基于PLC的改性沥青生产线上位机监控系统设计3.docx

总 计： 42 页表 格： 2 个插 图： 17 幅Modification Bitumen1 引言1.1 课题背景与研究意义11.2 改性沥青现状及发展状况11.3 本课题主要研究内容2 控制系统的总体方案设计2.1 控制系统工艺流程(1) 将两种改性剂分别装入计量斗E、F内，装入数量要大于工艺设定值要求添加的数量。(2) 启动空气压缩机，冷却水泵，A罐立式搅拌器。待空气压缩机气压到0.4pa后再作下一步动作。(3) 打开1阀门后，启动1沥青泵（当1阀门打不开时，1沥青泵不能启动），向A罐分三步注入基质沥青5700kg。第一步，向A罐注入基质沥青400kg(A-M1)。第二步，启动螺旋输送机，打开9（10）插板门（依配方而定），启动叶片破拱推进器，将改性剂送入A罐，当A罐重达到5400kg（A-M2）时，进入第三步。第三步，如果E斗，F斗所卸的物料量未达到设定时，关闭1沥青泵，待改性剂全部进入A罐，关闭9(10#)插板门和叶片破拱推进器。4分钟后关闭螺旋输送机，再次启动1沥青泵，将注入A罐的基质补足，达到罐的总净重，即基质沥青5700kg+改性剂设定值（A-M3），关闭1#沥青泵和1沥青阀门。(4) 打开6阀门，启动胶体磨，打开3阀门，将A罐中的沥青与改性剂的混合物由3阀门流出，通过胶体磨研磨后，经6阀门全部进这入B罐后（A罐内重量为0），关闭3阀门，打开4阀门，使B罐中经胶体磨一遍的沥青与改性剂的混合物由4阀门流出，经胶体磨研磨后由6阀门又回B罐。反复循环研磨30-40分钟（时间可调），即成为高浓度改性沥青。(5) 在B罐中的反复循环研磨的同时，打开2阀门，开启1沥青泵，向C罐注入基质沥青5700kg（C-M1）后关闭1沥青泵，关闭2阀门。(6) 当B罐中的沥青与改性剂的混合物经反复研磨已成了高浓度改性沥青，时间已到。找开7阀门，关闭6阀门，将B罐中的高浓度的改性沥青由4#阀门流出，经胶体磨通过7阀门注入C罐中，与已注入C罐的5700kg基质沥青充分搅拌15-20分钟（时间可调），稀释均匀，即成为合格的改性沥青（此时C罐内菜有C-M2）。(7) 当B罐的高浓度改性沥青全部注入C罐，即：C罐中的基质沥表5700kg+B罐中的高浓度改性沥青(5700kg+改性剂设定值)。关闭4阀门，关闭胶体磨，关闭7阀门。(8) 当C罐的基质沥青与高浓度改性沥青经过充分搅拌稀释后成为均匀合格的改性沥青，搅拌时间已到，即开动2沥青泵打开8阀门，把C罐中的改性沥青全部送入D罐后，关闭8阀门和2沥青泵。2.2 PLC控制系统的设计步骤2.3 系统总体方案3 控制系统的硬件设计3.1 泵的选型3.2 传感器的选型3.2.1 传感器选型原则33.2.2 重量传感器的选择液位传感器的选择3.2.4 光电开关传感器的选择3.3 可编程序控制器的选型 3.3.1 PLC概述3.3.2 PLC的选型4：43.3.3 PLC的I/O分配表1 PLC的I/O分配表输入输出X0启动Y01#螺旋输送机X1A-M1信号Y1E斗叶片破拱器X2A-M2信号Y22#螺旋输送机X3A-M3信号Y31#沥青泵X4A空Y42#沥青泵X5C-M1信号Y59#插板机X6C-M2信号Y610#插板机X7C空Y7胶体磨X10E,F允许启动Y101#电磁阀X11配方一Y112#电磁阀X12配方二Y123#电磁阀X14E斗卸料结束Y134#电磁阀X15F斗卸料结束Y14F斗叶片破拱器X16B空Y156#电磁阀X17E-M1信号Y167#电磁阀X201#阀开到位Y178#电磁阀X222#阀开到位Y24A罐搅拌器X243#阀开到位Y26C罐搅拌器X264#阀开到位Y27D罐搅拌器X30F-M1信号X31F-M2信号X326#阀开到位X347#阀开到位X35自动X368#阀开到位X37手动3.4 人机界面的概述及选型3.4.1 组态软件的选型53.4.2 触摸屏概述在自动化控制中，需要一种人机交互设备实现人与系统的数据和命令的交换。人机界面能取代传统控制面板功能，可节省PLC的I/O端口，按钮开关，数字设定，指示灯等且能随时显示重要信息，以利于操作人员正确掌握机器状况和避免错误，利于维修。在改性沥青生产线控制系统中，选择触摸屏为系统的人机交互设备，主要完成信息的输入、显示功能。系统运行时用户输入的信息主要是各开关量的状态。触摸屏需要将此信息、通过串口将它们传送给PLC，经过PLC运算后，对各个泵、各电磁阀、搅拌器等发出合适的控制信号，使改性沥青生产线完成运行任务。同时在其运行过程中要监控工作运行中各器件的状态。作为一种特殊的计算机外设，触摸屏是目前最简单、方便、直观的一种人机交互方式。利用这种技术使用者只要用手指轻轻地触摸显示屏上的图符或文字就能实现对计算机操作，大大简化了计算机的输入模式，降低了人机沟通的障碍，让使用者不需具备计算机专业知识，也不必事先接受培训，即可用最直接的方式与机器设备进行互动，使得人人皆可利用接触控制方式来进行输入。使用触摸屏除了可加速输入的速度与效率外，并能吸引更多不具备计算机技能者进行资料交流，提高信息交换的程度，增加有效利用的机会，所以，触摸屏输入方式将会是未来各项信息产品的主流技术之一。为了操作上的方便，人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。工作时，我们必须首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成;触摸检测部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接受后送触摸屏控制器;而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。触摸屏是显示器和触摸开关一体型的可编程终端，是新一代高科技人机界面产品。专为PLC应用而设计的触摸屏集主机、输人输出设备于一体，适合在恶劣的工业环境中使用。用它作为人机界面，具有交互性好、可靠性高、编程简单及与PLC连接简便等优点。3.4.3 触摸屏的选型在改性沥青生产线控制系统中，触摸屏主要完成显示、输入功能，对触摸屏的要求不高，有足够的画面数据存储器；有足够的分辨率和显示亮度；有基本的串行通信功能，方便的通信；这样就可以满足基于控制的要求。以此为原则选用了台达公司DOP-A系列型号为DOP-A57GSTD 16 Gray的触摸屏。其性能指标如下: 5.7寸 STN LCD 8灰阶蓝白色显示屏；ARM9 32-bit CPU；320 * 240像素；4个功能键；1M Flash Memory；128K bytes SRAM；支援USB Host,可外接USB打印机；USB 1.1高速下载模式；3组通讯线路,可同时连接不同的通讯格式；最多支持8国语言画面设计6。4 软件系统的设计与实现4.1软件设计概要4.2 上位机组态软件4.2.1 组态软件的概述7784.2.2 力控软件的组成及特点94.2.3 上位机监控的设计104.2.4 制作工程窗口界面(3)历史事件界面：记录系统运行中上位机和PLC之间的通信事件，实时显示出通信的时间、日期、数据来源等等。(4)报表打印：本系统可以实现实时数据报表的打印，记录系统的实时参数4.2.5 监控系统的设备驱动（1）（2）4.2.6 创建实时数据库。表2 改性沥青数据库组态4.2.7 动态画面连接4.2.8 动作脚本编程114.3 下位机PLC程序设计本项目中PLC要与电脑正确通信，安装完编程软件后，可以按下列步骤进行通讯设置。 (1)在如图15所示。4.4 串口通讯12124.4.1 PLC通讯功能的概述4.4.2 PLC与力控6.1通讯的实现134.4.3 PLC与触摸屏的通讯实现结束语参考文献甄小琴.张世光.PLC与上位机的串行通讯程序设计:中国仪器仪表.2010(5)唐耀庚，李松一种PLC控制组态软件功能分析及其应用举例微计算机信息2001，17(3) 15 Pillow J J, Ljungberg H, Hulskamp G, et al. Functional residual capacity measurements in healthy infants: ultrasonic flow meter versus a mass spectrometer Eur Respir J. 2004附录一PLC硬件接线图：附录二实验台照片：附录三PLC程序截图：本论文是在的悉心指导下完成的，在做毕业设计和论文写作期间遇到很多困难，都离不开导师的指导和帮助,从而使我顺利完成论文设计。在我对此次论文的研究期间，导师给予了很多的细致指导。在求学生涯中，父母给予了物质上和精神上最伟大、最无私的支持和关爱。在此深深的祝福他们身体健康，生活幸福!感谢所有关心我的老师、同学、朋友和亲人们，祝一生平安！