基于s7300的酱油罐温度控制系统设计Word格式文档下载.docx

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本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

本人签名：

日期：

巢湖学院本科毕业论文（设计）使用授权说明

本人完全了解巢湖学院有关收集、保留和使用毕业论文（设计）的规定，即：

本科生在校期间进行毕业论文（设计）工作的知识产权单位属巢湖学院。

学校根据需要，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅；

学校可以将毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编毕业，并且本人电子文档和纸质论文的内容相一致。

保密的毕业论文（设计）在解密后遵守此规定。

导师签名：

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；

学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；

学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；

在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

日期：

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基于S7-300的酱油罐温度控制系统设计

摘要

温度是影响酱油口感的一个重要参数,温度过高或过低都会令酱油的口感发生改变,因此对酱油的温度必须进行严格控制。

在众多的智能控制技术中，PLC技术在工业中的应用最为广泛。

PLC本身的体积不大，有利于安装和维护，同时在编程上也比较方便，它适合不同知识背景的人来编程，而且它的可靠性高和抗干扰能力强。

PLC技术的快速发展为工业生产带来了巨大的便利。

本文从分析影响温度因素出发，根据控制要求和实际情况设计了三套控制方案进行对比，选出最佳的方案。

通过所设计的控制方案来进行硬件选型和系统的硬件设计。

利用西门子公司研发的step7来进行软件编程，实现控制要求。

最后通上位机软件WinCC最终完成PLC在酱油罐温度控制系统中应用。

关键词：

温度；

PLC；

PID控制

SoysaucetemperaturecontrolsystemdesignbasedonS7-300

Abstract

Temperatureisanimportantparameterofsoysaucetaste,temperaturetoohighortoolowcanmakesoysaucetasteschange,sothetemperaturemustbeunderstrictcontrolofsoysauce.Innumerousintelligentcontroltechnology,themostwidelyapplicationofPLCtechnologyintheindustry.PLCitselfissmall,behelpfulforinstallationandmaintenance,atthesametimealsoonprogrammingismoreconvenient,itissuitableforpeopleofdifferentbackgroundtoprogramming,anditshighreliabilityandstronganti-jammingcapability.TherapiddevelopmentofPLCtechnologyintheindustrialproductionareofgreatconvenience.

Thisarticleembarksfromtheanalysisoffactorsinfluencingthetemperature,accordingtothecontrolrequirementsandtheactualsituationdesignthethreesetsofcontrolschemecomparison,selectthebestscheme.Hardwareselectionthroughthedesignedcontrolschemeandhardwaredesignofthesystem.UseSiemensstep7forsoftwareprogramming,thecontrolrequirements.FinallythroughPCsoftwareWinCCeventuallycompletetheapplicationofPLCintemperaturecontrolsystemwithsoysauce.

KeyWords：

temperature，PLC，PIDcontrol

引言

PLC是70年代发展起来的中大规模的控制器是集CPU、RAM、ROM、I/O接口与中断系统于一体的器件已经被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源、交通等各种行业。

随着计算机在操作系统、应用软件、通信能力上的飞速发展大大增强了PLC通信能力丰富了PLC编程软件和编程技巧增强了PLC过程控制能力。

因此无论是单机还是多机控制、生产流度是近年来开发的一项新技术[1]。

它是PLC软、硬件、自动控制、等几项技术紧密结合的产物。

作为酱油罐控制装置其主要任务是保证酱油生产的安全、稳定、经济运行减轻操作人员的劳动强度。

随着电子技术、计算机技术以及自动化技术的迅猛发展，PLC技术的发展也越来越快[2]。

PLC控制酱油罐温构简单、容易实现，长期以来被广泛应用于工业控制过程中，目前在全世界的过程控制中大部分仍是采用PID控制器。

而WINCC软件是组态软件当中性能较好的一款组态软件，本系统采用温度控制控制系统结合WINCC对酱油罐输出液施行PID控制。

1．系统控制方案设计

本设计是针对成品酱油到包装过程中要经过的流程。

成品酱油要经过加热后才能到包装线进行包装，这样可以保证包装后酱油的质量和包装效果。

酱油换热后的温度受以下几个因素影响:

1.换热板块的换热效率；

2.换热介子的种类；

3.换热介子的流速；

4.换热介子的温度。

1.1方案一

利用蒸汽直接通过换热板和酱油换热，用温度传感器检测酱油出料温度，用调节阀来控制蒸汽的流速。

检测出的温度通过PID调节来控制调节阀的开度。

如图1-1所示：

图1-1酱油温度控制系统方案一

该系统由于蒸汽温度过高可能会导致换热过后酱油温度过高而严重影响酱油的质量，所以应该进行二次换热。

1.2方案二

利用蒸汽通过换热板和软化水换热，加热后的软化水再通过换热板和酱油换热，用温度传感器检测酱油出料温度，检测出的温度来控制软化水泵的转速，达到控制换热介子的流速来控制酱油出口温度。

如图1-2所示：

图1-2酱油温度控制系统方案二

该系统由于要控制泵的转速需要变频器，变频器的价格比较昂贵，成本较高。

1.3方案三

利用蒸汽通过换热板和软化水换热，加热后的软化水再通过换热板和酱油换热，用温度传感器检测酱油出料温度，检测出的温度来控制蒸汽调节阀，达到控制软化水的温度来控制酱油出口温度。

如图1-3所示：

图1-3酱油温度控制系统方案三

综合上述三个方案，其中方案三符合生产要求，性价比高，本设计采用该方案。

2．系统硬件选型和设计

利用蒸汽通过换热板和软化水换热，加热后的软化水再通过换热板和酱油换热，用温度传感器检测酱油出料温度，检测出的温度来控制蒸汽调节阀，达到控制软化水的温度来控制酱油出口温度，如图1-3所示。

2.1系统硬件选型

根据所设计的控制方案合理地选择检测元件、执行机构和控制设备以及其它必要设备，并在此基础之上根据控制方案合理地进行硬件设计，完成各种设备之间的接线与配置，并进行设备的安装调试，为整个系统的实现以及稳定、可靠运行打下基础[6]。

2.1.1温度传感器选型

由于该设计的目的是控制温度稳定，而整个控制系统的基础是对温度的准确测量，因此温度能否准确测量直接关系到控制质量的优劣。

合理的选择温度传感器在温度控制系统的设计中有关键作用。

这里选用德国JUMOD生产的PT100铂热电阻温度传感器，如图2-1所示：

装配式PT100热电阻参数：

1.PT100铂热电阻元件精度选择：

A级±

0.15℃

2.工作温度范围：

-50℃~250℃

3.几线制：

3线制

4.密封等级：

IP65

5.保护管直径：

Φ6

6.保护管总长度：

450mm

7.安装形式：

活动法兰

8.测量场合要求：

耐磨/防腐/防爆/防水

图2-1温度传感器

2.1.2液位传感器选型

由于工厂操作人员需要了解罐内的液位高度，所以需要液位传感器及液位压力变送器。

这里设计的罐体高度都是3米。

根据过程控制仪表量程选择原则仪表量程应该为被测量参数的4/3～3/2倍。

因此所选传感器的最大量程为4米。

这里选用蓝德LD3851压差变送器[6]。

如图2-2所示：

图2-2液位传感器

LD3851系列灵巧型变送器型号全、量程广，使用于各种测量液位、压力的场合。

智能型产品可通过手持终端HART或个人PC计算机利用YRCONFIG通信组态软件和RS232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