【《基于PLC的茶叶自动加工控制系统设计实现》11000字（论文）】

基于PLC的茶叶自动加工控制系统设计实现摘要随着茶叶在国内越来越受欢迎，茶叶经济所占在农业中的比重日益增高，对于一套全自动化茶叶加工系统的需求也越来越大，很多茶厂都面临着由传统的加工方式，向着全自动化加工的方式转变。基于此设计了一套以西门子S7-1200PLC为核心茶叶自动加工控制系统。该自动加工控制系统以茶叶为主要的加工对象，以茶叶自动加工系统中的送料电机、滚筒电机和加热器为主要的控制对象，以每次送料的重量和筒内的温度作为主要的采集对象，实现对茶叶的全自动化加工，满足了不同茶叶在不同温度和时间下的加工。本系统具体是通过上位机和下位机来进行监控和操作，下位机系统主要采用PLC和传感器，能够进行现场信息实时收集与控制操作；上位机选择组态王软件进行监控程序编写操作，以此实现对生产线的实时监控。关键词：PLC；茶叶；温度传感器；称重传感器目录TOC\o"1-3"\h\u4312基于PLC的茶叶自动加工 47424摘要 422975Abstract 510449前言 828892第一章绪论 9269841.1课题背景及意义 9318551.2国内外发展现状 9167091.3本课题的研究意义及目的 10238571.4本课题的研究内容及章节设计 1023956第二章方案设计 11260262.1系统设计思路 11247302.2系统的功能说明 1326976第三章硬件设计 1422343.1电路设计 14190333.1.1主电路设计 14993.1.2PLCI/O点接线图 1598903.1.3电机主电路图 1699133.2电器选型 17238673.2.1PLC选型 17303553.2.2空气开关选型 1841983.2.3交流接触器选型 19317563.2.4热继电器选型 1934993.2.5按钮开关选型 1969843.2.6电源指示灯选型 20108703.2.7熔断器 2057753.2.8中间继电器选型 21783.3IO符号表 2120823.4电器清单 2229662第四章程序设计 23285874.1PLC编程软件博途V14简介 2395224.1.1模块化编程 2361484.2程序流程图 2568604.3新建程序说明 271114.3.1打开软件 27180504.3.2模拟量计算程序块 2832024.3.3启动程序块 30149244.2.4加热器工作程序块 3162064.2.5输送机工作程序块 31216024.2.6出料皮带机 32149064.2.7故障指示灯 329559第五章监控系统的设计 3430135.1组态软件简介 34102675.2监控系统的设计 34203275.2.1组态王的通信参数设置 34253565.2.2新建工程与组态变量 35205285.2.3组态画面 366325.2.4监控系统界面 3726803第六章总结与展望 3816445总结 3822174展望 3818800参考文献 391绪论1.1研究的背景及意义在茶叶生产时的一个核心流程是体现在其加工领域中，这也是会对茶叶最终品质产生重要影响。现在，国内茶叶生产商几乎没有较为理想的卫生环境，整体自动化水平仍处于较低层次。主要问题表现如下所述：茶叶加工时有着很多的二次污染渠道，譬如烟尘污染现象、工作人员个人卫生较差而带来的污染现象、工艺研发缺乏合理性而出现的污染现象、加工设备问题而引发的污染现象以及质量安全意识薄弱而造成的污染现象等，没有可持续性设计与应用理念。本文设计的茶叶加工设备控制系统能够显著减少生产茶叶时工作量，增强生产效能，并且更好的保障茶叶品质。鉴于茶叶市场需求量的持续提升，但传统的茶叶加工工艺加工时间长，需要更多人力资源等问题逐渐显现，对茶叶自动化加工的需求迫切。茶作为世界三大饮料之一，不仅受到国内大多数人的喜爱，在国外也显示出其不可动摇的地位。越来越多的人对茶叶的品质有着越来越高的要求，但仅靠传统的加工工艺是远远不够的。但是，如果采用这样一种基于PLC的茶叶加工系统，茶叶的质量和效率将会有很大的提高。采用机器控制代替人工方法可以减少茶叶在加工过程中的污染，从茶叶的灌装到袋装包装实现无人自动操作，大大节省人力，进一步提高茶叶质量。与其他国家相比，我国的茶叶自动化加工系统还处于落后状态，但我国幅员辽阔，资源丰富，对茶叶的需求只会越来越多，虽然我国在这方面的研究还很少，但茶叶智能化加工是大势所趋，是中国茶叶必须迈出的一步，一旦推出，必将取得巨大成就。1.2国内外研究现状最近几年，国内茶叶生产商以品质为核心，在茶叶生产时持续选择新工艺以及新技术等。继续优化各种茶叶生产环境，其机械化加工水平得到显著强化。在未改革开放时，在国内大众茶叶生产领域已经实现基本机械化操作水平。自改革开放以来，为了能够更好的生产名优茶品，已经研制适合各种名优茶类生产的相关机械设备，譬如以滚筒式名优茶杀青设备为代表的机械产品，特别是茶叶烘干装置的成功研发与应用，显著强化茶叶生产效能。在此之中，在考量茶叶加工品质及其生产效率前提下，为了能够保障高效不间断清洁作业技术需求，因此研发出以远红外茶叶设备为代表的各类茶叶机加工机械产品，其中很多的机械设备已经在实践领域中普及应用，从而会对国内茶叶行业的发展产生重要的技术推动力。外国茶叶产业产生高端的自动机械化水平，自上世纪20年代，日本研发简便的茶叶加工精细捏合机。通过长期发展，制茶机械有着很高的技术含量，能够保质保量，主要时借助于先进自动化蒸煮生产线完成加工技术。由于人们对茶叶的需求不断增加，但传统的茶叶加工工艺加工时间长，需要更多人力资源等问题逐渐显现，对茶叶自动化加工的需求迫切。茶作为世界三大饮料之一，不仅受到国内大多数人的喜爱，在国外也显示出其不可动摇的地位。越来越多的人对茶叶的品质有着越来越高的要求，但仅靠传统的加工工艺是远远不够的。但是，如果采用这样一种基于PLC的茶叶加工系统，茶叶的质量和效率将会有很大的提高。采用机器控制代替人工方法可以减少茶叶在加工过程中的污染，从茶叶的灌装到袋装包装实现无人自动操作，大大节省人力，进一步提高茶叶质量。与其他国家相比，我国的茶叶自动化加工系统还处于落后状态，但我国幅员辽阔，资源丰富，对茶叶的需求只会越来越多，虽然我国在这方面的研究还很少，但茶叶智能化加工是大势所趋，是中国茶叶必须迈出的一步，一旦推出，必将取得巨大成就。1.4本课题的主要研究内容此次设计是以西门子S7-1200PLC为核心，以组态王作为监控系统的茶叶自动加工控制系统。本自动加工控制系统以茶叶为主要的加工对象，以茶叶自动加工系统中的送料电机、滚筒电机和加热器为主要的控制对象，以每次送料的重量和筒内的温度作为主要的采集对象，实现对茶叶的全自动化加工，满足了不同茶叶在不同温度和时间下的加工。功能具体通过上位机和下位机来进行监控和操作，下位机系统主要采用PLC和传感器进行现场数据实时收集与控制；上位机选择组态软件编写监控程序实现对生产线的实时监控。主要内容如下所述：（1）确定设计规划、控制技术标准、功能说明信息；（2）绘制系统框架流程图；（3）绘制系统主电路图以及PLC接线图；（4）分配I/O地址；（5）采用S7-1200PLC程序达成茶叶全自动加工技术要求；（6）研发组态王监控系统；（7）选择PLC控制与组态王软件以实现茶叶自动加工监控作用。

2方案设计2.1系统设计思路此次设计是以西门子S7-1200PLC为核心，以组态王作为监控系统的茶叶自动加工控制系统。本自动加工控制系统以茶叶为主要的加工对象，以茶叶自动加工系统中的送料电机、滚筒电机和加热器为主要的控制对象，以每次送料的重量和筒内的温度作为主要的采集对象，实现对茶叶的全自动化加工。与24V电源相连的配电柜构成整个系统配电设备。本文在设计时选择PLC技术作为主控模块，既是能够显著降低硬件连接的复杂性，也是会增强使用的稳定性以及灵活性等。这是参考控制需求进行相关指令的编程操作，从而能够符合全新的加工技术需求，在减轻劳动量时，可以显著提升其时效性，相关内容见图2-1。图2-1系统框图系统的工作流程大概是：定量给料装置选择皮带把茶叶传送支料斗位置，然后进行称重操作，当达到预设值标准值需要中止填料。如果活动秤中的茶叶重量参数与锅底区域的温度参数达到预设标准值时，启动送料电机设备后把茶叶传送到滚筒中。茶叶按照不同的品种的加工工艺，可以自定义加工的时间和温度。待茶叶加工结束后，茶叶出料装置出料，送入冷却输送机中。茶叶加工温度、时间等参数均由操作屏设定。人机对话界面直观、简单、成本低、操作方便。整体的PLC程序在上电后，初始化设置PLC参数，然后按下启动按钮，整体的程序开始自运行接通工作，料斗先动作，PLC程序检测是否倒料完成，完成后，茶叶机开始进行加工工作，然后检测当前的工作时间是否到达设定值，如果到达设定后，那么这个时候出料程序开始接通工作，检测是否工作完成，如果工作完成后，那么整体的设备停止工作。2.2系统的功能说明根据鲜叶计量杀绿系统设备中茶叶的详细加工步骤，建立了茶叶的自动控制流程。启动杀青机滚筒设备，同时进行烧水温控操作；如果其温度参量值为预设值时，这是要分析计量室对应的重量参数，如果其中重量符合单词标准参数值时，停止输送机；茶叶从计重室室顺序进入杀青机滚筒后，在显示屏可以按需求打开和关闭加热器来控制其温度。待杀青结束后，通过出料电机将茶叶带出，进入冷却输送机。设计茶叶自动加工系统：用PLC主控单元对茶叶炒青设备进行控制，一次实现高效能、品质、精度以及低风险、错误以及工作量的全自动化使用效果。要想保障其在使用中没有错误问题，务必要具备如下所述的技术性能：称重模块：送料电机将茶叶送到称重室，称重传感器检测是否达到规定的重量，若达到则停止送料。加热模块：待送料电机将茶叶送入滚筒内，加热棒开始工作，温度传感器检测是否达到要求温度，如高于标准温度则关闭加热器，低于标准温度则打开加热器，使筒内温度一直保持在设定温度范围内。出料模块：带茶叶加工结束后，通过出料电机将茶叶送出滚筒，送入冷却输送机中。

3硬件设计3.1电器选型3.1.1PLC选型本装置中西门子S7-1200PLC小型控制器的主要任务是发送和管理单个元件的操作和管理。然后，在选择产品时，一定要选择性价比、通讯和处理速度等性能优越的产品类型。这里我们选用西门子S7-1200PLC，具体型号如下：S7-1200系列PLC有S7-1211、S7-1212、S7-1214、S7-1216等型号；系统采用S7-1214与S7-1214进行24点的I/O集成处理（即48个I/O数字点），可以外接的扩展单元数量是7个，最高扩展数字为248个，最高模拟I/O数量是35个，其程序存储容量为13KB，采用独立的30KH高速分析装置数量是6个，选择独立的20kHz高速脉冲输出以及2PID控制装置，内置RS485通信接口数量为2个，相关内容见图3-1与表3-2：图3-1PLC实物图表3-2I/O地址分配表说明地址说明地址急停I0.0输送机Q0.0启动I0.1出料皮带机Q0.1停止I0.2搅拌电机Q0.2输送机故障信号I0.3振动电机Q0.3出料皮带故障信号I0.4加热器Q0.4搅拌电机故障信号I0.5运行指示灯Q0.5温度传感器AW96故障指示灯Q0.6温度显示MD1200重量传感器AIW98重量显示MD2203.1.2空气开关选型空气开关的固定载体允许通过的电流有几安至几百安，如10安培的和600安培的，但是在工厂里面用的大多数是普通市面上常见系列的空气开关，其中分别有5、 10、 16（15）、 20 、25、32（30）、 40 、50 60、（63）等众多型号可选。 它们在安全跳动的最短路分断电流通常选择c型系列6000A以及D型系列4000A。譬如：DZ10-100/330 Ie=60A 能够提供如下所述信息：DZ－－代表的是“自动””的反向拼音缩写信息，10－－代表的是研发序列号，100－－代表的是壳架级别情况，3－－代表的是三相情况，3－－代表的是脱扣形式信息（0－－这是指无脱扣式类型，1－－这是指热脱扣器式类型，2－－这是指电磁脱扣器式类型，3－－这是指复式类型），0－－代表的是有无辅助触头元器件（0－－这是指无辅助触头类型，2－－这是指有辅助触头类型），Ie=60A－－代表的是过电流调节固定电流信号。 相关实物图如图3-3所示。图3-3空气开关实物图3.1.3交流接触器选型1、交流接触装置要有着和负载等同的电压级别，所选接触器装置要与负载相匹配。2、基于短时限环境下进行动稳定性与热稳定性的校验分析。其中，线路中存在的三相断路电流参数不能高于接触装置可以通过的最高动稳定性与热稳定性电流参数，如果选择接触装置将短路电流参数进行断开后，也是需要对其分断性能进行校验分析。相关实物图如图3-4所示。图3-74交流接触器实物图3.1.4热继电器选型对于热继电器产品目录中的其他数据，在对其进行型号选择时，需要考量在具体应用时存在的一致性特点。不仅是要进行普通热继电装置的型号选择，也是需要进行某些特殊的热继电装置的型号选择。假如，jr20-160或者以上高容量电动机专用变压装置与热继电装置等；重型启动电动机选择3VA热继电装置等，热继电器实物图如图3-5所示。图3-5热继电器实物图3.1.5按钮开关选型按钮是一种控制装置，它利用人体的一部分来储存能量和复位。在最常见的情况下，它不直接控制主电路（大信号、控制接触器、继电器等电器），根据使用场合和具体用途，可选择操作面板上的按钮作为分闸方式。关键操作模式适用于需要防止人员误操作的重要领域。按钮开关实物图如图3-6所示。图3-6按钮开关实物图3.1.6电源指示灯选型颜色选择基于由操作（按下）电源指示灯导致的功能打开（打开）后反映的信息。指示灯颜色的指示意义﹣彩色含义﹣红色灯使用﹣黄色的等使用﹣绿色灯使用﹣蓝色灯使用﹣其中红色按钮的功能包括“停止”处理、“断电”处理以及“事故”处理等；绿色按钮的功能包括“启动”操作与“上电”操作等，能够选择黑色按钮、白色按钮以及灰色按钮等；对于“启动”和“停止”、“上电”和“关机”一键操作，交替按“是”可以改变功能，应使用黑、白、灰按钮，而不是红、绿按钮；微动按钮应使用黑色、白色、灰色和绿色按钮，最好使用黑色按钮而不是红色按钮。电源指示灯实物图如图3-7所示。。3-7电源指示灯实物图3.1.7熔断器以变压器为代表的负荷电流参数需要不高于熔体额定电流参数。针对输配电线路来讲，熔体的额定电流参数需要稍大于（或者等于）线路中安全电流参数。当用于电动机回路中的断路保护操作时，需要充分思考设备启动的技术条件，同时参考其启动时间参数，以明确额定电流参数，熔断器实物图如图3-8所示。3-8熔断器实物图3.2电路设计3.2.1主电路设计设备外部380V交流电源通过设备空气开关接入设备控制柜，通过空气开关控制设备主电源。由于接至控制柜的380电源为三相四线制，有三根火线和一根零线，当当前设备需要220V交流电源时，如图3-1中Q2所示，取一根火线和一根零线接至空气开关Q2，然后再接上保险丝F1。这样，当电源开关出现问题时，保险丝F1和空气开关Q2动作，很难保证当前电源开关的使用寿命，主电路原理图如图3-9所示。图3-9主电路原理图3.2.2PLCI/O外部接线端子图PLCI/O接线原理图如图3-2所示，由于在设备的设计中，考虑到当前设备的实际需要，PLC的输入输出点，必须先设计当前设备的PLC输入输出电路图，以便留有20%的余量，方便客户或厂家以后更改设备的工艺要求和加点，PLCI/O外部接线端子图如图3-10所示。图3-10PLCI/O外部接线端子图3.2.3电机主电路图电机主电路图如图3-4所示，由于电机的工作电压为三相或单相，电机的工作功率较大，PLC的触点只能驱动负载在2a左右的设备，因此在设计过程中当设备的功率大于2a时，需要增加中间继电器，交流接触器等层层转换，使我们可以驱动电流马达完全启停；电机主电路图如图3-11所示。图3-11电机主电路图

4软件设计4.1PLC编程软件博途V14简介博图V14编程软件是在WindowsNT操作系统或者Windows95（98）系统中应用S7-300/400PLC组态编程标准软件包。用户选择botuv14展开系统组态分析，进行编程操作，并且进行程序调试分析，对PLC硬件配设情况、在线运行控制情况以及I/O使用情况等进行诊断。S7-300系列主要提供三种PLC编程语言，分别是梯形逻辑（即LAD）类型、语句列表编（即STL）类型以及功能框图（即FBD）类型等。该软件在微软操作系统中展开配置操作活动、编程操作活动、调试操作活动以及监控操作活动等，这是存在友好用户界面。1．LAD功能解析：采用的是图形秒速体系：假设电信号选择各类触点元器件、复合式元器件以及输出线圈元器件，通过梯形图信息能够了解到处于电源示意线中的电信号流动情况。2．STL功能解析：采用的是文本表达模式。其指令语法近似于机械码，假如选择语句表进行某个程序编写操作，在CPU调用程序时会逐条指令按顺序执行。要想让变成更具简洁性，语句表已经拓展至某些高层语言架构体系。3．FBD功能解析：采用的图形表达模式。选择近似于Booleanalgebra的逻辑框形式进行逻辑的表述，其符合功能能够选择逻辑框进行直观描述。4.1.1模块化编程博图V14有三种编程方法：A：梯形图；B：FBD；C：STL。采用模块化编程方式能够将总程序结构层各类子程序块各个程序化，还有某些设备与任务相对应的程序指令信息，各种功能区划分成对应的程序段后展开变成操作，既是会产生集体式编程的高效率，也是会对调试程序操作以及查找故障等产生高效率。可以在广义层面上将程序块划分为系统领域与用户领域等，相关内容见表4-1。其中前者是将CPU操作系统整合的功能快与预定义功能进行集成化操作，没有使用用户存储空间资源，在系统中存在统一化的接口、名称信息以及编号情况等；后者是为管理数据信息与程序代码的用户提供的相关功能。博途V14以“块”的概念进行用户程序指令信息的存放工作。该控制系统主要存在如下所述的几种用户程序，分别是功能程序(即Fc)领域、功能块程序(即Fb)领域、组织块程序(即Ob)领域以及数据块程序(即Db)领域等。在此之中，FB与FC均是可以归类成Ob的子程序。全局数据块的功能如下所述：其定义的监控地址信息能够在各个逻辑快中使用，因此在这类数据块中确定包装传输设备数据、环境参量数据、电源数据等各类监控地址信息，通过这些信息的提供，逻辑快能够对各类监控地址进行访问操作以及调用操作等。参考包装纸设备的具体使用状态，线在编程时作出以下规定：在DB1中定义保存放券与分切的各类开关量信息与模拟量信息等；在DB2中定义保存环境装置中的监控地址信息；在DB3定义保存封装时各类切换监控地址信息；在DB5中定义保存电源的各类监控地址信息。参考设备与通信的具体技术需求，各类站点存在稍小差别的定义情况。参考PLC主控单元进行可变地址信息的规定，其数字模块选择4Bytes的分配地址，其起始地址主要是具体插槽数据减掉1在乘以4，各个数字量仅使用1bit地址；其模拟模块参考16bytes地址寄存器进行地址信息自动分配，其起始地址主要是具体插槽数据减掉1在乘以64，然后在增加512，各个模块均存在相对应的2bytes地址伪量信息。表4-1程序块的分类和功能程序块系统程序块系统功能SFC支持设置模块参数、数据通讯和拷贝等功能系统功能SFB操作系统功能的一部分，需与背景数据块一同使用系统功能SDB由博途V14各种工具产生的程序存储区，存储有组态和通信连接的各项参数用户程序块逻辑块组织块OBCPU与用户程序的接口功能块FB与背景块一同使用，调用后数据可保持功能FC无背景数据块，调用后数据不能保持数据块DB全局数据块可被程序所有逻辑块使用背景数据块与特定功能块对应使用，提供数据存储空间1．组织块(即OB)功能：参考系统实际的使用情况，以此提供用户程序接口功能。2．功能块(即FB)功能：存在邻近存储区域的逻辑块情况。单独的FB块能够使用各种即时数据块展开高频率使用操作。3．功能(即FC)功能：没有关联的存储逻辑块，在进行FC块“可再调用”使用时，在各次调用FB的用户程序中增添所需的参数量。考量FC块有着自身对应的数据处理情况，而且相较于FB块而言，没有较高的CPU资源占用量。各个S7CPU中经常保存系统功能模块SFB与SFC，博途V14带来各类存储程序功能块与数据功能块等。参考使用的技术需求，能够把程序中的各类逻辑快进行结构化处理，也是能够对程序处理的数据进行相应的管理。在组织块中存在给程序编写与运行均产生重要作用的功能模块，分别是启动模块（即OBl00）以及主循环模块（即OBl）等。后者是对FCl22功能进行调用后，以此能够让PLC产生情况。务必在不同CPU使用FCl22，调用DB功能模块基础数据起始字节存储器，而且也是会构建运行的存储装置功能。主循环模块OBI存储各类需要执行的用户程序，或者可以在各种功能模块中进行用户程序的存储操作。结合实际功能在调用OBI功能时。在CPU调动是也是让PLC调用OBI功能，从而产生相应得儿控制作用。相关其他功能模块也是会参考实际需求调用OBI功能。4.2下位机程序设计根据工艺要求设计了当前设备的动作流程，以便在编程时可以根据当前工艺对当前程序进行编程，以便在后期调试设计时可以参考当前动作流程图，并确定当前设备的参数程序也可根据当前的流程图进行修改，可供参考，以节省后期现场设备的调试时间，程序流程图如图4-1所示。图4-1程序流程图4.3新建程序说明4.3.1打开软件1.打开博途软件，如图，等待软件启动，鉴于其较大，因此会存在相对较长的启动时间。2.完成软件启动操作后进入到新建工程画面中选择创建新项目，相关内容见图4-2：图4-2启动画面图4-3更改程序名画面3.点击“创建”功能键；4.增加所需使用的设备，所选的设备与版本号信息见图4-4，点击“确认”功能键后跳转的界面见图4-5。图4-4添加设备画面5在图4-5的开发屏幕中，我们可以开发项目程序。在图4-5左侧的项目栏中，我们可以了解当前的两个设备，即PLC和触摸屏。所以在程序开发之前，首先要建立一个设备网络，使两个设备在同一个网络下形成一个数据共享网络。4.3.2模拟量计算程序块如图4-5所示，当PLC程序运行时，模拟传感器采集的电流数据通过电流变送器送到PLC模拟模块，模拟模块检测到电流信号被转换成特定的数字量，并传送到指定的地址iw96，使PLC程序通过标准块转换后，通过比例功能块可以计算出传感器的反馈值。图4-5模拟量计算程序块注释：标准块解析选取“标准化”指令，将VALUE变量参数进行线性标准的映射化分析后实现功能。可以采用MIN、MAX等分析（主要在相关标尺中使用）参数范围中对应的上下阈值参数。输出OUT的结论通过计算后以浮点数表示方式展开存储操作，这也是受到标准化参数所处相关区间的重要影响。假设需要标准化的参数与MIN中的值相同，此时输出OUT会返回到“0.0”。假设需要标准化的参数与MAX中的值相同，此时输出OUT会返回到“1.0”。确定标准化参数的分析如图例所示：“标准化”指令能够进行如下研究：OUT=(VALUE–MIN)/(MAX–MIN)如果符合以下任意标准则输出端ENO是“0”：使能输入端EN是“0”；输入MIN值低于MAX值。结合IEEE-754技术指标，明确浮点数大于标准值。输入VALUE值为NaN。注释：缩放块解析采用“缩放”指令，将输入VALUE值映射至到指定区间，然后进行参数缩放处理。当使用“缩放”功能中，其输入VALUE浮点值会缩放MIN、MAX的取值范围。其结果是整数，而且在OUT中存储。可以通过下图进行分析：需要通过下式字进行“缩放”操作：OUT=[VALUE∗(MAX–MIN)]+MIN如果符合以下任意标准则输出端ENO是“0”：使能输入端EN是“0”；输入MIN值低于MAX值。4.3.3启动程序块如图4-6所示，当按下启动按钮i0.0并接通急停时，PLC自动判断当前启动按钮i0.1是否接通。如果已连接，操作指示灯Q0.5将被连接，当前程序将被锁定。然后整个程序将开始自动运行和连接。图4-6启动程序块4.2.4加热器工作程序块如图4-7所示，当操作指示灯亮起时，整个程序开始亮起。如果温度显示值小于当前设定值140度，则加热器此时开始开启。如果当前值大于145度的设定值，则加热器此时停止工作。图4-7加热器工作程序块4.2.5输送机工作程序块如图4-8所示，当数据寄存器步骤MW210等于1的时候，那么这个时候整体的输送机Q0.0接通工作，则这个时候外围的输送机Q0.0接通工作。图4-8输送机工作程序4.2.6出料皮带机如图4-9所示，当数据寄存器MW210里面的数值等于2时，那么这个时候PLC自动执行当前的出料皮带机工作，且判断当前的重量是否小于0，如果满足当前的设定值，那么这个时候程序自动跳转到下一步工作。图4-9出料皮带机工作程序块4.2.7故障指示灯如图4-10所示，当相对应的输入继电器I0.5等条件接通工作后，那么这个时候故障指示灯接通工作，提示当前程序设备工作程序块。图4-10故障指示灯程序块5监控系统的设计5.1组态软件简介在1995年，北京雅康科技研发可以应用于微软操作系统的组态王PC机软件，工程技术人员能够对其进行再次开发活动，没有较高的技术要求，因此可以将其看作是入门级的工程技术软件。相较于Java技术而言，无需通过专业培训才可以开发。在本课程设计中，我选择该软件在上位机组态中使用，使我能从上位机组态中了解设备当前的工作状态，并能对设备进行远程监控，从而实现远程控制的功能。5.2监控系统的设计5.2.1组态王的通信参数设置设计了西门子S7-1200PLC的PPI编程电缆构件，能够进行计算机系统和CPU模块间的通信，鉴于选择串行通信端口1，双击projectbrowser设备文件夹的“COM1”，在对话框力将波特率参数确定成191200bit/s，如图5.1所示。图5.1串行通信接口参数设置点击软件的外部端口COM后鼠标右键在界面空白区域进行双击后会自动弹出全新的通信设备。选择所需的PLC型号，接着确定通讯方式，默认成PP1，再添加PLC地址信息，默认成2，然后点击OK，完成组态通讯部分的设置。图5.2通信协议的设置5.2.2新建工程与组态变量创建“project”的新建项目并且双击后进入到项目浏览器中，在点击“数据字典”，这是会在界面右侧工作区中出现系统定义的内部变量参数。对其下方区域的“新建”图标后出现“定义变量”对话框（见图5.3），然后定义输入与输出变量，采用同样的分析思路进行各类变量的研究活动（见图5.4）。图5.3定义变量对话框5.2.3组态画面(1)建立新画面进入到工程流量器画面图标工作区点击新建图标后产生“新画面”对话框，完成名字输入后点击“确定”后使用软件。(2)新建组态画面使用组态王工具箱，结合设计标准，因此能够对画面进行完善处理。(3)写出组态王需要的程序打开组态王工程浏览器窗口\文件\命令语言\应用程序命令语言进行程序编写。(4)元器件组态打开组态王设备工具箱中的元器件，根据要求填写相关的变量连接。图5.4数据词典中的变量列表将数据输入到某个变量，当与一些外部智能仪表、PLC等连接时，将大大增加其数据传输的简便性；配置好指示灯后，用来显示系统的工作状态。5.2.4监控系统界面在本系统中，根据需要开发了1个接口，可以对当前的程序进行仿真，对不符合当前设计程序的进行检查，并对组态进行修改仿真，有利于实际的生产应用。监控界面如图5-5所示。图5-5监控界面6总结与展望6.1总结鉴于国内外茶叶市场有着日益增加的消费需求量,这是需要在提升茶叶材料时，也是要充分保障其质量。通过现有我国茶叶加工情况的分析了解到,在茶叶生产时需要很多的传统生产经验,伴随茶叶产品消费能力的增长，这也是会相应的增加用工成本,因此会对茶叶加工商产生更多的发展挑战与机遇。伴随科学技术的迅猛进步，具备自动化技术与清洁化能力的茶叶加工体系，已经成为今后核心的发展趋向。此次设计是以西门子S7-1200为核心，以组态王作为监控系统的茶叶自动加工控制系统。本自动加工控制系统以茶叶为主要的加工对象，以茶叶自动加工系统中的送料电机、滚筒电机和加热器为主要的控制对象，以每次送料的重量和筒内的温度作为主要的采集对象，实现对茶叶的全自动化加工，满足了不同茶叶在不同温度和时间下的加工。功能具体通过上位机和下位机来进行监控和操作，下位机系统主要采用PLC和传感器实现对现场的实时控制和信息采集；上位机采用组态软件编写监控程序实现对生产线的实时监控。主要内容如下所述：（1）确定设计规划、控制技术标准、功能说明信息；（2）绘制系统框架流程图；（3）画出系统的主电路图和PLC的接线图；（4）分配I/O地址；（5）结合茶叶全自动生产的工艺需求完成S7-1200PLC的程序编写工作；（6）研发组态王监控系统；（7）组态王研发平台与PLC主控模块的信息交互操作