本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告書題目基于PLC與組態(tài)軟件的飼料加工自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)老師 2011年8月12日論文（設(shè)計(jì)）題目 基于PLC與組態(tài)軟件的飼料加工自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)課題目的、意義及相關(guān)研究動(dòng)態(tài)：飼料工業(yè)是畜牧養(yǎng)殖業(yè)的基礎(chǔ)。我國飼料工業(yè)從上世紀(jì)70年代中后期，經(jīng)過近四十年的發(fā)展，我國飼料業(yè)已完成了從于工作坊式的生產(chǎn)到世界第二大飼料生產(chǎn)國的飛越，成為我國重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一。但是飼料廠的配套自動(dòng)控制系統(tǒng)和高精度配料控制系統(tǒng)還相對(duì)滯后，因此實(shí)現(xiàn)安全可靠的自動(dòng)控制系統(tǒng)和高精度配料系統(tǒng)就顯得十分迫切和必要。飼料廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了人工手動(dòng)控制、機(jī)械電氣控制、單片機(jī)控制、工業(yè)計(jì)算機(jī)集中控制等幾個(gè)階段。第一階段：飼料加工技術(shù)比較簡單，各機(jī)械之間沒有邏輯聯(lián)系，現(xiàn)場(chǎng)操作人員一般只負(fù)責(zé)一到兩個(gè)設(shè)備的操作與監(jiān)控，并手工記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)，產(chǎn)品質(zhì)量人為因素很大。第二階段：繼電器手工控制在很大程度上降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，但大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器組成的電控系統(tǒng)非常復(fù)雜，可靠性極低，特別是調(diào)試和改造時(shí)難度很大。第三階段：隨著大規(guī)模集成芯片技術(shù)的的成熟，單片機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。單片機(jī)配料系統(tǒng)較之前兩種系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路復(fù)雜程度降低，可靠性大大提高，但其抗干擾能力比較差也局限了它的應(yīng)用。第四階段：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，基于工控機(jī)的飼料廠自控系統(tǒng)也開始出現(xiàn)，這種系統(tǒng)大多采用集中控制方式。計(jì)算機(jī)除具有工藝流程控制、工況實(shí)時(shí)顯示、提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)表打印等功能等功能外，還要完成對(duì)各象的直接控制和數(shù)據(jù)采集任務(wù)。在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科技日新月異的今天，科學(xué)技術(shù)越來越多的應(yīng)用于飼料工業(yè)中，特別是現(xiàn)場(chǎng)總線和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，飼料工業(yè)的自動(dòng)化控制水平也在相應(yīng)提高。美國及歐洲的一些國家的飼料廠從進(jìn)料到成品散裝出料，全部為計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，整廠單班操作人員只需要兩人。飼料廠的管理和控制全部通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作，管理系統(tǒng)采用先進(jìn)的模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)各部門職能選擇不同的系統(tǒng)模塊。通過對(duì)人員管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)核算系統(tǒng)、原料接收系統(tǒng)、成品發(fā)放系統(tǒng)和生產(chǎn)加工系統(tǒng)共5個(gè)子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的管理，全部掌控整個(gè)飼料廠營運(yùn)?？傮w上，我國在飼料加工控制系統(tǒng)上存在技術(shù)不夠先進(jìn)、企業(yè)平均規(guī)模小、綜合生產(chǎn)水平低等問題。因此。進(jìn)一步提高飼料加工廠的自動(dòng)化程度，仍然十分緊迫，設(shè)計(jì)出高性能自動(dòng)控制系統(tǒng)和高精度自動(dòng)配料系統(tǒng)意義重大。本課題以配合飼料生產(chǎn)中的控制系統(tǒng)部分為研究對(duì)象，在深入了解飼料加工系統(tǒng)的工藝要求、現(xiàn)有控制方式的基礎(chǔ)上，提出部分采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的整體方案，目的是利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)，設(shè)計(jì)一套高性價(jià)比的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)飼料加工廠生產(chǎn)線的自動(dòng)控制。在連續(xù)的工業(yè)生產(chǎn)中，物流平衡是關(guān)鍵，所以需要對(duì)物料的流量進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量和控制，精確配料更是飼料廠生產(chǎn)的關(guān)鍵，因此固體液體的自動(dòng)配料在食品、輕化工、建筑和醫(yī)藥等行業(yè)發(fā)揮越來越重要的作用，正因?yàn)槠鋺?yīng)用的廣泛性，此課題的現(xiàn)實(shí)意義不言而喻。課題的主要內(nèi)容（觀點(diǎn)）、創(chuàng)新之處：本課題的主要內(nèi)容為設(shè)計(jì)開發(fā)出一套大型飼料生產(chǎn)加工廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)，在滿足生產(chǎn)工藝的要求下，設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，滿足飼料生產(chǎn)高效高精度的要求。飼料生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是配料工段，它不僅影響飼料的質(zhì)量，還影響生產(chǎn)產(chǎn)量，所以本課題以配料工段為中心進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。采用PLC控制飼料加工生產(chǎn)線，可以有效的提高配料的精確性，進(jìn)而提高產(chǎn)品的質(zhì)量，且PLC控制系統(tǒng)本身具有功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高、易于維護(hù)等特點(diǎn)，因而能最大化的增大企業(yè)收益和減少生產(chǎn)成本。研究方法、論文撰寫提綱：在查閱大量國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上，對(duì)國內(nèi)外飼料加工廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r、現(xiàn)狀作較為詳細(xì)的介紹，分析飼料加工廠過程自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì)。根據(jù)飼料加工廠的控制要求和生產(chǎn)工藝流程，控制系統(tǒng)設(shè)一個(gè)PLC主站，全部I/O模塊安裝在ET200M遠(yuǎn)程站上通過Profibus網(wǎng)與主站連接。結(jié)合飼料加工廠的實(shí)際生產(chǎn)要求，完成該控制系統(tǒng)的硬件選型，軟件設(shè)計(jì)。完成PLC的選型、I/O點(diǎn)數(shù)分配以及PLC的連接。最后采用國內(nèi)廣泛應(yīng)用的組態(tài)軟件組態(tài)王，開發(fā)出了本飼料配料自動(dòng)控制系統(tǒng)的仿真模擬。本手冊(cè)共分為七章：第一章緒論介紹飼料加工生產(chǎn)線的發(fā)展現(xiàn)狀，以及課題課題的主要研究內(nèi)容；第二章控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)介紹PLC控制系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)以及飼料生產(chǎn)的加工工藝，確定系統(tǒng)的編程思想；第三章PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要是PLC的選型以及I/O點(diǎn)的分配；第四章PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)飼料加工生產(chǎn)線配料系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)；第五章上位機(jī)組態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì)組態(tài)王的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)；第六章粉碎機(jī)自動(dòng)喂料系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于PID調(diào)節(jié)的喂料器調(diào)速控制；第七章總結(jié)本次設(shè)計(jì)的心得以及飼料加工工藝的展望。4.畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度安排：畢業(yè)設(shè)計(jì)開題階段：（2011年第14~20周）：完成開題報(bào)告，文獻(xiàn)檢索、英文翻譯工作。畢業(yè)設(shè)計(jì)課題調(diào)研階段：（寒假期間）：課題調(diào)研，完成調(diào)研報(bào)告。畢業(yè)設(shè)計(jì)主要工作階段：（2012年第1周~2012年第11周）：（1） 完成系統(tǒng)的總體規(guī)劃。（2） 具體的硬件選型和設(shè)計(jì)及控制軟件的編寫。（3） 控制效果分析。（4） 完成畢業(yè)論文的撰寫工作。畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯階段：（2012年第12周）主要參考文獻(xiàn)與資料：T.J.byers.ElectronicTestEquipmentoperationandApplications[M].London;NewYork:Granada;[Brookfield,Vt.:DistributedbyRenoufUSA],1981.何曉龍.水泥配料自動(dòng)化系統(tǒng)的研制[D].南京：南京理工大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院,2007王寬仁，趙世強(qiáng).基于虛擬主機(jī)技術(shù)的微機(jī)配料系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置,2002,1（1）:23-25吳德勝.21世紀(jì)飼料加工新技術(shù)[J].東北飼料信息,2008,22（2）:12-15[5西門子（中國）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán).深入淺出西門子S7-300PLC[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2004:78-86[6]MintehellGA.OpenSysteminProcessControl[J].ControlEngineering.1999（9）.[7Minke.Spear.FromFieldbustoEthernet[J].ProeessEngineering，2004，85（5）:31一32王錦標(biāo).計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[M].北京:清華大學(xué)出版社，2004.陽憲惠.現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及及其應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社，1999.何衍慶，余金壽，蔣慰孫.工業(yè)生產(chǎn)過程控制[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.鄒益仁，馬增良，蒲維.現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2003.周明.現(xiàn)場(chǎng)總線控制[M].北京，中國電力出版社，2002.袁愛進(jìn)等.現(xiàn)場(chǎng)智能測(cè)控儀表軟件集成技術(shù)的研究[J].儀器儀表學(xué)報(bào)，2001.高鴻斌，孔美靜，郝孟合.西門子PLC與工業(yè)控制控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社，2006.嚴(yán)麗霞，翟坦.基于Profibus的經(jīng)濟(jì)型現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2001.羅喬?hào)|，辛樂，武自芳.基于Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線的可編程邏輯控制器監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2004.邢進(jìn).基于Profibus的預(yù)混料自動(dòng)配料控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].武漢:武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院,2008王常力，羅安著.集散型控制系統(tǒng)選型與應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社，2001:89-90王爭(zhēng).紅獅控制[J].控制與傳動(dòng),2009,1(1):45-46張君霞.高爐上料控制系統(tǒng)的研究[D].成都：西南交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,2005SIEMENSCorp.SIMATICS7-300AutomationSystem[J].HardwareandInstallation,CPU31