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基于PLC和MCGS的四种液体混合及加热系统设计 
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页 数:36
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 基于PLC和MCGS的四种液体混合及加热系统设计

 
摘要:在现代工业中,自动化生产的工业模式愈发普遍,而自动化控制技术是生产自动化的关键所在。自动化控制技术是多种技术的集成应用,本次课题正是自动化控制技术中的一例具体应用。本文主要介绍了《基于PLC和MCGS的四种液体混合及加热系统设计》,通过将可编程序逻辑控制器 [ :可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)以下均简称为PLC。] 与监视与控制通用系统[ :监视与控制通用系统(Monitor?and?Control?Generated?System)以下均简称为MCGS]结合使用,以达到对液体混合过程中所需的控制要求。将PLC和MCGS两者结合起来对生产过程进行监测控制,不仅可以大大提升生产效率,更能够减少人为的误差,从而有效的提高工业产品的质量。
 
关键词: 自动化控制技术; PLC ; MCGS ; 液体混合及加热系统   
 
 
 
 
 
 
The design of four kinds of liquid mixing and heating system based on PLC and MCGS
 
Abstract:In modern industry, the industrial pattern of automatic production is becoming more and more common, and automation control technology is the key of production automation. Automation control technology is an integrated application of many kinds of technologies. This project is a specific application of automation control technology. Based on PLC and MCGS is mainly introduced in this paper four kinds of liquid mixing and heating system design, by using a programmable logic controller combined with the monitoring and control of general system, in the process of mixed liquid in order to achieve the required control requirements. The combination of PLC and MCGS for monitoring and control of the production process can not only greatly improve the production efficiency, but also reduce the human error, thus effectively improving the quality of industrial products.
 
Keywords: Automation and control technology ,  PLC,  MCGS,  Liquid mixing and heating system
 
 
 
 
目录
 
第一章 绪论 4
1.1 课题的来源及其实际意义 4
1.2 本文的主要研究内容 4
第二章  系统方案设计 5
2.1 自动检测系统 5
2.2单片机控制系统 6
2.3 PLC控制系统 8
2.4 控制系统的选择及设计方案确定 9
第三章  PLC及MCGS简介 10
3.1 PLC的由来及其定义 10
3.2 PLC的发展历程及其特点 11
3.2.1 PLC的发展历程 11
3.2.2 PLC的特点 12
3.3  PLC的结构及其工作原理 13
3.3.1 PLC的结构 13
3.3.2  PLC的工作原理简介 15
PLC的模拟量控制 16
3.5  MCGS的运行环境及其特点 18
3.6  PLC与MCGS通讯要求及其组合使用 19
第四章  系统硬件设计 20
4.1  PLC的分类与选型 20
4.2  液压传感器简介 22
4.3  输入/输出(I/O)的分配 23
4.4  系统的硬件接线图 24
第五章   系统的软件设计 25
5.1   系统控制流程以及示意图 25
5.2   控制系统的程序设计 26
第六章   MCGS界面的设计 28
6.1  组建系统工程 28
6.2  组态工程中动画构件的属性设置 29
第七章   基于PLC与MCGS的通讯工程模拟 30
7.1  动画显示画面的制作 31
7.2  相关脚本程序编写 32
7.3  相应程序下载及运行调试 34
结语 35
参考文献 36
附录 37
 
 
第一章 绪论
1.1 课题的来源及其实际意义
伴随着经济文明的不断进步,在经历了数次工业革命后,现代工业不仅仅对工人的要求变高,更是对制造技艺的要求更为严苛。而在每个制造工业方面,工业成品的质量往往与各种不同精度的自动制造系统有着更为直接的联系。在制药业或重金属加工等行业,由于行业的特殊性要求,使得这些行业对各种原材料的混合、加热都有着不同的要求。基于这类现况考虑,我将毕业设计的课题定向在了自动化控制技术方面。
在近现代工业生产愈发大规模化的趋势下,PLC应运而生。它以计算机为核心,通过对微处理器的参数、各类模块等对象的一系列编辑,使得PLC相较于以往的控制系统,更为灵活多变,能够适应多种场合。因此在工业生产上,尤其是在对生产过程中有着精细控制要求的产业,得以广泛应用。PLC在保证工业生产的“量”的同时,对于“质”,PLC也能够很好的把握分寸。在工业生产的稳定性得以保证的同时,PLC也为工业生产、生产工艺的推广也起到了很大的推动作用。
而监视与控制通用系统(MCGS)可快速构造出系统所需的组态软件系统,并对现场的数据进行收集与监视。将两者结合起来,即可在生产过程中更为直观的监测并控制生产工序,避免人为导致的差错,从而保证生产的效率以及产品的质量。
 
 
1.2 本文的主要研究内容
本文主要研究的课题为《基于PLC和MCGS的四种液体混合及加热系统设计》,其中采取PLC与MCGS结合的方法,可更为直观的让使用者了解到控制的步骤、控制的要求等。此次设计主要控制要求包含系统工作状态分析、系统I/O分配、程序设计、系统硬件图、工作原理图等。以四种液体混合为例,在依次将四种液体混合后,对其进行加热处理,在达到所需温度后,将液体输出,工作停止。
 
第二章  系统方案设计
2.1 自动检测系统
自动检测系统主要由控制器、测量元件、检测程序、执行部件和检测技术等组成,其中检测技术是自动检测系统的重要组成部分,它是藉由特定的设备、技术方法,使用一套较为系统的方式来取得对被测物体的测量结果的过程。自动检测的定义便是在测量过程中或检测的同时,只需很少的人为干预或者不需要人为的监管,其系统能够自动的识别进行对被测对象的检测。提升自动检测技术,对于整个自动化检测系统而言,不仅可以提高工业生产效率,减少人工干扰所致的差错,以达到生产过程的稳定且能够使得生产的一系列过程得到改良并优化生产技艺。
就一般来说,检测系统的工作要求大致上可分为两个,第一个便是将被测物体的各类参数经过测量更加直观的反映出来,这样我们可据此实时的观察到被测物体各系列的特征变化趋势;第二个则是系统根据物体参数的实时变化,执行相应的指令或控制方式,从而达到实现在生产过程中自动化控制的目的。
将目光拉回今天,发达成熟的现代计算机科技让自动检测系统有了多样的可能性。系统的组配多种多样,这就使得自动检测系统更为灵活。一般来说,自动检测系统大致上可拆分为三部分,ATE[ 自动化检测设备的简称。]、TPS[ 检测程序集的简称。]以及检测环境。其中ATE主要是由测量仪器、定位器、接收器、计算机、总线和系列软件等组成。具体的自动检测系统构造如图2.1-1所示。系统经由ATE中的计算机来控制和协调各单元的执行,由软件控制整个工作站的工作进程并对TPS进行写入跟执行。TPS由诊断程序,连接被测单元(UUT)跟ATE适配器等组成。检测环境包括ATS的结构描述、系统规范语言、编译器以及检测策略信息等。
参考文献
[1]郭琼.PLC应用技术第2版.北京:机械工业出版社,2014
[2]孔凡才.自动控制原理与系统第3版.北京:机械工业出版社,2007
[3]龚仲华.三菱FX/Q系列PLC应用技术.北京:人民邮电出版社.2006
[4]廖常初.PLC编程及应用第4版.北京:机械工业出版社.2016
[5]黄志昌.自动化生产设备原理及应用.北京:电子工业出版社.2007
[6]高勤.可编程控制器原理及应用(三菱机型)第3版.北京:电子工业出版社.2013
[7]宋宇 朱伟华.传感器及自动检测技术.北京:北京理工大学出版社.2013
[8]韩太林 杨宏伟 陈玉群.单片机原理及应用第4版.北京:电子工业出版社.2011
 
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