基于s7-300的酱油罐温度控制系统设计本科毕业论文(编辑修改稿)

基于s7-300的酱油罐温度控制系统设计本科毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

2 接口对变送器进行编程、量程、阻尼的修改并能自动零点、满度点校准等。 一台手持终端 HART 或个人 PC 计算机可同时对多台变送器进行通讯。 变送器工作时，高、低压侧的隔离膜片和灌充液将过程压力传递给中心的灌充液，中心的灌充液将压力传递到δ室传感器中心的传感膜片上。 传感膜片是一个张紧的弹性元件，其位移随所受压差而变化（对于 GP 表压变送器大气压力如同施加在传感膜片的低压侧一样； AP 绝压变送器，低压侧始终保持一个“ 0”参考压力）。 传感膜片的最大位移量为 毫米，且位移量与压力成正 比。 两侧的电容极板检测传感膜片的位置，传感膜片和电容极板之间的电容差值被转换为相应的电流，电压或数字 HAPTR （高速可寻址远程发送器数据公路）信号输出。 LD3851 系列灵巧型变送器产品均采用进口原材料，严格组装和测试，使其具有如下性能特点： 1） 精度 %、 %、 %； 2） 量程比 100： 1； 3） 量程 060Pa巢湖学院 20xx 届本科毕业论文（设计） 7 至 040MPa； 4） 直接数字电容感应（无 A/D 转换）； 5） 420mA 输出叠加数字信号（ HART 协议） ； 6） 可本地零点及量程调整，且互不影响 ； 7） 远程校准； 8） 在线及离线编 程 ； 9） 多挂接操作模式； 10）输出函数：线性、平方根； 11） 3 位半数字液晶显示表头； 12） ISO9001 国际质量体系认证； 13） 手持终端 HART 显示工程单位； 14） 手持终端或 PC 计算机软件进行组态及自诊断； 15） 适用于多种流体。 蒸汽比例调节选型 调节阀 用 来控制蒸汽的流速，这里选用的是蓝德 精小型气动调节阀 ，如图 23所示： 图 23 蓝德 精小型气动调节阀 电机选型 这里对电机的要求不高，选用功率为 三相异步电机。 气动阀选型 这里选择远安的气动阀。 通过 PLC 控制 电磁阀来控制气源的通断 ， 竟而来控制气动阀的开关。 PLC 及相关模块选型 目前在国内市场上有从美国、德国、日本等国引进的多种系列 PLC， 国内也有许多厂家组装、开发数十种 PLC， 故 PLC 系列标准不一 ， 虽然编程语言及符号各不相同 ， 但编程思想和逻辑指令却和类似 ， 功能也大同小异 [7]。 PLC 的选择应着重考虑 PLC 的性能价格比 ， 选择可靠性高 ， 功能相当 ， 负载能基于 S7300 的酱油罐温度控制系统设计 8 力合适 ， 经济实惠的 PLC。 本设计主要从可靠性的角度考虑及对多种因素的分析比较及监控系统输入、输出点数的要求 ， 选用西门子公司的 CPU314 型 PLC。 它用 于对处理能力和响应速度有很高要求的场合。 通过其工作存储器，该 CPU 也适用于中等规模的应用。 CPU 314 安装有 微处理器处理器 ， 对每条二进制指令的处理时间大约为 60 ns，每个浮点预算的时间为 μ s。 它安装有 扩展存储器 ， 与执行相关的程序段的 128 KB 高速 RAM（相当于约 42 K 指令）可以为用户程序提供足够的空间； SIMATIC 微型存储卡（最大 8 MB）作为程序的装载存储器，还允许将项目（包括符号和注释）存储在 CPU 中。 它还具有 灵活的扩展能力 ， 多达 32 个模块，（ 4排结构） 和 MPI多点接口 ， 集成的 MPI 接口最多可以同时建立与 S7300/400 或编程设备、 PC、 OP 的 12 条连接。 在这些连接中，始终为编程器和 OP 分别预留一个连接。 通过 “ 全局数据通讯 ” ， MPI 可以用来建立最多 16 个 CPU 组成的简单网络。 这里还用到了数字量输入模块 DI32 DC24V； 数字量输出模块 DO32DC24V/；模拟量输入输出模块 AI4/AO4 14/12Bit；还用了一个特殊功能模块AI8 RTD。 图 24 PLC 及相关模块选型 系统硬件电路设计 主回路设 计 三相 五线 电源为系统供电 ， 通过过流 保护装置以保证电流过大时能够及时断电以确保安全 ， 不造成设备的损坏。 正常情况下设备正常工作不会发生电流过大的现象 ， 只有在出现故障时才 有可能发生过流现象此时才需要进行断电以确保安全。 对于需要 220V 交流电压工作的设备可以连入三相电源中的任意一相与中性线之间的220V 交流电压下。 例如 PLC 就是采用 220V 交流电工作 ， 因此按照上述方式连接 就可以直接接入任意一相与中性线之间的 220V 交流电压下。 由于系统内各种传感器巢湖学院 20xx 届本科毕业论文（设计） 9 等设备需要直流 24V 才能正常工作 ， 因此还需 要一个整流 变压 装置将它的交流输入侧连入任意一相与中性线之间的 220V 交流电压下并对 220V 交流电进行整流降压 ，然后输出稳定的直流 24V 电压 ,直流 输出侧可以为各个直流设备提供直流电压保证各个设备稳定、有效、安全的工作。 如图 25 所示： 图 25 主回路 控制回路设计 24V 电源为控制系统供电，通过 手 /自动开关选择是手动还是自动。 选择手动后，按下启动开关 1SS,1KM 继电器得电， KM1 继电器常开触点接通行程自锁， 1HL2 启动指示灯亮。 选择自动后， KA01 受 PLC 程序控制。 如图 26 所示： 基于 S7300 的酱油罐温度控制系统设计 10 图 26 控制回路 3．软件 设计 按照控制要求和硬件设计我们可以对系统进行软件设计，首先进的是程序流程设计，并在此基础上可以完成 PLC 的梯形图程序设计。 如图 31 所示 : 巢湖学院 20xx 届本科毕业论文（设计） 11 图 31 程序 主程序 主程序流程图 按下开始按钮后，可以选择手动 控制 ，酱油自动循环 控制 ，软化水 自 循环 控制和自动 控制。 如图 32 所示： 图 32 主程序流程图 开始 软化水自循环 自动 手动 酱油自循环 基于 S7300 的酱油罐温度控制系统设计 12 主程序 巢湖学院 20xx 届本科毕业论文（设计） 13 自动程序 自动程序流程图 选择自动后，按下开始按钮， WV0 WV0 WV0 WV WV1 WV13 打开，延迟 5S 后， P0 P0 WV14 开启，若温度达到设定值时 WV06 打开、 WV07 复位。 当酱油罐液位达到下限位后开启阀 WV01，延迟 5S，泵 P01 打开，到达上限位后，泵 P01 关闭， 延迟 5S 后阀 WV01 关闭。 当软化水罐液位达到下限位时，放水阀 WV09打开，当达到上限为时，放水阀关闭。 如图 33 所示： 基于 S7300 的酱油罐温度控制系统设计 14 图 33 自动程序流程图 自动 WV0 WV0WV0 WVWV1 WV1 开启 WV06 打开、WV07 复位 开始 延迟 5S P02 、 P03 、WV14 开启 WV09打开 温度到设定值 LL01 WV09复位 LH02 WV01打开 LL01 LH01 延迟 5S P01复位 P01开启 延迟 5S WV01 复位 PID 赋值 巢湖学院 20xx 届本科毕业论文（设计） 15 自动 程序 基于 S7300 的酱油罐温度控制系统设计 16 巢湖学院 20xx 届本科毕业论文（设计） 17 基于 S7300 的酱油罐温度控制系统设计 18 巢湖学院 20xx 届本科毕业论文（设计） 19 基于 S7300 的酱油罐温度控制系统设计 20 巢湖学院 20xx 届本科毕业论文（设计） 21 4．上位机界面 设计 监控组态软件不仅有监控和数据采集 (SCADA)功能 ,而且有组态、开发和开放功能。 监控组态软件是伴随着计算机技术、 DCS 和 PLC 等工业控制技术的突飞猛进而发展起来的。 随着个人计算机的普及和开放系统的推广，基于 PC 的监控组态软件在工业控制。