酱油生产过程电气控制设计.docx

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酱油生产过程电气控制设计

毕业设计（论文）中文摘要

酱油生产过程电气控制设计（时序控制环节）

摘要：

酱油中的氨基酸在烹调的过程中会和盐发生作用，就会增加特有的鲜美味道，它还会和糖发生化学反应产生一种诱人的香气，另外，酱油所含的棕红色色素还会趁加热的机会给菜上色。

因此我们国家每年酱油的产量高达500万吨左右。

对酱油的生产影响最大的要数生产的控制系统。

目前，PLC控制系统已经成为实现工业电气化的主要手段,因此酱油的控制系统发展到今天成为各方面都相当完善的电气自动化系统。

在酱油生产的控制中，生产工艺采用现在工业上使用的模板，对电气元件的接线图采取CAD绘图，程序的编写采用SIEMENS300编程，编写模块,调用模块,采取酱油顺序控制的方法。

可编程控制技术在酱油工业的应用，彻底改变了传统粮食加工的落后面貌，成为行业发展趋势和方向。

关键词：

酱油控制系统时序控制趋势

毕业设计（论文）外文摘要

AboutSoysauceprocessofproduction’sdesignofelectriccontrol

（linksoftimesequencecontrol）

Abstract:

Inthesoysauceaminoacidcanhavethefunctioninthecookingprocesswiththesalt,canincreasetheuniquetastyflavor,italsocanhavethechemicalreactionwiththesugartoproduceonekindofattractivefragrance,moreover,thesoysaucecontainsthereddishbrownelementalsocantakeadvantageofheatsuptheopportunitygivesthevegetablecolor.Soourcountry’sthequantityofoutputsoysauceineveryyearistohighreachabout5000000tons.Theproductionofcontrolsystemisamaximuminfluencefortheproductionofsoysauce.Atpresent,controlsystemofPLChadalreadychangedintoamainmethod,sotheproductionofcontrolsystemisaelectricautomationcontrolwithallratherperfectkindstodevelopuptotoday.Ininthesoysauceproductioncontrol,theproductioncraftusesinthepresentindustrytousetracestheboard,adoptstheCADcartographytotheelectricalpartwiringdiagram,theprocedurecompilationusestheSIEMENS300programming,compilesthemold□transfermodule,adoptsthesoysaucesequentialcontrolthemethod.Theprogrammablecontroltechnologyinthesoysauceindustryapplication,completelychangedthetraditiongrainprocessingbackwardness,becomestheprofessiondevelopmenttendencyandthedirection.

Keywords:

soysauce;controlsystem;timesequencecontrol;tendency

目录

1引言……………………………………………………………………………1

1.1酱油生产的基本内容………………………………………………………………………1

1.2酱油生产控制设计要求……………………………………………………………………2

1.3酱油生产控制拟采用的研究手段和可行性分析……………………………………2

2酱油生产工程设计…………………………………………………………………………2

2.1酱油生产控制的设计步骤………………………………………………………………2

2.2对整个工程的功能介绍…………………………………………………………6

3编辑PLC控制酱油生产程序…………………………………………………………20

3.1SIEMENS可编程序控制器……………………………………………………………20

3.2编写调用模块（四个模块）………………………………………………………21

3.3编写PLC运行程序……………………………………………………………21

4.酱油工程表格……………………………………………………………………22

4.1工程项目欲览……………………………………………………………………22

4.2工程用到的关键词………………………………………………………………23

4.3电动机的规格说明………………………………………………………………24

4.4电源的规格要求………………………………………………………………25

4.5PLC输入输出清单………………………………………………………………26

5酱油生产电气控制图………………………………………………………………28

5.1封面………………………………………………………………………………………29

5.2图纸目录…………………………………………………………………………………30

5.3符号说明…………………………………………………………………………………31

5.4标记说明…………………………………………………………………………………34

5.5电气安装说明……………………………………………………………………………36

5.6电源………………………………………………………………………………………38

5.7220VAC配电……………………………………………………………………………39

5.824VDC配电……………………………………………………………………………42

5.9急停和复位………………………………………………………………………………45

5.10报警喇叭…………………………………………………………………………………45

5.11风扇&插座&照明………………………………………………………………………46

5.12PLC系统…………………………………………………………………………………47

5.13三通………………………………………………………………………………………48

5.14H20-H22B1HL……………………………………………………………………………49

5.15H23-H25B1HL……………………………………………………………………………50

5.16H26-H27B1HL……………………………………………………………………………51

5.17用于除尘器的风机电机…………………………………………………………………52

5.18除尘器控制单元…………………………………………………………………………53

5.19关风机……………………………………………………………………………………54

5.20筛网………………………………………………………………………………………55

5.21振动筛……………………………………………………………………………………56

5.22翻炒机……………………………………………………………………………………57

5.23蒸煮机……………………………………………………………………………………58

5.24提升机……………………………………………………………………………………59

5.25H20泄料机………………………………………………………………………………60

5.26H21泄料机………………………………………………………………………………61

5.27H22泄料机………………………………………………………………………………62

5.28H23泄料机………………………………………………………………………………63

5.29H24泄料机………………………………………………………………………………64

5.30H25泄料机………………………………………………………………………………65

5.31H26泄料机………………………………………………………………………………66

5.32H27泄料机………………………………………………………………………………67

5.33压榨机……………………………………………………………………………………68

5.34加温装置…………………………………………………………………………………69

5.35过滤器……………………………………………………………………………………70

5.36输送泵……………………………………………………………………………………71

6.酱油生产控制程序…………………………………………………………………………72

6.1FC1调用模块………………………………………………………………………………76

6.2FC2调用模块………………………………………………………………………………78

6.3FC3调用模块………………………………………………………………………………81

6.4FC5调用模块………………………………………………………………………………83

6.5酱油生产对模块调用的整个程序..………………………………………………………84

结论……………………………………………………………………………………92

致谢……………………………………………………………………………………93

参考文献………………………………………………………………………………94

1引言

酱油制造业的扩大是由于酱油中的氨基酸在烹调的过程中会和盐发生作用，就会增加特有的鲜美味道，它还会和糖发生化学反应产生一种诱人的香气，另外，酱油所含的棕红色色素还会趁加热的机会给菜上色，所以酱油可以一举三得。

因此咱们国家每年酱油的产量高达500万吨左右。

酱油的生产速度也就极其重要。

对酱油的生产影响最大的要数生产的控制系统。

近年来，随着自动化技术的不断发展，PLC逐渐代替复杂的电器及接线而成为控制设备的核心。

长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。

其主要原因，在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。

另一方面，PLC还必须依靠其他新技术来面对市场份额逐渐缩小所带来的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击。

PLC需要解决的问题依然是新技术的采用、系统开放性和价格。

目前，PLC控制系统应用十分普遍，已经成为实现工业电气化的主要手段。

因此酱油的控制系统发展到今天无论是自动化功能还是生产安全方面都相当完善的电气自动化系统。

PLC的可靠性高，PLC可编程控制技术在酱油工业的应用，它在保证产品质量和出品率的稳定，保证设备的效能和工艺效果的稳定，提高生产运行安全可靠性，降低操作管理人员的劳动强度，减少生产人员提高劳动价值，实现生产管理的现代化发挥了积极作用。

彻底改变了传统粮食加工的落后面貌，成为行业发展趋势和方向。

1.1酱油生产的基本内容：

用于酿造酱油的原料脱脂大豆和小麦被运进车间，工人们会首先把原料倒入一个筛网，粮食往下走，而扬起的灰尘随着风斗进入除尘器，从而完成第一道除杂工序。

除去灰尘后，原料顺着管道还要经过振动筛、永磁滚筒两道除杂工序，分别除去原料中可能混有的其他杂质。

要经过风选除去原料当中的灰尘，进行筛选将原料当中的小型颗粒或非铁质杂质除去，最后一道工序好要经过磁选装置，通过电磁铁除去原料当中的铁质杂质，减少物理性危害。

经过除杂的脱脂大豆和小麦还要经过特殊的处理才能够进行发酵。

小麦翻炒,这道工序主要有三个作用，第一个就是杀菌，在220度高温作用下，它能够把所有的微生物都杀死，第二个作用能够使淀粉更容易糊化，有利于后期制曲，第三个作用就是增加酱油的香气。

经翻炒的小麦同蒸煮过的脱脂大豆一起被送入制曲车间，要进行微生物培养过程，在这个过程中要产生很多酶系，在对于后期酱油的发酵起到很关键的作用，对酱油的色香味体都是一个很关键的过程。

在这个过程当中培养对酱油生产有益的微生物曲霉，这个曲霉在培养过程中产生一些酶系，分解原料中的蛋白质、糖等一些物质，到最后酱油的生产形成特有的色香味体。

曲料在大罐内还要加入盐水、增香酵母、产酒酵母等辅料，在15到30摄氏度不受外界杂菌污染的环境下进行6个月的天然发酵，这样发酵的酱醪压榨后产出俗称的生酱油，颜色呈自然的棕红色，味道清香。

经过压榨之后，（生酱油）通过管道进入灭菌罐，经过90度30分钟的高温杀菌，能够将大部分细菌全部杀灭，同时对人体有害的致病菌也将被全部被杀死。

灭菌后的酱油需要经过过滤工序，它过滤的主要是有硅藻土过滤和超滤。

经过过滤之后将大部分酱油中的一些细菌、大分子、悬浮物除去，使酱油变得进一步澄清。

之后进入下一个过滤设备，是通过它自身过滤，过滤出来的酱油绝对的澄清，不会有任何的沉淀。

　整个制曲过程都实现自动化、减少曲料与外界的污染。

1.2酱油生产控制设计要求

1.2.1根据酱油生产工艺流程及其逻辑控制要求，分析整理出酱油生产过程流程框图，确定输出信号点数和输入信号数，确定各信号间的逻辑关系，确定控制方法；

1.2.2根据酱油生产工艺流程及其逻辑控制要求，完成电气原理设计，绘制电气原理图；

1.2.3按电气工艺要求完成元器件布置图、接线图及面板设计；

1.2.4通过计算选择元器件，列出元器件清单；

1.2.5调试并通过程序。

1.3酱油生产控制拟采用的研究手段（途径）和可行性分析

1.3.1研究手段：

（1）电气元件的接线图采用CAD绘图，元器件都是采用的标准工程元器件，接线图采用不同颜色来进行区分其功能。

（2）程序的编写采用SIEMENS300编程，因为很多电机的控制是一样的，可以先编写模块，再调用模块，减少编程难度。

1.3.2可行性分析：

（1）可靠性高，可以大大减少设备维修费用和停产造成的经济损失。

（2）经济性高，整个工程使用资金少,可以减少各种不必要的经济花销。

（3）实用性好,可实现自动化生产,从而降低劳动强度,减少生产人员,提高劳动价值,适合广泛推广应用。

2酱油生产工程设计

2.1酱油生产控制的设计步骤：

2.1.1画出生产流程图

根据上面介绍的酱油生产的过程,可以画出如下的流程框图:

根据框图可以知道酱油的生产主要用到如下一些设备:

用于除尘器的关风电机、除尘器控制单元、关风器、筛网、振动筛、永磁滚筒、翻炒机、蒸煮机、提升机、泄料机、压榨机、加温装置、过滤器、输送泵等。

画出如下工艺流程图：

任何物质的物理变化和化学变化都有一定的条件和遵循一定的规律。

酱油生产当然也不例外，从理论上讲，我们可以在酱油生产过程中应用继电器，接触器控制电磁阀，电磁离合器及各种电机等，使之协调动作以实现自动完成某些操作任务，以往称之为生产自动线。

所谓生产自动线，就是生产机械（执行机构）在继电器，接触器的控制下（实际上就是先闭合哪个开关，后闭合哪个开关的过程），实现有顺序，有条不紊地操作。

这些生产机构之所以能够有顺序，有条不紊地操作是因为事先按照控制对象的要求，把控制生产机械的很多继电器（或其他逻辑元件）联系起来了，也就是说动作顺序事先已经决定了在工作时生产机械的动作是按照这种事先规定的顺序逐次进行的，这就是顺序控制。

在规定动作顺序的时候，总是要根据一定的条件，这种条件可以是上次动作完了的反馈信号，也可以是若干个动作综合的结果，或者是按照时间来决定的。

对于按照上次动作完了，再做下一个动作的控制，把它称作顺序控制。

对于按照几个动作的综合结果来决定下次执行动作的控制，我们称之为条件控制。

按照时间的长短来决定下次动作的控制我们叫它时序控制。

这三种控制实质上都是按照事先设计好的程序而动作的，因此，我们可以把它叫作程序控制。

而实现程序控制的装置叫做工业程序控制装置。

在酱油生产过程中，有些环节还需要人工操作，如蒸煮机盖子的开闭制，制曲机的的进出，压榨机酱渣的抓取等，这些生产环节生产环节时间比较长，有难有固定的模式，因此酱油生产的电气控制很难实全部实现自动线控制。

但是为保证生产的产品质量稳定和提高，尽可能的使用自动控制技术局部去控制是可以的。

为此我们可以根据酱油生产的流程图来将其划分为几个模块来实现自动线的控制，我们不难发现制曲和发酵的过程在时间上比较长而且需要较多的人工参与就好象一个分水岭，从而自然的可以将整个生产线在这个地方一分为二来考虑，不仅如此在这条“分水岭”的两侧在时间上也比较连续，动作上比较连贯而且在动作之间有相互制约的关系，无疑在这里断开来是比较合适和科学的。

这里我们不妨称制曲前的过程为曲前生产（以后曲前生产都是指这个过程），从而制曲后的过程称之为曲后生产（以后曲后生产都指这个过程）。

2.1.2工程项目预览（如表格22页所示）

2.1.3工程用到的关键词（如表格23页所示）

2.1.4电动机的规格说明（如表格24页所示）

2.1.5电源的规格要求（如表格25页所示）

2.1.6PLC输入输出清单（如表格26、27页所示）

2.1.7对整个工程的详细设计如下：

（采用CAD绘图）

（1）封面（规则、电压、线颜色）（如图纸29页所示）

（2）图纸目录（如图纸30页所示）

（3）工程设计中的符号说明（如图纸31、32、33页所示）

（4）工程设计中的标记说明（如图纸34、35页所示）

（5）工程设计中的电气安装说明（如图纸36、37页所示）

（6）工程设计中的设置电源图

（7）设计220VAC配电图

（8）设计24VDC配电图

（9）设置急停和复位电路图

（10）报警喇叭电路图

（11）风扇&插座&照明电路图

（12）PLC系统图

（13）三通电路图

（14）H20—H27料位罐

（15）对流程中的每个电动机的控制图、元器件布置图及接线图

用于除尘器的关风电机

除尘器控制单元

关风器

筛网

振动筛（永磁滚筒没图）

翻炒机

蒸煮机

提升机

H20泄料机

H21泄料机

H22泄料机

H23泄料机

H24泄料机

H25泄料机

H26泄料机

H27泄料机

压榨机

加温装置

过滤器

输送泵

高料位器

2.2对整个工程的功能介绍（电气说明）

2.2.1电源（如图纸38页所示）

在PLC控制系统中，电源占有极重要的地位。

PLC系统的正常供电电源均由电网供电。

PLC电源通常采用隔离电源，但电网干扰串入PLC控制系统主要通过PLC系统的供电电源（如CPU电源、I/O电源等）、变送器供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。

针对整个酱油的生产控制,电源采用了如下的顺控方式,首先是为整个工程提供各种电源的总电源。

总电源提供的电源标准:

电压：

380V　AC；频率：

50Hz；总电流：

68A；预设熔断：

200A。

其主要是为所有的电动机提供380V的三相电源，220VAC电源以及24VDC电源。

电源有电压表、电动断路器、电流表、电流互感器、变压器（带接线和屏蔽）、AC/DC转换器以及3相电源开关等组成。

电动断路器与L1、L2、L3并联，对总电源有保护作用，且具有过载、短路、欠电压等保护功能，同时对电压表也有保护作用，电压表用来测其电压。

电流互感器是一种专门用作交换的设备，它一般将大电流变成小电流,并起隔离作用，它与总电源串联，电流表测其电流。

3相电源开关与L1、L3连接提供过载保护。

电源控制有接触器动合触点来控制。

380V的三相电源在38页的三相接口L1A&038、L2A&038和L3A&038与52/1的38/8接口相接，为其电动机提供三相电源。

220VAC电源是由总电源通过变压器转换而来，有一个电源开关（3相）提供过载保护。

其主要是为39页的220VAC配电提供电源,其电源接口A1A&038、A2A&038与39页的38/8接口相接。

A1B&038为41页的41/1提供220VAC电源的交流电。

24VDC电源是由总电源AC/DC转换器转换而来。

其主要是为42页的24VDC配电提供电源，其电源接口D1A&038、D2A&038与42页的38/8接口相接。

D1B&038为43页的43/1提供24VDC电源的直流正电。

电源中的接地线有极其重要的作用。

PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。

接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。

接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。

正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。

2.2.2220VAC配电（如图纸39、40、41页所示）

220VAC配电是为整个酱油生产电路中需要220VAC电源的设备提供电源的,它采用的是并联式的接口为其它设备提供电源,如39页图中的接口A1A&039和A2A&039与44页的急停装置44/1接口相接，为急停装置提供220VAC电源；接口A1B&039和A2B&039与45页的报警设备45/1接口，相接为报警装置提供220VAC电源；接口A1C&039和A2C&039与46页的风扇&插座&照明电路图46/1接口相接，为风扇&插座&照明电路提供220VAC电源；PLC电源接口A1D&039和A2D&039截止；接口A1A&038和A2A&038与40页的40/1接口相接。

如40页的现场仪器设备的A1A&040和A2A&040接口截止，因为现场没有仪器，为了以后安装仪器提供方便；A1A&038接口截止，A2A&038接口与67页的41/1接口相接。

如41页图中的接口A1A&041和A2A&041为52页的电机提供220VAC电源；接口A1B&041和A2B&041为53页的现场仪器提供220V