PLC与组态软件的饲料加工自动控制系统的设计开题报告

本科生毕业设计开题报告书题目基于PLC与组态软件的饲料加工自动控制系统的设计学生姓名 学号 专业班级 指导老师 2011年8月12日论文（设计）题目 基于PLC与组态软件的饲料加工自动控制系统的设计课题目的、意义及相关研究动态：饲料工业是畜牧养殖业的基础。我国饲料工业从上世纪70年代中后期，经过近四十年的发展，我国饲料业已完成了从于工作坊式的生产到世界第二大饲料生产国的飞越，成为我国重要的支柱产业之一。但是饲料厂的配套自动控制系统和高精度配料控制系统还相对滞后，因此实现安全可靠的自动控制系统和高精度配料系统就显得十分迫切和必要。饲料厂自动控制系统的发展经历了人工手动控制、机械电气控制、单片机控制、工业计算机集中控制等几个阶段。第一阶段：饲料加工技术比较简单，各机械之间没有逻辑联系，现场操作人员一般只负责一到两个设备的操作与监控，并手工记录各项数据，产品质量人为因素很大。第二阶段：继电器手工控制在很大程度上降低了工人的劳动强度，但大量的中间继电器和时间继电器组成的电控系统非常复杂，可靠性极低，特别是调试和改造时难度很大。第三阶段：随着大规模集成芯片技术的的成熟，单片机控制系统应运而生。单片机配料系统较之前两种系统设计电路复杂程度降低，可靠性大大提高，但其抗干扰能力比较差也局限了它的应用。第四阶段：随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，基于工控机的饲料厂自控系统也开始出现，这种系统大多采用集中控制方式。计算机除具有工艺流程控制、工况实时显示、提供数据存储、报表打印等功能等功能外，还要完成对各象的直接控制和数据采集任务。在经济不断发展，科技日新月异的今天，科学技术越来越多的应用于饲料工业中，特别是现场总线和计算机技术的迅猛发展，饲料工业的自动化控制水平也在相应提高。美国及欧洲的一些国家的饲料厂从进料到成品散装出料，全部为计算机自动控制，整厂单班操作人员只需要两人。饲料厂的管理和控制全部通过计算机进行操作，管理系统采用先进的模块化结构，可根据各部门职能选择不同的系统模块。通过对人员管理系统、财务核算系统、原料接收系统、成品发放系统和生产加工系统共5个子计算机系统的管理，全部掌控整个饲料厂营运。总体上，我国在饲料加工控制系统上存在技术不够先进、企业平均规模小、综合生产水平低等问题。因此。进一步提高饲料加工厂的自动化程度，仍然十分紧迫，设计出高性能自动控制系统和高精度自动配料系统意义重大。本课题以配合饲料生产中的控制系统部分为研究对象，在深入了解饲料加工系统的工艺要求、现有控制方式的基础上，提出部分采用现场总线控制系统的整体方案，目的是利用计算机控制技术、变频调速技术，设计一套高性价比的控制系统，实现饲料加工厂生产线的自动控制。在连续的工业生产中，物流平衡是关键，所以需要对物料的流量进行准确的测量和控制，精确配料更是饲料厂生产的关键，因此固体液体的自动配料在食品、轻化工、建筑和医药等行业发挥越来越重要的作用，正因为其应用的广泛性，此课题的现实意义不言而喻。课题的主要内容（观点）、创新之处：本课题的主要内容为设计开发出一套大型饲料生产加工厂的自动控制系统，在满足生产工艺的要求下，设计的主要目标是全面实现自动化生产，满足饲料生产高效高精度的要求。饲料生产的关键环节是配料工段，它不仅影响饲料的质量，还影响生产产量，所以本课题以配料工段为中心进行设计研究。采用PLC控制饲料加工生产线，可以有效的提高配料的精确性，进而提高产品的质量，且PLC控制系统本身具有功能强、故障率低、可靠性高、易于维护等特点，因而能最大化的增大企业收益和减少生产成本。研究方法、论文撰写提纲：在查阅大量国内外相关文献和现场调研的基础上，对国内外饲料加工厂自动化控制系统发展状况、现状作较为详细的介绍，分析饲料加工厂过程自动化发展的趋势。根据饲料加工厂的控制要求和生产工艺流程，控制系统设一个PLC主站，全部I/O模块安装在ET200M远程站上通过Profibus网与主站连接。结合饲料加工厂的实际生产要求，完成该控制系统的硬件选型，软件设计。完成PLC的选型、I/O点数分配以及PLC的连接。最后采用国内广泛应用的组态软件组态王，开发出了本饲料配料自动控制系统的仿真模拟。本手册共分为七章：第一章绪论介绍饲料加工生产线的发展现状，以及课题课题的主要研究内容；第二章控制系统总体方案设计介绍PLC控制系统，现场总线技术以及饲料生产的加工工艺，确定系统的编程思想；第三章PLC控制系统硬件设计主要是PLC的选型以及I/O点的分配；第四章PLC控制系统软件设计饲料加工生产线配料系统程序设计；第五章上位机组态监控设计组态王的监控系统设计；第六章粉碎机自动喂料系统设计基于PID调节的喂料器调速控制；第七章总结本次设计的心得以及饲料加工工艺的展望。4.毕业论文（设计）进度安排：毕业设计开题阶段：（2011年第14~20周）：完成开题报告，文献检索、英文翻译工作。毕业设计课题调研阶段：（寒假期间）：课题调研，完成调研报告。毕业设计主要工作阶段：（2012年第1周~2012年第11周）：（1） 完成系统的总体规划。（2） 具体的硬件选型和设计及控制软件的编写。（3） 控制效果分析。（4） 完成毕业论文的撰写工作。毕业设计答辩阶段：（2012年第12周）主要参考文献与资料：T.J.byers.ElectronicTestEquipmentoperationandApplications[M].London;NewYork:Granada;[Brookfield,Vt.:DistributedbyRenoufUSA],1981.何晓龙.水泥配料自动化系统的研制[D].南京：南京理工大学机械电子工程学院,2007王宽仁，赵世强.基于虚拟主机技术的微机配料系统设计及实现[J].工业仪表与自动化装置,2002,1（1）:23-25吴德胜.21世纪饲料加工新技术[J].东北饲料信息,2008,22（2）:12-15[5西门子（中国）有限公司自动化与驱动集团.深入浅出西门子S7-300PLC[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004:78-86[6]MintehellGA.OpenSysteminProcessControl[J].ControlEngineering.1999（9）.[7Minke.Spear.FromFieldbustoEthernet[J].ProeessEngineering，2004，85（5）:31一32王锦标.计算机控制系统[M].北京:清华大学出版社，2004.阳宪惠.现场总线技术及及其应用[M].北京:清华大学出版社，1999.何衍庆，余金寿，蒋慰孙.工业生产过程控制[M].北京:化学工业出版社，2004.邹益仁，马增良，蒲维.现场总线控制系统的设计与开发[M].北京：国防工业出版社，2003.周明.现场总线控制[M].北京，中国电力出版社，2002.袁爱进等.现场智能测控仪表软件集成技术的研究[J].仪器仪表学报，2001.高鸿斌，孔美静，郝孟合.西门子PLC与工业控制控制网络应用[M].北京:电子工业出版社，2006.严丽霞，翟坦.基于Profibus的经济型现场总线控制系统[J].自动化与仪器仪表，2001.罗乔东，辛乐，武自芳.基于Profibus现场总线的可编程逻辑控制器监控网络的实现[J].计算机测量与控制，2004.邢进.基于Profibus的预混料自动配料控制系统的研究与开发[D].武汉:武汉理工大学物流工程学院,2008王常力，罗安著.集散型控制系统选型与应用[M].北京:清华大学出版社，2001:89-90王争.红狮控制[J].控制与传动,2009,1(1):45-46张君霞.高炉上料控制系统的研究[D].成都：西南交通大学机械工程学院,2005SIEMENSCorp.SIMATICS7-300AutomationSystem[J].HardwareandInstallation,CPU31