基于力控组态软件的牛奶生产自动监测系统

1、XX大学课 程 论 文基于力控组态软件的牛奶生产自动监测系统 课程名称 自动监测技术 姓 名 XX 学 号 XXX 专 业 08XX工程X班 任课老师 XX 日 期 2011年X月 摘 要牛奶的生产过程包含了一系列步骤。从各个牧场采集的牛奶运送到生产车间后，先要混合均匀。之后进行最重要的消毒步骤，现代工艺一般采用巴氏消毒法，将牛奶中的对人体有害的细菌杀灭。接下来要进行乳脂分离，再根据需要把脂肪重新加入牛奶中进行高压融合。最后牛奶被封装运到各个地方。本设计是针对牛奶生产所做的自动监测系统，涵盖了牛奶生产的各个工艺流程。本系统采用三维力控组态软件进行设计，对牛奶生产过程进行监测，设计过程中运用软件

2、进行运行，运行过程良好，稳定性高。本系统采用直观式窗口对牛奶生产过程进行监测，全方位，多角度，操作简单，适于工作人员进行运行维护。关键词 牛奶生产 自动监测 三维力控 系统设计目 录1 牛奶生产过程简介 12 系统设计 22.1 系统截图 22.2 系统设计介绍 32.2.1 建立新工程 3 创建窗口 3 创建图形对象 32.2.4 变量及动作脚本 42.2.5 动画连接 52.2.6 创建实时趋势 82.2.7 安全管理 83 系统运行 94 课程设计的收获和体会 10参考文献附录 应用程序动作脚本1 牛奶生产过程简介1、将收集回来的牛奶进行严格的检验。2、由于养殖条件不同，牛奶的质量也不一

3、样，脂肪含量、奶油比例也都不一样。由于牛奶是从多个奶场收集回来的，所以将牛奶倒在一起之后，第一导工序要将牛奶融合，进行“标准化”，也就是让混合牛奶的乳脂比例统一。3、将牛奶进行巴氏消毒。巴氏消毒法也分不同温度，多个种类。现今比较流行的巴氏消毒法有如下两种：高温短时法HTST：将牛奶加热到70摄氏度左右，保持1520秒。超高温短时法UHT：将牛奶瞬间加热到163左右摄氏度，然后马上恢复到常温。以上两种方法，消毒温度高的，牛奶保质期就长，但是营养价值也相对低。至于最能保持营养的低温长时法LTLT，由于消耗时间长，影响生产速度，现代化的大型制奶企业都不会采用。4、由于牛奶本身含有乳脂，长时间静止就会

4、分层，就好比油和水一样。古时候人们会将牛奶用静止法将乳脂分离，获得奶油。在现代化制奶过程中，会将牛奶放入脱脂器进行脱脂。然后再根据不同的牛奶种类，如全脂奶，半脱脂奶，重新将乳脂按相应比例加入。5、调配好比例以后，再将加入乳脂的牛奶以高压进行“同质化”，让已脱脂的牛奶和乳脂再次“融为一体”。这样，乳脂就不会浮在牛奶上面，而每一滴牛奶的乳脂含量都是一样的。6、在制奶过程中，还会加入维生素A和维生素D。7、检测，包括牛奶的含水量，乳脂含量，细菌含量等。因为在加工的过程中，有一些水分会在各工序进行时“不知不觉”地“意外”加入到牛奶中。而各国在含水量方面也有严格的标准。比如美国的就是1.8%。2 系统设

5、计2.1 系统截图图1 主窗口 图2 实时趋势2.2 系统设计介绍本系统是基于三维力控组态软件的，针对牛奶生产所做的自动监测系统。本系统设置了两个用户级别，班长级和工程师级。其中只有班长级以上的用户才能进入运行系统，工程师级以上的用户才能进入开发系统。班长级的用户名是banzhang，口令是123456；工程师级的用户名是gongchengshi，口令是123456。2.2.1 建立新工程建立新的三维力控工程，首先为工程指定工作目录（或称“工程路径”）。“三维力控”用工作目录标识工程，不同的工程应置于不同的目录。工作目录下的文件由“三维力控”自动管理。2.2.2 创建窗口选择“文件/新建”，出

6、现“窗口属性”对话框，在窗口名字中输入文字，选择背景色，以及其他的一些参数，点击确定即可。本系统有两个窗口，分别是主窗口和实时趋势窗口。2.2.3 创建图形对象图3 子图列表1、存储罐等的制作。在开发系统的子图列表中可以找到各类罐子，如图3所示。同样，里面还有传动带、阀门、泵等选择，然后在窗口中把它们调整好大小和位置。2、文本制作。在工具箱中有文本工具，在窗口合适的位置单击即可输入文本，若要关联模拟量等输出显示的则输入“#”。3、按钮制作。在主窗口（图1）的左上角有四个按钮，分别是开始、停止、复位、实时趋势，功能分别是开始运行、停止运行、所有状态复原、查看实时趋势曲线。在实时趋势窗口（图2）的

7、右上角有按钮“返回控制中心”，用于返回主窗口。最后结果就如图1、图2所示。2.2.4 变量及动作脚本图4 应用程序动作脚本1、变量。本系统的变量主要有：t：系统运行的计时变量。run：控制系统的运行开始和停止。yw1至yw6：表示各存储罐的液位，液位1至液位6。b1至b6：控制各个阶段的阀门和泵的开关。tem：巴氏消毒的温度控制。che、che1：控制小车的运行。guan、guan1：控制灌装阶段牛奶罐的升降和水平移动。2、动作脚本。设置应用程序动作脚本，控制整个系统的运行。如图4所示。完整的应用程序动作脚本请看附录。2.2.5 动画连接1、按钮动画连接。选中“开始”按钮后双击，出现“动画连接

8、”对话框，选择“触敏动作/左键动作”，在“动作脚本”对话框中的“按下鼠标”里输入“run=1”。如图5所示。同理设置按钮“停止”和“复位”。图5 图62、阀门和泵的动画连接。以第一个阀门为例，双击阀门，弹出“动画连接”对话框，再点击条件按钮，在表达式中选择“b1”变量，设置值为真和假时的颜色显示，保存即可。如图6所示。泵的动画连接原理是一样的。 3、液位及指示仪表动画连接。以牛奶存储罐为例，双击罐子，弹出图7所示对话框，表达式中选择相应的液位变量“yw1”，选择合适的颜色设置，以及填充设置。指示仪表的动画连接与此相类似。图74、对象的水平和垂直移动。以第一个车子为例，双击车子，弹出“动画连接”

9、对话框，点击“目标移动/水平”，出现表达式选择，这里选择变量“che”,在值变化和移动像素中填写合适的值，确定保存，如图8所示。垂直移动的动画连接也是相类似的。图8 5、数值的显示。选择文本“液位1=”后面的文本“#”，双击出现“动画连接”对话框，选择“数值输出/模拟”，表达式选择变量“yw1”。如图9所示。 图9 图10 图11图122.2.6 创建实时趋势1、在主画面中创建按钮“实时趋势”，再新建一个新窗口“实时趋势”。在窗口“实时趋势”中，创建按钮“返回控制中心”。2、在“实时趋势”窗口中插入实时趋势，如图10所示。双击它，出现“实时趋势组态”，把所需的变量值填入相应位置，如图11所示。

10、3、按钮动画连接。选择按钮“返回控制中心”，在对话框中选择“触敏动作/窗口显示”，选择“主窗口”，如图12所示。同样要在主窗口进行“实时趋势”按钮的动画连接。2.2.7 安全管理为了防止外人随意进入系统查看和修改参数，需要设置用户级别。本系统设置了两个用户级别，班长级和工程师级，班长级的用户名是banzhang，口令是123456；工程师级的用户名是gongchengshi，口令是123456。如图13所示。其中只有班长级以上的用户才能进入运行系统，工程师级以上的用户才能进入开发系统。如图14、图15所示。 图13图14 图153 系统运行图16图17 经过测试，系统运行的结果和预期的设计相一

11、致。图16、图17为系统运行的画面。4 课程设计的收获和体会 系统最终设计成功得来不易。首先，要找到一个适合自己的项目来设计系统。之后就要收集该项目的一些信息，包括原理概述、工业流程、发展应用等，最后就要着手开发系统。这是第一次接触工业组态软件，通过翻阅课本、和同学交流、向老师请教，最后终于把这个牛奶生产自动监测系统设计出来。通过这次作业，也培养了对工业组态软件的浓厚兴趣，学到了很多知识，加强了自身的能力。参 考 文 献1龚运新,方立友.工业组态软件实用技术.北京：清华大学出版社,2005.92淘牛网.牛奶的制作流程.2008.103中国食品机械设备网.灭菌乳的加工流程.2006.10附录 应

12、用程序动作脚本if run=1 then /系统开始运行t=t+1; /计时变量+1che=che+3.5; /卡车开始向工厂移动endifif run=1&&t>76&&t<140&&yw1<=98 then b1=1; /阀门和泵打开yw1=yw1+2; /牛奶存储罐液位开始填充 endifif run=1&&t>140&&yw1>=2 thenb1=0; /阀门和泵关闭yw1=yw1-2; / 牛奶存储罐液位开始下降 endifif run=1&&t>140

13、&&t<210&&yw2<=98 thenb2=1; /阀门和泵打开yw2=yw2+2; /混合罐液位填充 endifif run=1&&t>210&&yw2>=2 thenb2=0; /阀门和泵关闭yw2=yw2-2; /混合罐液位下载endifif run=1&&t>210&&t<275&&yw3<=98 thenb3=1; /阀门和泵打开yw3=yw3+2; /巴氏消毒罐液位填充endifif run=1&&t>2

14、70 thentem=163; /温度变为163endifif run=1&&t>295 thentem=20; /温度恢复常温endifif run=1&&t>300&&yw3>=2 thenb3=0; /阀门和泵关闭yw3=yw3-2; /巴氏消毒罐液位下降endifif run=1&&t>300&&t<370&&yw4<=98 thenb4=1; /阀门和泵打开ywa=100; /分离器开始工作，脱脂奶罐和脂肪罐填充yw4=yw4+2; /高压融合罐液位填充

15、 endifif run=1&&t>370&&yw4>=2 thenb4=0; /阀门和泵关闭ywa=0; /分离器停止工作，脱脂奶罐和脂肪罐清空yw4=yw4-2; /高压融合罐液位下降endifif run=1&&t>370&&t<440&&yw5<=98 thenb5=1; /阀门和泵打开yw5=yw5+2; /牛奶存储罐液位开始填充endifif run=1&&t>440&&yw5>=2 thenb5=0; /阀门和泵关闭yw5=yw

16、5-2; /牛奶存储罐液位开始下降endifif run=1&&t>440&&t<510&&yw6<=98 thenb6=1; /阀门和泵打开yw6=yw6+2; /灌装机液位上升endifif run=1&&t>500&&t<520 thenguan=guan+2; /牛奶罐上升至灌装机处endifif run=1&&t>525&&yw6>=2 thenyw6=yw6-2; /灌装机液位下降，牛奶罐被灌入牛奶endif;if run=1&&t>580&&t<600 thenguan=guan-2; /牛奶罐下降至传送带处endifif