本科毕业设计说明书（论文）第 1 页共28 页1 绪论
1.1课题背景
近年来随着科学技术的不断发展，工业IT 技术趋于成熟，人们对工业上快速、精准的需求，对自动化的要求也不断增加，所以自动化软件在工业中逐渐趋于重要的地位。其给工业信息集中化、生产的自动化以及社会信息集中化带来了重要的意义，也使得大量的控制与监控系统及设备在工农业领域的得到了广泛的应用。
自动化组态软件在工业上的应用之所以更好的解决了传统工业控制以及手动控制上的不足和缺陷，是因为自动化人机界面更好地让用户任意组合出自己要控制的对象以及自动化控制的目的。这就是为什么提出自动配料系统这样一个课题了。
1.2配料系统
配料系统广泛应用于化工、饲料、食品、塑料、建材、冶金等工农上，自动配料技术可以针对各种各样不同类型的物料（液体或固体）传输、比例配料、加热、搅拌以及成品装袋等全过程或半过程生产线。
配料系统一般由电动机和电磁阀组成，系统能同时控制多台电动机和电磁阀，可以进行各种物料（液体或固体）的液体计量、自动配料和流量控制。
在工农业生产领域中，物料配比的精准是一道非常重要的工序，它对其产品的质量有非常重要的意义。传统的配料不仅生产效率低下，其配料的精准性更是难以保证，而且人工操作又将人为的因素带到了配料系统的生产环节，因此使得配料的工艺在生产就很难得到实现，且阻碍了工艺精准的提高以及带来了产品的质量问题，所以高精度和高效率的生产配料系统对工农业的生产时尤为重要的。
1.3配料系统的发展
20世纪50年代起，伴随着计算机、微电子技术以及通信技术的发展，自动配料系统从初步形成走向成熟。自动配料系统的发展至今，经历了四个阶段：（1）人工手动控制阶段
（2）机械电气控制阶段
（3）单片机控制阶段
（4）工控机控制阶段1.3.1人工手动控制阶段
本科毕业设计说明书(论文) 第 2 页共28 页最初，由
本科毕业设计说明书（论文）第 3 页共28 页于配料系统的各个设备之间没有任何物理链接，彼此之间很少通信甚至没有通信，基本是各自独立的。各个设备的控制需要操作人员进行控制与监测，因此，一个人员只能控制与监测一台设备至两个设备，而且需要操作人员进行手动记录，人为因素对产品的质量影响非常大。此种配料系统不仅耗费人力，而且质量得不到保证，它一般用于配料不太精确的场合。
1.3.2机械电气控制阶段电子技术的发展产生了大量的为配料系统服务的中小型设备以及仪器仪表等，但由于电子技术还未成熟，这些产品不仅电路非常复杂，抗干扰的能力比较差以及线路容易老化等问题，而且维修十分频繁和维修困难等问题，使得这些产品对地域上有所限制，所以，不能得到大量的使用。
1.3.3单片机控制阶段随着大规模的集成电路的趋于成熟，单片机形成并不断走向成熟。由于单片机的抗干扰性强、电路简单、使用寿命长等优点使它逐渐取代了机械电气成为配料系统的核心控制，也大大的满足了市场的需求。因此，单片机控制的配料系统成为了中小企业首选。
1.3.4工控机控制阶段微机的成熟将配料系统带入可工控机的时代，工控机优化集中优化了配料系统，使其结构更加简单、操作更加简单、人机界面更加友好。工控机只需操作人员要简单的设计和调试就能完成其复杂的控制。但由于控制与监测系统离生产现场较远，因此对其硬件条件稳定性的要求非常高，他必须要较完整的抗干扰方法才能使其系统正常运行。不然，当工控机出现问题时，整个系统也将崩溃，这样损失是巨大的。
1.4本课题主要研究的内容和任务
实验室里有现成的组态软件和PLC等硬件资源。我们可以利用这些硬件资源完成对自动配料系统控制和监查设计开发，并且运用这些硬件对所设计的工程联机验证其正确性。
具体设计任务如下：
(1)基于组态王组态软件平台的自动配料系统的总体方案设计；
(2)自动配料系统所需硬件选型以及硬件接线图的设计；
(3)自动配料系统软件设计；
(4)自动配料系统的部分开发与调试。
1.5论文的组织结构
本文设计各章内容主要如下所示：
第一章绪论主要阐述了自动配料系统的概况，分析了自动配料系统应用领域以及发展的状况, 介绍了论文的组织结构。
第二章主要介绍本文所需要的研究软硬件的概述及使用要求
第三章主要分析和选择了自动配料系统设计中用到的软硬件的型号，并且介绍组态王6.53 软件的概述及特点。
第四章提出了总体的设计方案并且合理设计出其流程，并且通过对自动配料系统的流程图设计出一套较为合理的硬件接线以及设计出PLC 的梯形
图，然后
在实验室运用西门子S7-200 系类的CUP226实物进行监控，验证程序的合理性。第五章主要通过选用合适的组态软件为开发平台，分析加热的温
度、液位的位置据的采集系统的功能需求和技术指标的基础之上按照预定的功能利用组态王6.53 组态软件与西门子S7-200 的实物联机实现设计程序，实现相应的功能，整体地完成系统软件的设计。
2相关技术软件
本文主要利用两种软硬件软件完成对配料的自动控制，两种软硬件分别是可编程控制器硬件（PLC）和组态软件。
2.1可编程控制器（ PLC ）
可编程控制器又被叫作PLC, 它的英文全称是Programmable logic Controller , 它是新世纪计算机计算发展应运而生的产物，它是一个新型的计算机控制装置。它可以采用一系列的控制指令对工业机械装备在其生产过程中进行有效的控制。将和他连接的所有的设备以及仪器仪表形成一个整体。
可编程控制器有大概有四十多年的发展历史了，从它的诞生到现在，是一个质的飞跃。它是一个过程，是一个从无到有的、从有到优的过程。它将控制系统从电气时代带领到了数字时代。在工农业的领域中，可编程控制器逐渐取代了其他控制成为了这个领域中的重要的地位。
如今，我们国家也可以自主生产自己的编程控制器。不过，生产的领域还停
本科毕业设计说明书（论文）第 5 页共28 页留在中小型设备的生产。这些生产的编程控制器大多数用在机床上。例如上海的东屋生产
本科毕业设计说明书（论文）第 4 页共28 页的设备就是应用在数控机床领域的。
2.1.1PLC 的发展
PLC的出现是在上个世纪的60 年代末，当时的工农业生产自动化生产中，
都是通过气动以及电气设备或仪器作为开关量，按照一定的逻辑关系来进行相关次序控制，从而使整个系统实现一系列的按照一定要求动作并且还能实现硬件互锁功能，同时还完成离散量的采集功能。由于这些设备繁多，制作成本高，维修困难等问题。为了进一步压缩生产成本，美国通用汽车公司提出想运用其他方法代替电气控制的方案。不久，这个方案就得到实现，美国数据设备公司开发出了新的控制，它主要是通过在集成电路以及电子技术上的控制设备，第一次运用软件的方式代替大部分的电气控制硬件。第一代可编程控制器产生了，当时被叫做Programmable Controller ，简称PC。
由于个人计算机的问世和发展，使得与可编控制器的名称有冲突，可编程序控制器被更名为Programmable Logic Controller （PLC），其不但方便人们的记忆更突显了可编程控制器的功能以及特点。但是，现在仍有人讲PLC称之为PC。
PLC发展迅速的时期是在20 世纪80-90 年代中叶，年增长率总是呈现上升趋势，其增长率大约30%-40%之间。在此期间，由于微电子技术、通信技术以及微机技术的发展，PLC的数据计算功能、人机接口功能、模拟量处理功能以及网络功能有着很大的提高。就这样PLC以独特的优势逐渐代替了传统的控制方法在工农业控制领域中处于统治地位。
2.1.2PLC 的特点
现代PLC的特点比较多。它的这些特点，使得PLC在工农业领域中有着不可撼动的地位。。
（1）使用方法简单。用户在开发自己需要的控制程序时，并不需要学习太复杂的计算机知识。简单明了的梯形图和指令表让用户更为方便的使用它，大大缩短的其开发的时间，也使得现场调试变得更加容易。PLC的程序修改也比较方便，它只需要要在电脑上或者操作板上就能对程序进行修改，不需要拆开机器就能简单的完成了。
（2）安装简便，便于维修。在大多数工农业生产过程中，PLC其大多数环境下可以直接运行，他只需要与生产现场的各个驱动设备进行对应的I/O
端的连接就可以直接写入程序就能运行了。与其连接的各个模块之间都有运
行装置和故障警示装置，能够让用户更准确的了解生产的运行状况以及便于
更快的查找出
本科毕业设计说明书（论文）第 5 页共28 页故障所在。与此同
时，PLC还有非常强大的自我检查功能，其为用户提供了更方便的维修环境。
（3）抗干扰能力和可靠性能力强。PLC的抗干扰的主要措施有两种，分别是隔离和滤波。其中隔离是指将PLC的各个输入输出口之间的相互分隔开，以免各个供电端口之间相互干扰，保证其供电质量。另外，滤波是指将PLC 的内部电
源进行滤波处理，使外界的干扰信号减少对PLC内部的电源的干扰，保证
PLC 内部的电源的供电质量。另外，正确的接地地点和比较完善的接地系统也是PLC 抗干扰的措施之一。PLC的可靠性强主要体现于其在大多数恶劣的环境下，都能正常可靠的工作，且使用时间长和修复时间短。
（4）环境要求低。生产PLC的技术要求使得其能在震动、电磁干扰等相对比较恶劣的条件下能够比较稳定的进行工作。其也是能在控制领域占领主导地位的原因。
2.1.5系统的其他设备
（1）编程设备：编程器可分为简易型和智能型。其的作用是PLC的控制指令的开发及应用、监测程序运行状况、检查和维护程序等。它不能对现场直接控制运行。我们一般使用编程器有手持式编程器，但也可以在计算机上进行编程及运行。
（2）人机界面：在最早的PLC的人机界面非常简单。直到后来，由于微机技术的发展，触摸屏式得到了越来越广泛的应用。
（3）输入输出设备：它用来永久性的存放编写的程序的，如输入模拟量的电位器，打印机等。
2.1.6PLC 的注意事由
在运行PLC时，我们需要注意的问题如下：
（1）温度。PLC所需的环境温度处于0℃到55℃之间。所以要给PLC足够的散热空间，不能安装在发热元件的附近，在PLC 的控制柜中应该装有通风的百叶窗。也不能太阳光直接照射在PLC上，如果必要时应该安装电风
扇强行通风。
（2）湿度。PLC各个输入/ 输出点之间有着绝缘性能，PLC周围环境的湿度不能大，否则将会输入/ 输出点的使用。
（3）震动。应避免让PLC靠近强烈的震动源，使其的输入/ 输出点与外部设备之间能正常可靠的连接。如果使用环境不可避免震动，应该采取减震措施。
（4）空气。最好不要靠近高腐蚀性和高易燃性的气体。如果在此条件下工作，可以将PLC 安设在密闭性较好的控制箱当中，必要时也可以在控制箱中安装净化空气的装置。
（5）电源PLC本身是能抵抗一般电源线所带来的内部干扰的。但如果在高可靠性和电磁干扰严重的场合下，必须配备一台隔离变压器，减少PLC 与电源之间
的干扰，保证其能正常可靠的运行。
2.2组态软件
组态软件全名叫做组态监控软件系统（Supervisory Control and Data Acquisition ）简称为SCAD。A 它的作用是对数据的采集以及监视控制。其实际意义就是以创建一个平台和开发环境，在此基础上构建出一个带有自动控制系统监控功能的工具性软件。简单的人机界面使它在工农业领域得到越来越广泛的应用。例如：调温系统、电力系统、化工以及石油开采等数据采集、监视控制和过程控制的领域。
2.2.1组态软件的发展
上个世纪80 年代中叶，组态软件得到了基本形成。当时运用的主控机是单片机，虽然其结构简单，但是也能完成监控的功能。到了90 年代中期，由于计算机领域的飞速发展，组态软件也进入了一个黄金时代。由于它解决大中规模系统的监控问题，得到了越来越广泛的应用，其认同率也越来越高，因此它也逐渐取代了单片机的组态软件成为了现在最受欢迎的组态软件。到后来进入21 世纪之后，由于组态软件几乎涵盖了所有工农业领域，因此其结构越来越复杂、规模越来越大，用户对其要求也越来越多。
2.2.2工业组态软件在国内外发展现状
国外的组态软件分别如下：
（1）InTouch 是万维公司开发，其开发的时间比较久远，它的开发历史将近30 年了。它是第一个能在IE 浏览器中使用的组态软件。所以有着强大的网络化功能，可以实现工厂内和工厂和工厂之间的监控。
（2）iFIX 是Intellution Dynamics 自动化软件最重要的组件之一，它基于WindowsNT／2000 平台，具有强大的自动化监视与控制的功能的软件。
（3）T.A.Engineering 公司的AIMAX，同时提供16 位和32 位
Windows下的不同版本。但是由于它的动画效果做的不是很好，不太好的直观动画效果使使用的客户觉得其档次太低了。
（4）WINCC是德国西门子公司生产开发的。它的功能比较强大，但是由于结构比较复杂是的管理方面不是太好。。
（5）Citech 是悉雅特公司的自动化软件之一，虽然它出现时间比较晚，但是其不亚于任何一款组态软件。其也是操作非常简便。不过唯一不足的是其操作方式面向用户的较少，更多的是面向程序员的。
（6）Movicon 由意大利PROGEA公司开发。它以简单、开放为特点而闻名于自动化软件市场。
（7）REVIWE是罗克韦尔公司生产开发的。这款软件虽然不是被太多人使
用，但是罗克韦尔公司还是比较著名的自动化软件供应商。
国内的组态软件分别如下：
（1）世纪星是世纪长秋公司开发的一个比较杰出的组态组态软件，其自动化程度非常高。这款组态软件在中国行业里还是备受关注的。自上世纪90 年代以来，已经销售近三万套。其软件广泛应用于、在工业领域得到了比较广泛的应用。
（2）力控组态软件是由北京三维公司推出的力控监控组态软件。它应用范围比较大，基本上涉足于工农业每一个行业当中。例如：电力、矿产等。
（3）组态王是由北京亚控有限公司开发生产的作为国产。其目标是为客户建立具有易用性较强、动画效果好、技术性能卓越、高稳定性、高可靠性并且价格低廉的自动化组态软件。
（4）MCGS又被叫做昆仑通态。它是由北京昆仑通态公司生产开发的。MCGS 的优点是操作简单、可视化好、易维护、性能可靠等。通过用户窗口，创建人机交互界面，实时数据库将组态软件核心和外部联系起来。
2.2.3组态软件的特点
新一代的组态软件有如下特点：
（1）延续性和可扩展性。在组态软件在使用过程当中，即使现场和用户要求发生改变时，不必要做太大改动就能很快地完成系统的更新以及升级。
（2）封装性。用户所需要的功能都被组态软件以一种较为方便的方式包装起来了。因此用户并不需要学习太多的高深的编程语言，就能高质量的完成
一个较为复杂的工程。
（3）通用性。在实际工程中我们需要较多的底层设备，例如：PLC以及各类仪表等。组态软件为用户提供这些设备的模拟状态，方便用户不需要用实
际的硬
件也能完成一个具有实时的数据处理、动画效果、历史数据曲线的工程，且不
受其行业的限制。
（4）实时多任务。可以实行多想的任务同时在同一台计算机上处理，例如：图形显示及人机对话、实时通信等任务。
2.2.4组态软件的功能组态软件主要有三个方面的功能，其分别如下：（1）超强的图形显示效果。大多数的组态软件都能在Windows系列的系统下运行并且强大的人机界面使得用户不需要繁琐的编程也能创造出丰富的动画，例如：闪烁、移动等效果，让画面更加生动、直观。
（2）优越的开放性。组态软件的开放性能使得软件不再单一可以被多种产品所支持。这也是衡量一个组态软件功能强大的重要标准。
（3）大量的功能模块。组态软件提供大量的控制功能模块，使用户能实时的监测整个系统的运行过程，能让用户不需要在生产现场就能进行远程监控。
（4）超强的数据库。组态软件配有强大的数据库，能存储各类的数据
量，例如：离散量等，还能与外部数据实行交换并且使用。
（5）强大的命令语言库。组态软件的命令语言库提供了大量的命令语
言，能让用户根据自己的要求来编写自己想要的程序。
（6）强大的安全防范系统。组态软件给予不同的用户操作权限也是不一样的，从而保证了系统能的安全可靠运转。
（7）仿真功能。组态软件提供系统设计提供了强大的仿真，从而减少了大量的经费和开发时间。
3自动配料控制系统硬软件的选型
3.1自动配料的工作原理及基本结构自动配料系统的运作是由电磁阀和液位传感器来控制的，电磁阀的主要原理是运用电磁铁通电时的电磁力，使得液体压力与液体流量连续且按比例的追踪控制的信号，并随着信号的变化而变化。
自动配料系统的基本结构如图3.1 所示。它的组成主要是电动机、加热器、电磁阀等。PLC控制搅拌机与电磁阀的启动和停止，它控制准确，自动化水平高。配料的精准是由传感器和组态软件实时监控的。
图 3.1 自动配料简图
3.2电器元件的选型
3.2.1电动机的选择
电动机（Motors）又称之为电动马达或者马达。它是一种能将电能转换成机械能的设备，其一般是一种旋转式电动机器。它的应用范围非常的广，基本上每一个生产过程中，都要用到电动机，它是不可取代的。
电动机选择原则：
（1）根据电动机的负载不同以及不同的用途上，选择适当负载特性的电动机。例如：是气动还是制动、是正反转还是调速等等。
（2）根据使用环境的不同选择不同的电动机。例如：不同的温度、不同的湿度、有无灰尘、淋水以及是否处在易燃易爆等环境下。
（3）根据负载的大小来选择相应的电动机，这个时候我们需要计算出合适的电动机容量，其通常电动机在75%—100%额定负载率时效率最高。
但有时候我们必须要选择额定负载率在80%—90%的电动机，因为我们要考虑电动机温升限度、过载能力以及启动转矩等因素。
（4）为了便于维修、生产中可靠性高以及便于互换等因素，应优先选用标准电动机。
3.2.2低压断路器的选择
本科毕业设计说明书（论文）第10 页共28 页低压断路器又被叫做空气自动开关，它能接通和断开正常、过载以及断路的电流。低压断路器能在线路出现故障，可以起到保护作用，而且可以重复使用，不用经常更换。它以方便、快捷、简单、安全等优点得到广泛的使用。
低压断路器的选择原则：
（1）低压断路器的额定电压一定要大于或等于被控制负载的额定电压；
（2）低压断路器的额定电流一定要大于或等于被控制负载的额定电流；
（3）脱扣器的额定电流一定要大于或等于被控制负载的额定电流；
（4）极限分断能力一定要大于或等于控制电了中最大短路电流；
（5）电路末端单相对地短路电流与断路器瞬间或短延时，脱扣器整流之比要大于或等于1.25 倍；
3.2.3热继电器的选择热继电器是对电动机的过载进行保护。因为其成本较低、结构较为简单、体积较小等特点很适合做电动机的负载元件，所以在工农业生产过程中得到了广泛的应用。
热继电器选用的原则：
（1）热继电器的额定电流要大于电动机的额定电流，但是不能太大；
（2）热继电器一般用于电动机的过载保护，所以一定要根据电动的型号来选择合适的热继电器；
（3）主要用于保护电机用，所以要选用过电动机的额定功率之后才能选择合适的热继电器；
（4）热继电器的动作时间比较长，所以只要在电动机过热烧坏之前都可以选
用；
（5）热继电器周围的环境温度基本要在一般情况下的温度；
（6）热继电器的整定电流要等于电动机的额定电流才能保证其运行。
3.2.4接触器的选择接触器它不需要人力，也可以自动的通断主电路电源，大大保证了操作人员的人生安全，被广泛的应用在电力、配电与用电等多种场合下。
接触器的选用原则
（1）选用的接触器类型一定要与电路的其他元件相适应；
（2）接触器的容量等级选定一定要与电路的负载相符合；
（3）选用的接触器允许的动、热稳定电流一定要大于或等于电路的三相短路电
流；
（4）选用的接触器的额定电压、额定电流、电流容量以及辅助触头的数量一定要与电路的负载相符合；
（5）要根据电路中其他元器件来选择合适的接触器。
3.2.5电磁阀的选择电磁阀作用是控制气体或液体的方向、流量和速度等参数的执行元件。在工业生产领域中，方向控制阀等一系列的电磁阀是我们使用最频繁的。
电磁阀的选择原则：
（1）根据管道的直径的大小和接口的形式来选择合适的电磁阀；
（2）根据流体的温度变化和流体的属性来选择选自合适的电磁阀；
（3）根据电气来选择合适的电磁阀；
（4）根据其工作时间的多久来选择合适的电磁阀；
（5）根据不同的地域选择合适电磁阀的辅助功能。
3.2.6液位传感器的选择液位传感器作用是将液位高低的信号转换成电信号，供PLC使用，它相当于一个开关量。
液位传感器的选择原则：
（1）根据测量对象与测量环境来选择合适的液位传感器；
（2）根据其灵敏度的选择选择合适的液位传感器；
（3）根据频率的特性选择合适的液位传感器；
（4）根据其线性接线来选择合适的液位传感器；
（5）根据稳定要求的不一样选择合适的液位传感器。根据上文，我们可以选择如表2.1 所示所需的电气元件。
表 2.1 电器元件选型表
符号名称型号数量
M1 主传送带电功机
Y132M-4 1
QF1 低压断路器
NS100N 1
FR1 热继电器
JR16 1
KM1 接触器
CJ20J-25A 1
SB1 按钮
LA10-K 1
3.3自动配料液体输送的选择
自动配料液体输送系统一般管道输送采取。输送的管道外形如图3.1 所示
它的基本特点如下：
（1）不受气候条件影响可以连续运输，所以有较高的可靠性；
（2）管道能走捷径，不需要太远的距离；
（3）运输量比较大；
（4）能耗较小；
（5）安全可靠，无污染，成本低；
（6）封闭式运输，损耗较少。
3.4P LC 的选型
在国内外PLC的供应商中，我们比较熟悉的是西门子公司。他的旗下有很多
PLC 软硬件。我们只需要运用西门子S7-200 CUP216就能完成自动配料的控制系统的要求了。
3.5组态软件的选型市场上组态软件有很多种类型的，有国外的也有国内的。例如：力控、WINCC等，等本文采用的是组态王6.53 组态软件。
组态王6.53 组态软件是一个适用于多种场合的工业监控软件，它适用于所有的工农业生产上。它能以Windows系列的操作系统为平台，为用户能创造出高质量的监
KA1-KA4
SQ1-SQ3
电磁阀
液位传感
ZQDF DN25
TTC—102C
图3.1 管道输
本科毕业设计说明书（论文）第13 页共28 页控工程。
3.5.1 组态王6.53 的主要特点
（1）适应性强。组态王6.53 组态软件适用于绝大多少的生产场合；
（2）开放性好。组态王6.53 组态软件可以与多种软件相连接，支持国内外常见的国内外常见的PLC、变频器、数据采集卡等等；
（3）易于扩展；
（4）经济。组态王6.53 组态软件使用成本比较低；
（5）开发周期短。组态王6.53 组态软件没有太多繁琐的语言，易懂，对用户来说既简单又方便。
3.5.2 组态王6.53 组态软件的构成
组态王6.53 主要是由以下部分组成，分别为：
（1）工程管理器。它是用来创建新工程和对已有工程进行管理、修改等以及一系列优化的功能。
（2）工程浏览器。它是在已有工程基础上，开发和设计工程工具，它用来做出一个具有完整动画效果和监测等任务的界面。
（3）运行系统工程运行界面。它将相互连接的各个设备之间进行通信，并能按照所设计的思想生动态画面效果使人能与机器的相互交流。且能够直观的观察机器的运行状况。
4自动配料系统总体设计方案
4.1电气控制的电路设计
图4.2 中2 个断路器不仅能引入三相电源，而且能够为电路提供短路保护。图中的一个热继电器FR1可以为电机提供过载保护。
4.2控制系统的 I/O 点及地址的分配
PLC对自动配料系统设计其基础就是PLC硬件接线上对输入/输出信号地址的分配。要编程就要先分配I/O 地址；当I/O 地址确定后，才可绘制接线图。输入/ 输出分配如下表4.1 所示。
表 4.1 输入/ 输出分配表
输入端子输入装置输出端子输出装置
I0.0 启动/ 停止Q0.0 A 料入阀门
I0.1 SL3 传感器Q0.1 B料入阀门
I0.2 SL2 传感器Q0.2 C料入阀门
I0.3 SL1 传感器Q0.3
加热系统
Q0.4
搅拌电机
Q0.5
混合液出口阀门4.3 控制系统的硬件接线图
分配好了I/O 地址，我们可以设计出硬件接线图。
如图4.2 所示。
图 4.2 硬件接线图
4.4系统流程图
自动配料的系统流程图。如图4.3 所示。
图 4.3 系统流程图
4.5系统程序的设计
分析和确定自配料的控制路线和要求后，然后就可以西门子S7-200 编程软件中编写程序。西门子S7-200 是一个可在Windows系列下运行，应用S7-200 系列可编程控制器的编程软件进行编程。
如图4.4 所示。
图4.4 新建工程
西门子S7-200PLC 的许多基本指令。例如：逻辑、计数器等等。在位逻辑编辑器有“与”、“或”、“输出”等基本指令时我们经常用到的指令。
西门子S7-200 的PLC 是通过其内部的软延时继电器进行定时指令控制的。用“T” 来进行表示定时器，它是对内部时钟计累计增量的。
本科毕业设计说明书（论文）第16 页共28 页根据自动配料的控制要求，自动配料部分PLC 控制程序如图4.5 所示。
图4.5 自动配料的PLC 控制程序
4.6P LC 系统程序的模拟调试
利用西门子S7-200 CPU226实物进行运行调试过程如下：系统的启动。如图4.6 所示。
《组态软件及应用》课程设计报告 基于组态软件的变频器状态监控状态设计 系部: 专业: 班级: 姓名: 1. 2. 3. 4. 5.变频器监控系统要求 (5) 5.1监控系统技术要求 (5) 5.2监控系统具体要求 (6) 6.变频系统监控功能的实现及效果 (5) 7.人机界面的特点功能与画面设计 (6) 7.1人机界面的特点 (6)
7.2人机界面的主要功能 (7) 7.3人机界面的画面设计 (7) 7.4监控系统软件组态 (8) 8.心得体会 (13) 附录参考文献 (13)
1.序言 随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，自动化、智能化程度的不断提高，高压大功率变频调速装置的应用已经非常普遍，同时由于高压变频器几乎都是工矿企业的关键设备，在工厂自动化中占有举足轻重的地位，因此对其控制功能、控制水平的要求也越来越高，尤其对于那些工艺过程较复杂，控制参数较多的工控系统来说，具备交互式操作界面、数据列表、报警记录和打印等功能已成为整个控制系统中重要的内容。而新一代工业人机界面的出现，对于在构建高压变频器监控系统时，实现上述功能，提供了一种简便可行的途径。工业人机界面，是一种智能化操作控制显示装置。工业人机界面由特殊设计的计算机系统32 2. 2.1 “第2.2 决方案； 支持通过PDA掌上终端在Internet实时监控现场的生产数据，支持通过移动GPRS、CDMA、GSM网络与控制设备或其它远程力控节点通讯； 面向国际化的设计，同步推出英文版和繁体版，保证对多国语言版的快速支持与服务； 力控软件内嵌分布式实时数据库，数据库具备良好的开放性和互连功能，可以与MES、SIS、PIMS等信息化系统进行基于XML 、OPC、ODBC、OLE DB等接口方式进行互连，保
目录 1概述 0 2软件设计 (1) 2.1设计梯形图 (1) 2.2设计指令表 (4) 3硬件设计 (8) 3.1控制要求 (8) 3.2实验面板图 (8) 3.3选择PLC型号 (9) 3.4系统设计流程示意图 (9) 3.5 I/O分配表 (11) 3.6 I/O接线图 (11) 4调试 (12) 4.1初始状态 (12) 4.2装车控制 (12) 4.3停机控制 (12) 5结束语 (13) 6参考文献 (14)
1概述 本文设计的自动配料系统采用西门子S7-200系列PLC的控制来满足整个系统的自动化要求。本设计还可对配料系统运行状况进行监视，通过系统中各个指示灯的亮灭情况可准确判断系统的执行进度，利用料位传感器开关模拟配料过程中的料斗中物料是否已满，利用行程开关模拟汽车所装载物料是否已满，操作简单，维护方便且控制精度较高。 硬件方面采用西门子公司的S7-200PLC，它是一种叠装式结构的小型PLC。它具有指令丰富、功能强大、可靠性高、适应性好、结构紧凑、便于扩展、性价比高等优点。 软件方面采用的是德国siemens公司的S7-200系列PLC运用与之配套的编程软件，通过LAD编程语言编制了控制软件，从而使配料系统可以按照要求自动完成配料和装料过程，并且在发生故障时可立即手动停机。大幅提高系统方便性，可靠性。
2软件设计2.1设计梯形图 设计梯形图如下:
. 2.2设计指令表 LD I0.0 O M0.0 AN I0.1 = M0.0 LD M0.0 LPS AN I0.2 = Q0.3 LRD A I0.2 = Q0.2 LRD AN I0.3 = Q0.4 LRD AN Q0.4 = Q0.5 LRD A I0.3 = Q0.5 LRD
力控组态软件教程 第一节选型及安装 力控通用监控组态软件的正式发行企业版分为开发版和运行版，软件是根据点数进行计价的，点数是指实际监控的外部I/O设备参数的个数，即软件内部的实时数据库DB中I/O连接项的个数，软件内部的中间变量、间接变量等不计点。 力控演示版的开发版和运行版分别有64点的限制，完全免费的不限点数的开发版可以直接咨询三维力控销售部和各地办事处，索要注册号即可以使用，力控正式发行的开发版没有点数和时间的限制，购买软件时，开发版随运行版免费赠送，运行版分为通用监控版、WWW网络版等。 1. 力控的运行版本 1) 通用监控版 运行在单台PC上完成监控，该版本不包括扩展组件。 2) 标准网络版 由2套通用监控版软件通过以太网可以构成标准的服务器/客户端应用模式，标准服务器端只授权5客户使用，客户端在5个客户端的基础上可增加10、20、50、无限客户端。 3) WWW网络版 用标准的IE浏览器作为“瘦”客户端，在Internet/Intranet上来监控WWW服务器的上的数据，瘦客户端在5个客户端的基础上可增加10、20、50、无限客户端。 2. 扩展组件 包括PC控制策略程序、GPRS组件、数据库ODBC通讯组件、CommServer
通讯组件、DataServer数据转发组件、远程数据库历史备份程序等组件。 3.系统要求 1）硬件配置 目前市面上流行的机型完全满足力控的运行要求,推荐配置如下： CPU：Pentium(R) 4 CPU 2.0GHz以上。 内存：512M以上。 显示器：VGA、SVGA以及支持桌面操作系统的图形适配器，显示256色以上。 并行口或USB口：安装产品授权的加密锁。 2）软件要求 软件没有经过授权，也可以开发和运行，但有如下限制：数据库连接项支持64点，运行系统在线运行时间是1小时。 软件支持的操作系统：WINNT4.0(补丁6)/WIN2000 /WINXP/WIN 2003。 可用于win XP、win7，win10未试过，估计可以？ 3）硬件加密锁 软件是通过硬件加密锁进行授权，软件经过授权后可以长时间运行，产品提供的加密锁包括：并口硬件加密锁和USB口硬件加密锁，硬件加密锁使用前必须安装驱动程序。 安装并口硬件加密锁步骤： 在安装加密锁前应关闭计算机电源和外围设备。 第二节创建一个简单工程
毕业设计开题报告 自动加料机控制系统 系别： 班级： 学生姓名： 指导教师： 年月日
毕业设计开题报告
附页 开题报告内容 （一）主要技术指标 （1）采用AT89S52单片机作为控制器控制步进电机。 （2）用数码管进行显示，用按键进行调整。 （3）使用反射式红外传感器进行工件计数。 （4）可实现步进电机平滑调速、对工件进行计数。 （5）分手动和自动两种工作模式。 （6）自动状态壳实现定时开关，定量开关。 （7）使用L298N电机驱动器对步进电机进行驱动。 AT89S52是一种低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8 KBISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器。40个引脚计数器；2个全双工串行通信口；看门狗(WDT)电路和片内时钟振荡器。 （2）工作思路 在现代科学技术的许多领域中，自动控制技术起这愈来愈重要的作用，并且，随着生产和科学技术的发展，自动化水平也越来越高。自动控制利用控制装置使被控对象的某个参数自动的按照预定的规律运行。本设计的自动加料机控制系统就是采用自动控制技术来实现功能的，这样就大大提高了工作的效率，整个过程又快又稳。 本设计的由单片机控制的自动加料系统是根据加料工艺要求，其工作原理是：对传送带中的工件进行计数，可以定时启动电机或停止电机。可以设定产量，使其自动停止。可以改变传送带的传动速度以提高生产效率。使用反射式红外传感器对工件进行计数，一对单位时间内生产产量进行计算。 用单片机来实现生产中的自动加料，须外接电机驱动器，我的设计采用市场上性能稳定驱动能力强的电机专用驱动芯片L298N，这样充分提高了电机的使用效率。更提高了控制电机的能力，减小误差较，减少软件编程的复杂度
河南机电高等专科学校课程设计报告书 课程名称：力控组态软件 课题名称：流量监控系统设计 系部名称：自动控制系 专业班级：计控102 姓名：崔建彪 学号：101413233 2012年09月30日
摘要 衡量一个自控系统的先进程度，除能完成一定的自动化控制功能外，日常的生产管理功能也是其重要指标之一。在流程工艺生产中的物料消耗和产量的自动统计就是一个生产管理的基本功能。我国属于能源缺乏国，精确的自动化监控更加有必要去研究和实行。通过设置多个采集点，以硬件组态、数据组态、图像组态等功能实现上位机对供水管路的实时检测，为操作人员合理实时调度提供可靠技术保障，实现能源优化配置，提高管路稳定和对事故的预见性、降低了能耗。该系统运行正常，完全达到设计要求。 力控软件的流量监控设计在成本、开放性、灵活性、功能和界面等方面给企业用户提供了最佳的控制系统解决方案。本文介绍了采用力控软件的工业流量控制系统。硬件用到了：涡轮式流量计、压力传感器、PLC等。 关键词：组态软件；硬件链接；流量监控；远程数据采集
1、引言 随着工业控制系统应用的深入，在面临规模更大、控制更复杂的控制系统时，人们逐渐意识到原有的上位机编程的开发方式，对项目来说是费时费力、得不偿失的，同时，MIS（管理信息系统，Management Information System）和CIMS （计算机集成制造系统，Computer Integrated Manufacturing System）的大量应用，要求工业现场为企业的生产、经营、决策提供更详细和深入的数据，以便优化企业生产经营中的各个环节。组态软件作为一种工业信息化的管理工具，其发展方向必然是不断降低工程开发工作量，提高工作效率。易用性是提高效率永恒的主题，但是提高易用性对于提高开发效率是有限的，亚控科技则率先提出通过复用来提高效率，创造性地开发出模型技术，并将这一技术集成到KingView7.0中。这一技术能将客户的工程开发周期缩短到原来的30%或更低，将组态软件为客户创造价值的能力提高到了一个新的境界，代表了组态软件的未来。 统集成。 本系统是由计算机和PLC、流量计等外围设备组成一个计算机控制系统。计算机控制系统由工业控制机和生产过程两大部分组成。工业控制机硬件指计算机本身及外围设备。硬件包括计算机、过程输入输出接口、人机接口、外部存储器等。软件系统是能完成各种功能计算机程序的总和，通常包括系统软件跟应用软件计算机。把通过测量元件、变送单元和模数转换器送来的数字信号，直接反馈到输入端与设定值进行比较，然后根据要求按偏差进行运算，所得到数字量输出信号经过数模转换器送到执行机构，对被控对象进行控制，使被控变量稳定在设定值上。 该系统的软件选择力控ForceControlV6.0监控组态，力控软件是运行在Windows98/NT/2000/XP操作系统上的监控组态软件，主要包括工程管理器、人机界面、实时数据库DB、I/O驱动程序、控制侧罗生成器以及各种网络服务组件等。力控ForceControlV6.0监控组态软件在秉承V5.0成熟技术的基础上，对历史数据库、人机界面、I/O驱动调度等主要核心部分进行了大幅提升与改进，重新设计了其中的核心构件，力控6.0开发过程采用了先进软件工程方法：“测试驱动开发”，使产品的品质得到了充分的保证。 组态软件是数据采集与过程控制的专用软件，能以灵活多样的组态方式提供良好的用户开发界面和间洁的使用方法，其预设置的软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持硬件厂家生产的各种计算机和硬件设备，与高可靠性的工控计算机和网络系统结合，可向整个测控系统提供软硬件的全部接口，进行系统集成。
自动分捡系统设计开题报告 一、课题介绍 1. 课题名称：自动分捡系统设计 2. 课题背景： 自动分拣系统（Automated Sorting System)是二次大战后率先在美国、日本的物流中心中广泛采用的一种自动化作业系统，该系统目前已经成为发达国家大中型物流中心不可缺少的一部分。该系统的作业过程可以简单描述如下：流动中心每天接收成百上千家供应商或货主通过各种运输工具送来的成千上万种商品，在最短的时间内将这些商品卸下并按商品品种、货主、储位或发送地点进行快速准确的分类，将这些商品运送到指定地点(如指定的货架、加工区域、出货站台等)，同时，当供应商或货主通知物流中心按配送指示发货时，自动分拣系统在最短时间内从庞大的高层货架存储系统中准确找到要出库的商品所在位置，并按所需数量出库，将从不同储位上取出的不同数量的商品按配送进点的不同运送到不同的理货区域或配送站台集中，以便装车配送。 3.国内外发展现状： 纵观国内外物料自动分拣系统的使用情况可以发现，国外发达国家的物料自动分拣系统倾向于采用自动化程度很高的物料自动分拣系统。而在我国，由于起步晚，物料自动分拣系统中人工作业的比例也较高。国外物料自动分拣系统的广泛使用，以美国、日本及欧洲为代表的发达国家，在物料自动分拣系统的使用上呈现出自动化程度越来越高的特点。物料自动分拣系统已成为发达国家工业自动化不可缺少的一部分。主要使用在大中型物流中心、配送中心、流通中心、邮局分拣信件等等随着交流自动控制技术的发展，特别是电子技术的迅速发展，计算机的广泛使用。自动分拣技术在20世纪70年代被引入国内，我国的邮政系统最早并已多年使用自动分拣设备，并在长期的实践中不断创新、不断进步。例如，邮电部相关部门相继开发和研制出具国际水平的CORE-NT物料自动分拣系统，性价比很高的扁平邮件高速物料自动分拣系统;上海邮政通用技术设备公司研制成功了速递邮件网络化物料自动分拣系统等。邮政系统还推出了新的信封标准以更好的配合自动化的信件物料自动分拣系统。
电气工程学院 通信与现场总线课程设计
目录 一：设计任务 (4) 理想模型： (4) 实验中用到的任务模型 (5) 二：力控软件平台建立的实验模型 (5) 三、实验设备与仪器 (6) 四、设计思路与过程 (6) 五、调试和功能 (13) 六、联机调试：C/S方式的远程控制 (26) 七、课设总结与心得 (29)
（一）本次课程设计题目： 通过三维力控组态软件实现对搅拌罐的网络控制 （二）主要容及要求 在组态软件Forecontrol V6.1平台上，通过工业以太网，分别以C/S方式(客户端/服务器)及B/S方式（浏览器/服务器）完成对SIEMENS的可编程序控制器通过工业现场总线PROFIBUS方式与2台SIEMENS MM440变频器控制的三相异步电机的实际工程平台，实现对搅拌罐PLC控制系统（含本地控制和远程控制）的网络控制。 独立完成，承担系统设计、系统分析、组态软件的学习与编程、网络系统调试等任务，要求提供最终的解决程序（验收）和相关文件，并以报告论文方式说明实现的思路及工程应用前景。 （三）进度安排： （1）在第一次课堂上了解并知道了Forecontrol V6.1软件的初步使用。 （2）根据相关资料，熟悉并设计并完成客户端组态软件的实际工艺流程界面界面的绘制。 （3）对搅拌罐工程相关控制进行了编程。 （4）熟悉服务器端通信参数的要求，完成C/S的网络控制。 （4）3月30日在实验室完成整个系统的软件调试及最后联机调试。 （5）撰写设计报告。
通过三维力控组态软件实现 对搅拌罐的网络控制 一：设计任务 在组态软件Forecontrol V6.1平台上，通过工业以太网，分别以C/S方式(客户端/服务器)及B/S方式（浏览器/服务器）完成对SIEMENS的可编程序控制器通过工业现场总线PROFIBUS方式与2台SIEMENS MM440变频器控制的三相异步电机的实际工程平台，实现对搅拌罐PLC控制系统（含本地控制和远程控制）的网络控制。 本次课程设计中，我们主要运用了C/S（客户端/服务器）方式，实现对搅拌罐PLC控制系统（含本地控制和远程控制）的网络控制。 理想模型：
自动配料灌装生产线计量系统方案 一、企业现有生产过程情况概述 目前企业的生产过程基本为：粉料采用人工称料用行车或叉车人工运料、手工填料的方式，液料采用称重计量，人工泵送料，反应釜一般采用手动变频启动方式、水计量采用就地显示流量计，需要人工看数手动控制开关，从以上看出企业目前基本没有自动计量及传输控制设备。 1、现存问题 （1）、人工上料，劳动强度大，速度慢； （2）、液体原料采用桶装称重计量或流量计显示，桶内残留和流量计显示误差，造成计量精度差。 （3）、整个产品生产过程采用人工手动控制，劳动强度大，差错率高，废品率高，致使产品质量控制困难大、生产效率低。 （4）、为了适应产品规模化、高质量生产的需要，系统的布局、控制模式、管理软件系统均需要有重新设计、实施。 2、用户需求分析 （1）、产品规模生产要求系统具有更大的产能、更高的稳定性； （2）、降低人工上料劳动强度、提高计量精度； （3）、固体及液体物料均应自动上料、自动计量； （4）、每次生产的不同配方（原料配比）均可在电脑上进行操作； （5）、生产过程实现自动化控制。 二、本方案自动上料配料系统组成 生产线配料主要完成水和4中液料的配料混合。计量罐单独设置，液体原料分开计量加料，现场3排搅拌釜分别为1排3个搅拌罐、2 排3个搅拌罐、3排5个搅拌罐。 1、原料罐四个，分别盛放四种不同的液体原料；水料罐1个，用于暂存水，预留用水 量。现场分别在3排搅拌罐的上部设置5T原料计量罐1台，15T水计量罐1台； 2、每个原料罐底部都安装有送料管道（管道口径DN65），分别由自动阀门和手动阀门 控制开关，每种液料的自动阀门安装在靠近管道出口位置，由送料泵负责将料通过
典型能源系统架构包括能源调度管理中心、通讯网络、远程数据采集单元等三级物理结构（如图示）。 1）以力控新一代监控组态软件eForceCon SD为核心，建立I/O Server实时数据服务器，实现在线的数据监视、工艺操作和实时的能源管理功能；基于数据库技术开发具有模型背景的能源管理功能并对外提供接口。 2）采用工业级以太网交换机，建立分区域的冗余环网，环与环之间采用耦合拓扑结构进行连接，从而建立高可靠专有的能源数据采集通讯网络。 3）以力控通信网管服务器pFieldComm产品为核心，通过数据采集、通讯、协议转换等技术手段，将能源介质参数的采集与生产控制系统隔离，提供连续、真实、可靠的数据依据。 3. 力控新一代监控组态软件eForceCon SD 简介 3.1力控新一代监控组态软件eForceCon SD 简介 力控eForceCon SD系列监控组态软件是力控科技面向64位操作系统进行设计、
规划的下一代大型SCADA监控组态软件，支持服务器以基于linux和unix操作系统进行实时和历史数据管理，适应了SCADA调度系统数据充分的安全与保障，该产品面向OO设计技术，不但继承了ForceControl系列软件产品的优点和特点，而且充分利用了当前IT行业新技术的发展成果，该产品的设计采用了多任务设计，不但可以充分发挥多核CPU的威力，而且极大的保证了系统的稳定性。 与同类产品相比，由力控eForceCon SD监控组态软件构成的控制系统可以构成先进的、分布式冗余、容错架构，该产品采用分布式组件设计，适应网络的多人协作与并行开发，保证了软件的可“伸缩性”非常强，适应了“e”时代的要求，结合. NET平台技术，集成了web service技术，轻松构建小区实时信息门户，开发过程采用了先进软件工程方法，使产品品质得到充分保证，该产品的设计避免了目前市场上各类软件不是操作过于复杂或者就是功能过于简单的弊病，在提高产品功能的前提下，即保证了产品的灵活性，又保证了使用的简单性，可以使您快速构建工业项目，是web时代的杰作。 3.2力控新一代监控组态软件eForceCon SD技术特点 eForceCon SD?系列软件完全符合远程大型工厂管理模式，根据大型工厂远程监控的需要采用多种“模型技术与软数据库总线技术进行模型设计，内置的分布式的实时数据库支持多种工厂模型的信息数据类型及结构。
西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)开题报告 题目: 硬币分类分拣机设计 系别机电信息系 专业金属材料工程 班级 B120207 姓名刘志恒 学号 B12021212 导师万宏强 2015年12月20日
得硬币的相关信息，进而辨别硬币的真伪。 现在市场上有少量国产机器，但是此类机器结构简单，功能不够完善，总体性能水平与国外产品有一定的差距，还需要长足的发展。并且在银行等和硬币有密切接触的地方，硬币分类分拣机的普及程度十分低，归根结底是因为国外的机器过于昂贵，国内的机器功能单一不可靠。 2.课题研究 2.1主要内容 国内流通的硬币，包括各类游戏币，分拣速度>100枚/min 吞吐量10000枚 2.2硬币分类分拣机的分选方案 方案一：筛选式 图2.1 筛选式 将硬币由机器上方批量投入机器内部，然后启动机器，电机带动机器内部的筛分盘转动，筛分盘上有孔洞，每层筛分盘的孔洞大小和不同种类的硬币直径相匹配，由上至下每层的孔直径逐渐减小，筛分盘旁边有滑轨，筛选的硬币由滑轨滑入储币盒内，从而达到筛分不同种类硬币的用途。 方案二：斜轨式
图2.2斜轨式 斜轨式原理是由电机带动转盘，转盘边缘有硬币槽，转盘转动时每个硬币槽一次可带动一枚硬币，转盘边缘有略大于转盘的格挡环，当硬币槽转动至上方时候正好格挡环有一缺口，因为转速很快，在离心作用下硬币将脱离转盘滑向一轨道，轨道倾斜放置，轨道一侧有空隙，每隔一定距离有一挡板，挡板的距离根据硬币直径确定，当硬币从左侧进入，较小的硬币在第一个格子就掉出滚道，而较大的硬币要到后面才掉出滚道，轨道外面放着对应的收集盒，硬币掉出来就落进盒子内。 方案三：差孔筛选式 图2.3差孔筛选式 此方案的原理与方案一原理相似，但是不同的是此方案只有两个筛选盘，上面的筛盘与下方电机连接，由电机驱动转动，下方的筛选盘固定，不能转动。上方的盘厚度只有一个硬币厚，盘上有数个孔洞，孔的大小根据硬币直径确定，孔大小按顺序排列，所以每次转动时候孔内只能容纳一枚硬币。下方的筛选盘孔的排列顺序和上方的顺序正好相反，当上方的筛选盘转动时，每次只会有一个孔与下盘相匹配，当上下匹配时候硬币将会掉入下方。 2.3确定最优方案 方案一结构简单，工作效率高，所以整体造价低，但是体积庞大，工作噪音大，并且因为结构原因在加装硬币真伪识别装置时需要加装多套识别装置，并不符合设计原则，而且此方案因为工作噪音的原因不利于银行等单位工作使用。方案二与方案一相比来说，虽然方案二的工作效率不如方案一，但是工作时候声音小，不会有噪音产生，
自动配料控制系统文献综述 1 前言 自动配料系统在轻工、纺织、塑料、食品、制药、化工等行业得到了广泛应用, 并具有很好的发展前景。通过许多关于自动配料控制系统的文献,设计出自动配料系统具有通用性强、自动化程度高、工作可靠性高、人机界面友好、可进行远距离控制、成本低廉等特点。 当前针对某一行业, 配料仪器所用传感器种类、量程基本固定,配料的种类数基本固定, 因此, 目前的配料仪器产品使用场合单一, 针对不同行业, 要设计出不同的配料仪器, 使大批量生产难于实现, 这就使得资源的利用率不高, 产品生产成本过高。因此, 能够开发出可适配多种不同类型的传感器, 具有智能去皮、精确配料、配料种类数由操作人员选择的新型配料仪, 具有广泛的应用价值。本设计就是以基于单片机为核心, 设计出能适配不同种类传感器和应用于不同行业的通用型自动配料仪。 2 国内外现状 近年来我国的配料工业发展迅速，小型配料系统的设备性能有了很大提高。自动配料装置的核心设备是配料秤，配料秤性能好坏，将直接影响配料质量的优劣。用微机代替控制仪表进行称量配料，可以对称量误差进行自动补偿，保证配料的准确性，通过微机的键盘和显示器方便进行人机对话，还科研调用管理完成参数设置，
检查和修改工艺设定值，并监视称量配料的生产过程，发现故障及时报警，通过打印机及时打印生产报表，自动完成统计工作。这样，可以降低原料消耗，提高产品质量，实现生产过程的实时动态监视，配料精度低主要原因是电子秤系统的动态X 围小，而可靠性主要是中间继电器和过程控制的微机控制系统的可靠性低所致，针对实际问题，采用可编程控制器来代替中间的继电器和过程控制的微型机，为了实现生产过程的动态监视，使用微型机与PLC通信，在屏幕上显示出动态生产数据。可靠性是重要的质量指标，由于机械工艺，电子元件等基础，工业发展的滞后，国内电脑配料系统可靠性与国外产品相比尚有一定差距。 主要面临的问题是: ( 1)不同行业使用的传感器不同, 输出的电信号不同, 这就给信号的初期放大处理和程序设计带来困难。 ( 2)不同行业配料种类数不同, 控制信号数不同, 这就给控制电路和处理程序的设计带来困难。
电控学院 监控组态软件结课设计 院（系）： 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 2013年 4月 26日
目录 一、实际系统介绍： (3) 二、设计目标： (4) 三、硬件的设计和实现： (4) 1、PC系统 (4) 2、PLC (5) 3、传感器 (5) 4、液位计、压力计 (5) 5、泵、阀 (5) 四、软件设计 (5) 1、各画面设计与制作: (5) 2、动画 (7) 3、脚本程序 (10) 4、系统相关功能连接与实现 (11) 5、变量定义 (15) 6、I/O数据连接 (15) 7、实时数据库的建立 (16) 五、运行结果 (17) 六、分析体会 (17)
一、实际系统介绍： 工业锅炉是采暖供热系统的核心设备，它的主要任务是安全可靠、经济有效地把燃料的化学能转化为热能，进而将热能传递给水，生产出满足需要的蒸汽或热水。我国目前在役运行的工业锅炉共约有 52 万台，多为燃煤链条炉，它们的特点是应用广，容量小(绝大多数都是 10 t/h 以下的分散锅炉)，设备旧，耗煤 (或油、气)量大(年耗煤量占全国总耗煤量的三分之一)，效率低(平均约为 60%)，自动化程度不高。另外由燃料燃烧产生的烟尘、SOX,NOX 等对环境造成了严重污染。随着对生产自动化要求渐高的趋势，改变工业锅炉运行中传统的手动、半自动操作方式已势在必行尤其是近年来我国北方各大城市承受着持续低温天气和煤炭价格大幅度上涨的压力，还要面对供热标准。 工业供暖锅炉的安全运行显的越来越是重要，那么这就要我们用一些方法来监控锅炉的运行。并且在出现异常的情况下能够马上显示出来，这样以便于我们进行整修。所以为了供暖锅炉能够安全有效的运行，我们必须对它进行监控，这就是我们经常说的供暖锅炉监控控制系统。 锅炉设备是一个复杂的控制对象，主要的输入变量是负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风等；主要的输出变量是汽包水位、蒸汽压力、炉膛负压、过剩空气等。因输入变量与输出变量相互关联，如果蒸汽负荷发生变化，必将会引起汽包水位、蒸汽压力和过热蒸汽温度等变化，因此锅炉是一个多输入、多输出且相互关联的控制对象。锅炉对象简图，如图1所示。由于条件限制及能力有限，本控制系统将主要控制三个变量：锅炉水位、炉温度、炉膛压力。 在本控制系统的图形界面上具备报警通知及确认、报表组态及打印、历史数据查询与显示等功能。各种报警、报表、趋势都是动画连接的对象，其数据源都可以通过组态来指定。每个画面的容可以根据实际情况灵活设计。
力控组态入门教程 一、关于力控 力控是北京三维力控科技有限公司“管控一体化解决之道”产品线的总称，由监控组态软件、“软”控制策略软件、实时数据库及其管理系统、Web门户工具等产品组成。这些产品不是孤立的，力控是一个应用规模可以自由伸缩的体系结构，整个力控系统及其各个产品都是由一些组件程序按照一定的方式组合而成的。因此本指南没有专门针对具体的产品分别介绍使用方法，而是介绍所有产品的共同使用方法。 在力控中，实时数据库RTDB是全部产品数据的核心，分布式网络应用是力控的最大特点。 在力控中，所有应用（例如趋势、报警等）对远程数据的引用方法都和引用本地数据完全相同，这是力控分布式特点的主要表现。 二、力控®产品发展史1994年12月，基于16位Windows平台（以Windows3.1
为代表）的力控®版本形成。 1996年09月，基于32位Windows平台（以Windows95为代表）的力控®1.0形成。并注册了力控®商标，成为国内率先拥有自主知识产权的自动化软件品牌。 1999年06月，力控®1.2版本推出，在石油、石化等行业广泛应用。 2000年10月，力控®升级为2.0版本正式推向市场 2000年06月，被国家五部委确定为国家重点新产品 2001年06月，正式推出基于PC的控制策略生成器 2001年08月，《监控组态软件及其应用》一书正式出版 2001年12月，力控®英文版forcecontrol正式推出 2002年03月，力控®2.6版本正式推向市场 2004年10月，力控®3.6版本获科技部中小企业基金扶持项目立项 三、关于力控®PCAuto?组态生成的数据文件及应用目录说明 应用路径\doc，存放画面组态数据。 应用路径\logic，存放控制策略组态数据。 应用路径\http，存放要在Web上发布的画面及有关数据。 应用路径\sql，存放组态的SQL连接信息。 应用路径\recipe，存放配方组态数据。 应用路径\sys，存放所有脚本动作、中间变量、系统配置信息。 应用路径\db，存放数据库组态信息，包括点名列表、报警和趋势的组态信息、数据连接信息等。 应用路径\menu，存放自定义菜单组态数据。 应用路径\bmp，存放应用中使用的.bmp、.jpg、.gif等图片。 应用路径\db\dat，存放历史数据文件。 第二章力控产品功能 2.1概述: 从1993年至今，力控®监控组态软件为国家经济建设做出了应有贡献，在石油、石化、化工、国防、铁路（含城铁或地铁）、冶金、煤矿、配电、发电、制药、热网、电信、能源管理、水利、公路交通（含隧道）、机电制造等行业均有力控软件的成功力控;监控组态软件已经成为民族工业软件的一棵璀璨明星。 一直以来，北京三维力控始终有预见性地开发具有潜在应用价值的功能模块，同时认真评估用户反馈建议来改进力控®产品，使用户得到超值回报，与客户的互动合作将促进了北京三维力控的发展。力控®监控组态软件的分布式的结构保证了发挥系统最大的效率。 力控®软件以计算机为基本工具，为实施数据采集、过程监控、生产控制提供了基础平台，它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统。在过程监控中发挥了核心作用，可以帮助企业消除信息孤岛，降低运作成本，提高生产效率，加快市场反应速度。 在今天，企业管理者已经不再满足于在办公室内直接监控工业现场，基于网络浏览器的Web方式正在成为远程监控的主流，作为国产软件中国内最大规模SCADA系统的WWW 网络应用的软件，力控®为满足企业的管控一体化需求提供了完整、可靠的解决方案。 2.2 软件构成： 力控®软件包括：工程管理器、人机界面VIEW、实时数据库DB、I/O驱动程序、控制策略生成器以及各种网络服务组件等。它们可以构成如下的网络系统
《组态软件技术》课程设计报告书 题目：双容水箱液位监控系统 学院：信息工程学院 班级：自动化0604班 姓名：李云 学号：06001239 时间：2009年12月
摘要 随着计算机技术的发展，计算机控制技术在过程控制中占有十分重要的地位。本设计以双容水箱的液位控制模型为研究对象，采用PID控制算法，并用MCGS组态软件进行上位机组态。用户窗口包括如下界面：自控双容水箱、手动双容水箱、历史数据、报警记录、参数及液位变化曲线、消息、下水箱安全报警、下水箱越限报警、上水箱安全报警。运行策略块包括：启动策略、退出策略、循环策略、PID控制、上水箱安全报警、下水箱安全报警、下水箱越限报警。在本设计中，我们可以实现手动与自动的切换，两个水箱水位的控制等功能。 关键字：MCGS组态软件；PID控制算法；双容水箱液位监控系统 Abstract With the development of computer technology, computer control technology in process control occupies an important position. The design of double-capacity water tank level control model studied by using PID control algorithm, and use MCGS configuration software host computer configuration. The user interface window includes the following: controlled double-capacity water tanks, manual dual-capacity water tanks, historical data, alarm recording, parameters and level curves, news, security police under the water tanks, water tanks, under the more limited the police, the security alarm on the tank. Operation strategy of block include: Start strategy, exit strategies, recycling strategies, PID control, security alarm on the tanks, water tanks, under safe alarm, water tanks, under the more alarm limits. In this design, we can achieve manual and automatic switch, two water tank water level control. Keywords: MCGS configuration software; PID control algorithm; two-capacity water tank level monitoring system
计算机控制自动配料系统设计 Mingjun Zhao Electronic and information engineering, Hubei University Wuhan, China 摘要： 工业企业成分是在程序的生产过程中最重要的成分决定的精度直接影响最终产品的质量，这设计了一套工业生产的自动计算机配料系统，并取得了良好的应用。 关键词：计算机控制；配料系统；工业企业；生产过程 一简介 计算机自动配料是最重要的一个流程工业企业生产过程，称为“咽喉”的过程中，配料的精度直接影响质量的决定最终产品和落后的配料设备和技术，不仅效率低，而且材料的成分不正确，人工操作和人工因素的成分联系。实现高精度自动配料系统设计对计算机工业企业生产具有十分重要的意义。本文设计了一套计算机自动配料系统企业完全抛弃手工操作，原料进入科学数字生产，个人也从灰尘和认真的工作环境恶劣的噪声。不仅如此，表优质配料更带来了我们产品的质量和生产效率。 二混合控制的组成系统结构与工作原理 自动配料由工控机、PLC电脑控制系统、送料控制装置等，其控制结构如下： 每个传感器信号进行直接进入相应的称重控制器，通过串口或Modbus协议称重控制器将重量信号传输到计算机，计算机根据配料称重控制各原料仓配料最终控制阀，添加所需的原料重量。 可编程控制器或智能输入/输出模块主要学习原材料仓库和配料阀状态并发送控制开关所有仓门信号 工业计算机是系统的核心，主要是在完成各种配方和原材料管理；控制原材料的添加顺序；添加量和在配料过程数据的管理与分析。 三配料控制系统软件设计 计算机软件可以使用支持标准MODBUS协议的计算机监控软件，如WinCC，力控制等，或直接使用C，C++，java，确保计算机高级语言的一个以及可编程控制器和称重控制器的
力控forcecontrol6.1组态软件开发工程步骤简单说明 一、安装力控组态6.1软件。 1.双击Setup.exe程序，弹出安装界面，出图1所示。 图1安装界面 2．分别点击安装红色标记部分的【力控ForceControl6.1sp3】和【I/O驱动程序】，安装时均选择默认演示版，【下一步】至完成，安装完成后，可以新建工程进入开发，具体见多媒体视频文件。
二、力控组态开发环境 1.新建工程 （1）安装好软件之后，双击桌面力控图标，弹出工程管理器，如图2 图2 工程管理器 （2）点击左上角【新建】图标，新建一个工程，如图3。 图3 新建一个工程
（3）选择新建的工程点击【开发】（如图4）即可进入新建工程开发环境。（如果没有加密锁，会弹出“找不到加密锁，只能以演示版运行”的对话框,点击忽略进入） 图4 工程管理器中新建的工程 2.新建IO设备， （1）在这里是定义上位机软件将要连接的设备，比如西门子200的PLC，或者智能数显仪表等，在此以S7-200PLC为例。双击【工程项目】中的【IO 设备组态】，如图5，： 图5 工程项目界面
（2）当弹出【IoManager】窗口时，选择左侧【I/O设备】-【PLC】-【IoManager】-【SIEMENS西门子】-【S7-200（PPI）】，如图6。 图6 IoManager
（3）双击【S7-200（PPI）】驱动即可新建IO设备，按要求输入【设备名称】（不能出现中文）、【设备描述】、【更新周期】、【超时时间】、【设备地址】（此处地址为PLC出厂默认值2）、【通信方式】、【故障后恢复查询周期】，如图7。 图7 IO设备配置第一步 （4）点击【下一步】，进入设备配置第二步，设置串口号并进行串口设置，此处为“波特率：9600，偶校验，8位数据，1位停止位”，如图8。 图8 IO设备配置第二步
贵州大学本科生毕业论文（设计）开题报告表论文(设计)名称基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计 论文（设计） 来源生产实际 论文（设计） 类型 B 指导教师 学生姓名学号班级 一、研究或设计的目的和意义： 目的：本文主要针对生产线上的自动化设计了一个四自由度物料分拣机械手，实现生产的自动化。该机械手选用圆柱坐标型，能实现机械手的伸缩，升降，旋转，加紧和放松等动作；驱动系统采用气压驱动，实现了伸缩、升降、旋转、夹紧和放松等动作。控制系统采用PLC控制，机械手设手动和自动两种工作方式，可以通过转换开关进行工作方式转换。系统设有报警功能，当机械手出现故障时，能及时报警。同时采用了RGB颜色传感器检测物料的颜色，可以对不同颜色的物料进行分拣。 意义：伴随着机电一体化在各个领域的应用，机械设备的自动控制成分显得越来越重要，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危机生命。因此机械手就在这样诞生了,机械手是机械手系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。其中的工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，它的发展是由于其积极作用正日益为人们所认识：它能部分地代替人工操作；能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；广泛的应用机械手，可以逐步改善劳动条件，更强与可控的生产能力，加快产品更新换代，提高生产效率和保证产品质量，消除枯燥无味的工作，节约劳动力，提供更安全的工作环境，降低工人的劳动强度，减少劳动风险，提高机床，减少工艺过程中的工作量及降低停产时间和库存，显著地提高劳动生产率，提高企业竞争力，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。本设计拟开发的上料机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，可抓取重量较大的工件，采用PLC控制，和传统继电器控制相比较，具有稳定性高，接线简单，抗干扰能力强，维修方便等优点。可以简化控制线路，节省成本，进一步提高劳动生产率。 二、研究或设计的国内外现状和发展趋势： 1、国内外PLC发展现状和发展趋势： PLC自问世以来，经过40多年的发展，在美、德、日等工业发达国家已成为重要的产业之一。世界总销售额不断上升、生产厂家不断涌现、品种不断翻新。产量产值大幅度上升而价格则不断下降。目前，世界上有200多个厂家生产PLC，较有名的：美国：AB通用电气、莫迪康公司；日本：三菱、富士、欧姆龙、松下电工等；德国：西门子公司；法国：TE
毕业设计（论文）任务书 专业电气自动化 一、课题名称：基于PLC的自动配料系统设计 二、主要技术指标：系统配料精度：±1%，首尾滚筒距： 2~6m，常用带速： 0.01-0.05m/s 物料密度0.75~2.0t/h，灵敏度：2mv/v 准确度等级：c3级综合误差：±0.02%最大 称量最大安全负荷： 150%最大称量极限过负荷：200%最大称量，称重传感器输入信 号范围 0~30mv，速度传感器输入信号范围： 0~20Hz， RS485串行通讯接口。 4、操作界面要求显示每种物料的下料设定值、实际下料值；通过界面上设置的启动、停车 按钮实现整个系统的开停。 [2]章皓，王先忧，应力刚.可编程控制器在配料自动控制系统中的应用[J].机电工程 [3]秦益霖，MPS课程项目 [4]段梅，李新，PLC在混料控料系统的应用[J]。1997，23（10）：30—32，41 [5]张本举，自动配料系统的设计，中国铝业中州分公司计控室，2000年 学生（签名）2010 年 5 月7 日 指导教师（签名）2010 年5 月10 日 教研室主任（签名）2010 年5 月10 日
系主任（签名）2010 年 5 月12 日
毕业设计（论文）开题报告
基于PLC的自动配料系统设计目录 摘要 Abstract 第1章课题来源背景 (1) 1.1.1 课题来源……………………………………………………………………1.1.2 研究的目的和意义…………………………………………………………1.2 设计任务与总体方案的确定………………………………………………. 1.2.1 设计任务……………………………………………………………………… 1.2.2 总体设计方案的确定……………………………………………………… 第2章PLC概述 (1) 2.1 PLC的发展历史................................................. (3) 2.2 PLC的硬件和软件 (4) 2.3 PLC的通讯联网…………………………………………………………… 2.4 PLC的注意事项.....................................................................第3章配料系统简介. (5) 3.1 自动配料系统的特点及优点 (6) 3.2 自动配料系统的组成 (8) 3.3 配料技术的最新进展 (11) 第4章自动配料系统设计 (14) 4.1 称重方式选择 (14) 4.2 给料方式选择…………………………………………..……….. ………….1 5. 4.3 生产线结构 (16) 4.4 配料系统的组成……………….………………………..…………………... 4.5 输送装置的设计………………………………..…………………………….. 4.6 计量系统的设计........................................................................ 第5章控制系统的硬件设计. (19) 5.1 PLC的选配 (19) 5.2 S7—200的特征 (20) 5.3 S7—200的主要组成部件 (23) 第6章系统的软硬件设计 (30) 第7章系统的监控组态 (43) 第8章结束语 (58) 参考文献