酸奶生产过程控制

电气及自动化课程设计报告题目：酸奶生产过程控制

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机械与电气工程学院制

2017年5月

酸奶生产过程控制设计

机械与电气工程学院自动化专业

1.课程设计的任务与要求

1.1 课程设计的任务

（1）在了解酸奶生产的原理的前提下，运用刚刚学过的组态知识设计一组仿真设备，而且通过酸奶生产的控制进一步了解各种组态王应用的流程。

（2）由于组态软件包括组合模拟装置和仿真装置，通过它可以进一步学习与掌握各种模拟与仿真装置的原理与使用方法，实现理论与实践相结合，增强实验设计能力和动手操作能力。

（3）通过本次试验是同学们对组态王软件知识的整合和仿真设计能力的训练，并为后继课程的学习和毕业设计打下一定的基础。

1.2 课程设计的要求

（1）通过使用工控组态王软件设计与仿真，设计出具体监控设备，编译出完整的程序，能够实现控制监控功能。

（2）熟悉工控组态王软件的应用。

（3）设计一个具有控制和监控的系统，能独立完成整个系统的设计。

（4）用工控组态王软件仿真实现酸奶生产控制的功能。

2.酸奶生产控制设计方案制定

2.1酸奶生产控制设计的原理

酸奶生产是一个压力、温度、液位控制系统，它以发酵罐位主反应器，具体过程就是把新鲜原牛奶和发酵剂加入混合罐，通过监控混合罐的液位控制原料的注入量，

经过搅拌充分混合注入到发酵罐，发酵完成后即可获得成品酸奶。以组态王软件知识位基础，设计一个功能相对完整的工程，即设计的工程相对独立，自成系统，工程所包含的功能比较全面，能反应所设计系统的一些实际容。并且制作报警窗口、历史实施曲线等使之能够起到监控的作用。

2.2酸奶生产控制设计的技术方案

利用组态王软件的仿真过程，建立新组态王工程分为以下几个步骤：1.创建新工程 2.定义设备 3.定义变量 4.定义画面 5.建立动画连接 6.编写命令语言7.进行运行系统的配置8保存工程并运行调试。这些是基本的仿真步骤，必须一环连着一环，任何地方出了问题，那么这个系统就无确的运行，基本的设计思路如上述步骤。

组态王酸奶控制和PLC设备连接框图如下2.2（1）：

图2.2（1）组态王和PLC设备连接框图

3.酸奶生产控制设计方案实施

3.1设计过程

3.1.1新建工程

首先新建一个工程，命名为：酸奶生产控制，存储路径为：d：\download\酸奶生产控制的组态。如下图3.1.1(1)

图3.1.1（1）新建工程存储路径然后建立一个主画面，如下3.1.1（2）所示：

3.1.1（2）新画面建立

3.1.2 定义外部设备

在组态王工程浏览器树形目录中，在“设备”中选择“COM1”选项，在右边的工作区中出现了“新建”图标，双击图标，进入设备界面，选择“仿真PLC”的“COM”项，如下图。再单击“下一步”，为仿真PLC设备取一个名称。再单击“下一步”，选择设备连接的串口为COM1。直到最后一步，如下第二图片。

设备定义完成后，可以在COM1项下看到新建的设备“PLC1”

图3.1.2（1）定义外部设备

图3.1.2（2）外部设备定义

3.1.3 定义变量

（1）在组态王工程浏览器树形目录中，点击“数据词典”，在右边的框中点击“新建”，定义变量“原奶液位”，为存整型，初始值位100，最大值为1000，在点击“确定”

（2）同理定义“发酵剂液位”和“成品奶液位”

（3）再定义三个存离散变量：原奶出料阀、发酵剂出料阀、成品奶出料阀。

（4）定义三个管道水流，分别为管道水流、管道水流1、管道水流2。都为存整型。

图形分别如下

图3.1.3（1）原奶液位定义变量

图3.1.3（2）控制水流定义变量

3.1.4 定义画面

（1）如下图3.1.4（1）所示，在“工具箱”找到“图库管理器”，添加四个“反应器”，三个合适的“阀门”，并写出名称。

（2）再利用文本，添加“酸奶生产监控画面”和各器件的名称，在反应器下添加文本####。

（3）点击“工具箱”里的“立体管道”，将各个器件联系在一起构成整体。

（4）全部添加完以后，点击“全保存”。

图3.1.4（1）定义整体画面

3.1.5 建立动画连接

（1）液位模式动画设置，在画面上双击“原奶罐”图形，对话框设置如下图3.1.5（1）：变量名选择“\\本站点\原奶液位”；填充颜色为蓝色；最小值：0，占据百分比：0；最大值：100，占据百分比：100。同理设置其他三个反应器的动画连接。

（2）设置数字式动画设置，如图3.1.5（2）

（3）设置阀门动画，如图3.1.5（3）

图3.1.5（1）

图3.1.5（2）

图3.1.5（3）

3.1.6 编写命令语言

在工程浏览器的目录中，选择“文件|命令语言|应用程序命令语言”，进入“应用程序命令语言”对话框图标，双击，进入编写命令语言，命令语言如下图所示。

3.1.7 保存工程并运行调试

保存命令语言，进入主画面全保存，再切换到VIEW，打开运行画面，结果如下图3.1.7所示

图3.1.7系统运行画面

3.1.8 进行运行系统的配置

3.1.8.1 实现画面切换功能

（1）建立相关控制画面，分别为报警和事件画面、实时趋势曲线画面、历史趋势

曲线画面、XY控件画面、实时数据报表画面和历史数据报表，与建立主画面原理一样，如下图所示。

图3.1.8（1）报警和事件画面

图3.1.8（2）实时趋势曲线