西门子s7200plc在烟草加料控制系统中的应用【字数：12345】
近几年来，随着经济的发展，国家的烟草行业也在迅速发展，烟草技术的质量要求也在逐步的提高。叶片加料加香是改善烟草质量的一个重要的步骤。而且烟草加料时的均匀性和稳定性将直接影响到香烟的品质。在研究了工业控制领域的各种控制方法后，对烟草香料的实际应用进行了深入研究，在这些调查的基础上进行烟草加料加香系统的设计。本课题依照着烟草市场的需求为设计背景，根据工厂实际情况设计出一套基于西门子S7-200 PLC以及组态王的烟草加料加香控制系统，该设计可进行实时监测与两地控制的作用。该系统详细叙述了烟草加料加香控制系统的各个步骤。本论文首先对课题背景介绍从而引出烟草加料自动控制系统在烟草市场上的需求。选用西门子S7-200 PLC作为下位机来编写符合现场实际控制要求的程序，选用组态王作为工业人机界面对烟草加料控制系统进行监控，利用传感器、变频器等元件来执行相关操作从而设计出符合生产要求的烟草加料控制系统。该系统可以大大提高了生产时的安全可靠性，减少了员工对现场设备的操作，减轻生产员工的工作量，从而大大提高了生产的效率。
目 录
1.引言 1
1.1课题研究的背景 1
1.2烟草行业的现状 1
1.3论文总体结构 1
2.总体设计方案 3
2.1课题总体设计思路 3
2.2方案设计要求 3
2.2.1设计原则 3
2.2.2加料控制系统概述 4
2.3生产操作控制模式 5
2.4 PLC设计方案 5
2.4.1 PLC设备选型 5
2.4.2 PLC功能设计 6
2.4.3 PLC的接线图 6
2.4.4 PLC的I/O分配表 7
2.5 上位机设计方案 8
2.5.1上位机选择 8
2.5.2上位机功能设计 8
2.6本章小结 8
3.系统硬件设计 9
3.1检测元件 9
3.1.1温度传感器 9
3.1.2电阻应变片式传感器 9
3.1.3质量流量计 10
3.2执行元件 10
3.2.1阀 10
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
3.2.2加料泵 11
3.3变频器选型 11
3.3.1变频器的选型 11
3.3.2变频器连接设置 12
3.3.3变频器参数设置 12
3.4系统主电路设计 13
3.5本章小结 14
4.系统软件设计 15
4.1 PLC软件设计 15
4.1.1 程序设计方案 15
4.1.2料液施加程序 15
4.1.3余料回收和清洗程序 16
4.1.4功能储料罐清洗程序 17
4.1.5温度控制程序 18
4.2上位机界面设计 19
4.2.1组态王连接设置 19
4.2.2组态王变量设计 19
4.2.3员工登录画面设计 20
4.2.4叶片加料监控画面设计 21
4.2.5生产模式选择画面设计 22
4.2.6加料数据显示画面设计 23
4.2.7报警画面设计 23
4.3本章小结 24
5.综合调试 25
5.1加料控制系统基本功能调试 25
5.2储料罐温度控制调试 27
5.3本章小结 27
6.总结 28
致谢 29
参考文献 30
1.引言
1.1课题研究的背景
PLC电子设备是目前控制工业自动化的主流产品,在半导体技术以及通讯技术的推动下,PLC技术基本上覆盖了国内工业控制的核心领域。在我国，改革开放开始之初就已经对可编程控制器进行引进，应用，研制和生产。最开始的时候是在引进的设备中大量使用可编程控制器。接下来在不同企业的生产设备及产品中也在不断的扩大了PLC的应用。然而随着科学技术的飞速发展，社会的不断进步以及经济的持续快速发展，人们对工业生产的自动化水平有了更为严格地要求。
对于烟草工艺亦是如此，烟草加工由最初的人工操作的单机设备即根据烟叶流量大小调节电机转速，人工改变齿轮泵转速来达到调节料液的施加流量，保证每次烟叶生产完成时料液的施加也完成，开始慢慢的往智能方面发展。随着国产烟草机械和控制技术的发展，烟草工业卷烟工厂的加料系统已经升级为根据生产的工艺信号，实现自动完成料液的施加。
1.2烟草行业的现状
中国是世界上人口最多的国家，拥有着世界上最大的烟草市场。然而国内因为国家经济增速的缓慢以及消费者们对于生活质量要求的提高。导致消费者对香烟等产品的需求的减少，这一现象又加剧国内卷烟行业的竞争，所以国内烟草行业为提升自身竞争力纷纷进行改革。
随着2016版《卷烟工艺规范》的发布与实施，对于烟草加香加料系统控制的及时性与控制精度以及检测与执行元件的准确性有了更高的要求。而且作为烟草加工过程中最关键的一环的烟草加料工序，将会大大影响产品的内在质量。以目前形势来看烟草的品质将成为市场竞争的焦点。且随着工业网络的发展，国内的烟草加料技术也在逐渐往智能化方面发展，现已开始实现烟草加料控制系统的自动控制。自动控制系统将会使烟草加料过程中的精度控制有大大的提升。
1.3论文总体结构
本课题以卷烟的加料加香控制系统为出发点，对加料控制系统进行设计，从而实现料液按比例均匀施加在烟叶表面，满足料液施加的管控要求。论文共分为五章节。根据设备要求进行方案设计，根据总体方案进行设计工作。最后进行调试工作。
第一章引言，主要介绍了烟草行业的现状与发展趋势，烟草加料的历史背景，加料加香系统的简易介绍以及论文的总体结构。
第二章总体方案设计，对系统总体的设计方案进行介绍，根据现状分析与调查，确定总体设计要求、生产操作的控制模式、PLC与上位机监控系统的内容及功能。
第三章硬件部分设计，对烟草加料系统的硬件部分进行构建，对检测与执行元件（即传感器、阀门、流量计、电机与加料泵）进行选型与介绍；对储料罐进行设计；对变频器的选型，参数设计进行分析。
第四章软件部分设计，对加料系统进行软件编程，对整个加料系统的功能进行构建，对PLC程序和上位机组态王进行具体设计与讲解。
第五章成果验证测试，对烟草加料系统进行控制测试分析，来验证系统性能。
2.总体设计方案
2.1课题总体设计思路
本课题选用西门子S7200 PLC进行系统软件编程，以组态王作为上位机监控现场生产状态，通过启动按钮开关作为数字量将控制信号输入到控制器PLC中，以指示灯与加料泵的工作情况来控制系统运行。通过传感器以及流量计所检测到的模拟输入信号通过西门子S7200 PLC来进行A/D转换成数字量后来控制烟草加料过程中所施加的料液的状态。如图21烟草加料系统结构图所示。
目 录
1.引言 1
1.1课题研究的背景 1
1.2烟草行业的现状 1
1.3论文总体结构 1
2.总体设计方案 3
2.1课题总体设计思路 3
2.2方案设计要求 3
2.2.1设计原则 3
2.2.2加料控制系统概述 4
2.3生产操作控制模式 5
2.4 PLC设计方案 5
2.4.1 PLC设备选型 5
2.4.2 PLC功能设计 6
2.4.3 PLC的接线图 6
2.4.4 PLC的I/O分配表 7
2.5 上位机设计方案 8
2.5.1上位机选择 8
2.5.2上位机功能设计 8
2.6本章小结 8
3.系统硬件设计 9
3.1检测元件 9
3.1.1温度传感器 9
3.1.2电阻应变片式传感器 9
3.1.3质量流量计 10
3.2执行元件 10
3.2.1阀 10
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
3.2.2加料泵 11
3.3变频器选型 11
3.3.1变频器的选型 11
3.3.2变频器连接设置 12
3.3.3变频器参数设置 12
3.4系统主电路设计 13
3.5本章小结 14
4.系统软件设计 15
4.1 PLC软件设计 15
4.1.1 程序设计方案 15
4.1.2料液施加程序 15
4.1.3余料回收和清洗程序 16
4.1.4功能储料罐清洗程序 17
4.1.5温度控制程序 18
4.2上位机界面设计 19
4.2.1组态王连接设置 19
4.2.2组态王变量设计 19
4.2.3员工登录画面设计 20
4.2.4叶片加料监控画面设计 21
4.2.5生产模式选择画面设计 22
4.2.6加料数据显示画面设计 23
4.2.7报警画面设计 23
4.3本章小结 24
5.综合调试 25
5.1加料控制系统基本功能调试 25
5.2储料罐温度控制调试 27
5.3本章小结 27
6.总结 28
致谢 29
参考文献 30
1.引言
1.1课题研究的背景
PLC电子设备是目前控制工业自动化的主流产品,在半导体技术以及通讯技术的推动下,PLC技术基本上覆盖了国内工业控制的核心领域。在我国，改革开放开始之初就已经对可编程控制器进行引进，应用，研制和生产。最开始的时候是在引进的设备中大量使用可编程控制器。接下来在不同企业的生产设备及产品中也在不断的扩大了PLC的应用。然而随着科学技术的飞速发展，社会的不断进步以及经济的持续快速发展，人们对工业生产的自动化水平有了更为严格地要求。
对于烟草工艺亦是如此，烟草加工由最初的人工操作的单机设备即根据烟叶流量大小调节电机转速，人工改变齿轮泵转速来达到调节料液的施加流量，保证每次烟叶生产完成时料液的施加也完成，开始慢慢的往智能方面发展。随着国产烟草机械和控制技术的发展，烟草工业卷烟工厂的加料系统已经升级为根据生产的工艺信号，实现自动完成料液的施加。
1.2烟草行业的现状
中国是世界上人口最多的国家，拥有着世界上最大的烟草市场。然而国内因为国家经济增速的缓慢以及消费者们对于生活质量要求的提高。导致消费者对香烟等产品的需求的减少，这一现象又加剧国内卷烟行业的竞争，所以国内烟草行业为提升自身竞争力纷纷进行改革。
随着2016版《卷烟工艺规范》的发布与实施，对于烟草加香加料系统控制的及时性与控制精度以及检测与执行元件的准确性有了更高的要求。而且作为烟草加工过程中最关键的一环的烟草加料工序，将会大大影响产品的内在质量。以目前形势来看烟草的品质将成为市场竞争的焦点。且随着工业网络的发展，国内的烟草加料技术也在逐渐往智能化方面发展，现已开始实现烟草加料控制系统的自动控制。自动控制系统将会使烟草加料过程中的精度控制有大大的提升。
1.3论文总体结构
本课题以卷烟的加料加香控制系统为出发点，对加料控制系统进行设计，从而实现料液按比例均匀施加在烟叶表面，满足料液施加的管控要求。论文共分为五章节。根据设备要求进行方案设计，根据总体方案进行设计工作。最后进行调试工作。
第一章引言，主要介绍了烟草行业的现状与发展趋势，烟草加料的历史背景，加料加香系统的简易介绍以及论文的总体结构。
第二章总体方案设计，对系统总体的设计方案进行介绍，根据现状分析与调查，确定总体设计要求、生产操作的控制模式、PLC与上位机监控系统的内容及功能。
第三章硬件部分设计，对烟草加料系统的硬件部分进行构建，对检测与执行元件（即传感器、阀门、流量计、电机与加料泵）进行选型与介绍；对储料罐进行设计；对变频器的选型，参数设计进行分析。
第四章软件部分设计，对加料系统进行软件编程，对整个加料系统的功能进行构建，对PLC程序和上位机组态王进行具体设计与讲解。
第五章成果验证测试，对烟草加料系统进行控制测试分析，来验证系统性能。
2.总体设计方案
2.1课题总体设计思路
本课题选用西门子S7200 PLC进行系统软件编程，以组态王作为上位机监控现场生产状态，通过启动按钮开关作为数字量将控制信号输入到控制器PLC中，以指示灯与加料泵的工作情况来控制系统运行。通过传感器以及流量计所检测到的模拟输入信号通过西门子S7200 PLC来进行A/D转换成数字量后来控制烟草加料过程中所施加的料液的状态。如图21烟草加料系统结构图所示。
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