基于STEP7-Micro win和组态王的保温材料控制系统

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3.0 牛悦 2024-11-11 4 4 2.71MB 49 页 15积分

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基于 STEP7-Micro/win 和组态王的

保温材料控制系统

摘要

发泡水泥保温材料以其良好的特性，广泛应用于节能墙体材料中。在国际上

在上世纪 50 年代就已达到实用阶段，进入我国是在 80 年代，起步较晚，技术、设

备落后，在长三角地区还没有能实现自动控制的生产系统。计量控制系统作为生

产设备的主要部分，控制生产过程，同时为产品的性能提升提供大量实验数据与

数据分析功能。

本课题在了解了发泡水泥保温材料生产工艺的基础上，结合可编程控制器控

制技术、计算机监控与数据采集技术，研制开发了一套发泡水泥保温材料计量与

控制系统。该系统具有实时监控能力、数据保存及分析能力，实现了对发泡水泥保

温材料生产的自动监控。

本文阐述了发泡水泥保温材料的生产原理，并给出了系统的设计方案和系统

的结构框图。

系统的 PLC 控制部分、监控软件设计部分是系统的二个重要组成部分。本文

对这二个部分分别进行了深入的阐述。

本文给出了 PLC 及其扩展模块的功能和编程方法，以及系统硬件设备的连

接图。介绍了监控软件的界面设计以及实现方法，以及现场设备安装及调试。

保温材料控制系统已经在苏州大任节能有限公司正式投入使用，取得了较好

的控制效果。

关键词：发泡水泥控制系统 PLC 组态王设计

ABSTRACT

The foam cement insulation material is widely used in energy-saving wall

materials for its good characteristics. It had reached the practical stage in the

international arena in the 1950s, but it was not used in China until 1980s. In other word,

it started late, and meanwhile the technology and the equipment are disadvantaged.

There’s no automatic control of production systems in the Yangtze River Delta region.

The measurement and control system which is the main part of the production

equipment is important to enhance the performance of the product, and provides a large

number of experimental data with the data analysis function for it at the same time.

Basing on the understanding of the foamed cement insulation material Production,

this article is combined with the technology of PLC, SCADA (supervisory control and

data acquisition) to develop a set of foam cement insulate on materials measurement

and control system. The system has capabilities of a real-time monitoring, data storage

and analysis capabilities. It realizes the automatic monitoring of the foam cement

insulation material production.

This article describes the principle of foam cement insulation materials, and gives

design and block diagram of the system.

The PLC control system and the design of the monitoring software are two

important parts of the system. Each of them is discussed in detail in this article.

The function and the programming of the PLC and it’s extending module, and the

schematic of the system hardware equipment are given in this article. Interface design

and methods of the monitoring software, and on-site installation and commissioning are

also discussed in the article.

Insulation material control system has been put into use in Suzhou DAREN

Energy Limited, and has got good performance.

Key words: foam cement, control system, PLC, Kingview, design

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论.………………………….……………………………………………1

1.1 课题的来源及意义…………………………………………… .…..….….1

1.2 目前的国内外的发展状态…………………………………….……..……2

1.3 课题研究的主要内容及实施方案 …………………………….……..……2

第二章系统的构成………………………………….……….……………………

2.1 发泡水泥保温材料计量与控制系统简介 …. …………….……….….…4

2.1.1 发泡水泥保温材料的成型原理……….…….…………….………4

2.1.2 发泡水泥保温材料的发泡方式……….……………….…………4

2.1.3 主要控制要求…………………… …….…………………………5

2.2 系统结构…………………………………………….………………………6

2.3 系统设计…………………………………………….…..…………………6

2.3.1 控制器……………………………………….………….………….6

2.3.2 上位计算机………………………………………………………….7

2.4 计算机监控软件设计…. ….…………………….….……………………7

2.5 控制系统的硬件配置………………………………………………………… 8

第三章控制过程及 PLC 程序设计………………………………….……………..

3.1 发泡水泥水泥保温材料控制过程及其控制……………………………….9

3.2 PLC 基本单元的硬件配置…………………………………….…….…….10

3.3 西门子专用编程软件 STEP7-Micro/win 的功能特点及安装… …………11

3.3.1 STEP7-Micro/win 编程软件的安装和设置 ………….…………11

3.3.2 STEP7-Micro/win 编程软件的功能特点………………….………12

3.4 使用 STEP7-Micro/win 编程软件进行 PLC 编程…………………………13

3.4.1 模拟量的取值…………………………………………………………13

3.4.2 手动与自动的控制……………………………………………………14

3.4.3 温水水位的控制 …………………………………………………… 15

3.4.4 进出水口阀门的控制…………………………………………………16

3.4.5 搅拌车就位的控制…………………………………………………16

3.4.6 辅料、水泥、粉煤灰等质量的控制………………………………17

3.4.7 辅料、水泥、粉煤灰等蛟龙的控制………………………………18

3.4.8 时间延迟的控制……………………………………………………19

3.4.9 发泡剂进口泵和出口阀的控制……………………………………19

3.4.10 放料完指示灯和等待下料指示灯的控制…………………………20

3.5 信号滤波处理方法…………………………….…………….……………21

3.5.1 离散量信号的滤波………………………….……….…………..21

3.5.2 数字量的滤波………………………………….…….……………22

第四章软件图形界面系统的开发与实现…………….………….…………….24

4.1 监控软件图形界面系统的特点与选型………………………………………

4.2 组态王监控软件的结构 ………………… ……….……………………….24

4.2.1 图形界面部分…………………………………………………………25

4.2.2 实时数据库与设备驱动的连接 …………………………………….25

4.3 主控画面的设计与实现…………………………….……………………….

4.3.1 主画面的建立 ……………………………………………………….25

4.3.2 主画面的设置 ……………………………………………………….26

4.3.3 主画面中图素的添加与调整 ……………………………………….27

4.3.4 主画面中特殊图素的设计与配置 ………………………………….28

4.4 变量的设计与实现……………………………….……………………….29

4.4.1 设备的建立与设置………………………………………… .……29

4.4.2 变量的定义……………………….……….………………………29

4.4.3 变量的关联……………………………….………………………32

4.5 主画面的动态演示 ……………………………….…………………….34

4.5.1 主画面的设置…………………………………………………………34

4.5.2 主画面的切换及按钮与画面的关联…………………………………35

4.6 报警 … … … … … … … …… … … … … … … …… .…………………….36

4.6.1 报警的定义 ……………………………… .…………….………36

4.6.2 建立与设置报警窗口…………………………………………… .37

4.7 历史趋势曲线的建立与设置………………………….………………….37

4.8 报表设计与实现………………………………………….……………….38

第五章设备安装及软件调试………………….……………………………….39

5.1 设备安装…………………………………….……………………….……39

5.2 软件调试………………………………….….……………………………40

第六章总结与展望… …… … …… … …… … .……………………………….41

参考文献…………………………………………………………….…….….42

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基于STEP7-Micro/win和组态王的保温材料控制系统摘要发泡水泥保温材料以其良好的特性，广泛应用于节能墙体材料中。在国际上在上世纪50年代就已达到实用阶段，进入我国是在80年代，起步较晚，技术、设备落后，在长三角地区还没有能实现自动控制的生产系统。计量控制系统作为生产设备的主要部分，控制生产过程，同时为产品的性能提升提供大量实验数据与数据分析功能。本课题在了解了发泡水泥保温材料生产工艺的基础上，结合可编程控制器控制技术、计算机监控与数据采集技术，研制开发了一套发泡水泥保温材料计量与控制系统。该系统具有实时监控能力、数据保存及分析能力，实现了对发泡水泥保温材料生产的自动监控。本文阐述了发...

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