基于PLC和HMI的压合监控系统的设计与实现

摘要

层压设备中温度及压力参数是工艺的关键因素，需进行精确快速稳定的控制，本文针对工艺要求以及节能减排的要求，开发了一套功能完善、性能稳定、技术先进的层压工艺自动化监控系统。
　　监控系统采用以PLC为控制核心的集散控制系统(DCS)方案，实现自动化监控。整体系统主要包括控制模块、信息采集模块、执行模块以及显示模块。控制模块由FX3U系列PLC以及相应模拟量拓展模块组成，实现对温度和压力参数的数据处理以及精确控制，其中模拟量的控制采用无静差负反馈控制算法 PID，进行调节控制；信息采集模块包括一些温度传感器和压力一体变送器，主要完成对现场各设备的温度及压力参数的采集，并反馈到控制模块；执行模块包括电加热器、电动阀门、变频电机以及配电箱柜等，根据控制模块PID算法输出的控制结果，通过调节电动阀门的开启角度、变频电机的工作频率以及电加热器的输出功率，实现控制要求；显示模块采用台达DOP-B系列的彩色HMI（Human Machine Interface）作为显示以及交互操控的平台，提供图形化的接口，以便工作人员进行参数设置、过程控制等操作。
　　本文主要介绍了层压监控系统的设计和实现，主要包括PLC控制柜的设计及安装、PLC程序的设计、人机界面程序的设计以及监控系统的调试。本文共分六部分，第一章为论文的绪论，主要包括论文课题的背景、研究的目的和意义，国内外研究现状及趋势；第二章介绍了系统原理，包括相关技术在本文的应用方法、控制方案的选择；第三章为系统硬件的介绍；第四章为可编程控制器(PLC)的控制部分以及人机界面(HMI)显示部分的详细说明；第五章为系统调试方案的介绍；最后一章为对课题的总结以及展望。
　　本文通过研究分析，实现了一个功能齐全、性能稳定、运行可靠的层压工艺监控系统,实现了自动监控、手动控制、超压保护、工艺参数设置、PID参数设置、数据同步等功能。经过试验，系统工作稳定、高效，满足了层压工艺的要求，克服了层压工艺升温困难、能量利用率低等问题。

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第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2国内外发展现状及趋势

1.3 文章主要研究内容和章节安排

第二章 系统原理及总体设计

2.1 控制任务

2.2 项目的开发流程

2.3 控制系统的功能分析

2.4 模拟量控制方案分析

第三章 系统硬件设计

3.1 硬件设备

3.2 PLC控制柜

3.3 终端

第四章 系统软件设计

4.1 软件系统以及编程语言

4.2 PLC程序设计

4.3 人机界面程序设计

第五章 系统调试

5.1 硬件测试

5.2常温常压空载测试

5.3 高温高压空载测试

5.4 正常测试

第六章 总结及展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献