達到上限為時，放水閥關閉。 如圖 33 所示： 基于 S7300 的醬油罐溫度控制系統(tǒng)設計 14 圖 33 自動程序流程圖 自動 WV0 WV0WV0 WVWV1 WV1 開啟 WV06 打開、WV07 復位 開始 延遲 5S P02 、 P03 、WV14 開啟 WV09打開 溫度到設定值 LL01 WV09復位 LH02 WV01打開 LL01 LH01 延遲 5S P01復位 P01開啟 延遲 5S WV01 復位 PID 賦值 巢湖學院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設計） 15 自動 程序 基于 S7300 的醬油罐溫度控制系統(tǒng)設計 16 巢湖學院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設計） 17 基于 S7300 的醬油罐溫度控制系統(tǒng)設計 18 巢湖學院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設計） 19 基于 S7300 的醬油罐溫度控制系統(tǒng)設計 20 巢湖學院 20xx 屆本科畢業(yè)論文（設計） 21 4．上位機界面 設計 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)、開發(fā)和開放功能。監(jiān)控組態(tài)軟件是伴隨著計算機技術、 DCS 和 PLC 等工業(yè)控制技術的突飛猛進而發(fā)展起來的。隨著個人計算機的普及和開放系統(tǒng)的推廣，基于 PC 的監(jiān)控組態(tài)軟件在工業(yè)控制