基于PLC的七氟丙烷灭火装置充装系统的设计

摘要

经过几十年的发展，气体产业形成了一个巨大的市场，科技越发达，各类气体的需求量就越大，并且每年仍以将近两倍的速度增加。随着气体市场的不断壮大，瓶装气体充装企业也不断增加，国家相关法律、规范、标准等对气体的充装要求越来越详尽，原有的气瓶充装装置工艺与技术相对落后，安全隐患逐渐显露并越发严重，安全事故也时有发生，气瓶充装站各个环节的效率也逐渐跟不上市场的需求。气体充装企业的充装技术、设备以及各环节的安全、节能、效率和精确性等问题受到行业有关专家、企业经营者、技术人员的广泛关注。
　　根据特种设备安全生产相关法规和特种设备相关管理条例以及针对气体领域生产、经营的各种标准和规范，同时又联系到企业的生产、使用等各方面需求的近况，本课题旨在设计出一套功能相对完善、性能相对稳定可靠的七氟丙烷灭火装置的充装系统。为达到此系统简单便捷的设计实现，经过论证比较，最终选取了西门子S7-200作为下位机并以昆仑通态MCGS作为上位组态软件，以高精度的传感器配合测量，设计出符合要求的基于西门子PLC控制的充装系统。整个系统基于西门子S7-200系列PLC进行控制，软件方面借助STEP7 Micro-WIN、Auto CAD、昆仑通态MCGS完成设计，并选用其它外部相关构件辅助，最终确使系统的软硬件能够高效的配合、测量能够实时准确、系统能够得到实时反馈、数据能够方便地保存和查看。
　　本研究以四川省成都市某消防厂项目为实例，开发设计并安装完成了七氟丙烷灭火装置的充装系统。本设计首先对该项目的社会背景及现实意义进行论述分析，随后依次进行了系统的技术方案及要求、元件选型、系统PLC的技术实现、上位组态设计、充装系统管网的布局等方面的工作，最后对系统进行实际的运行测试。
　　本充装系统已经完成了实际的安装与测试，且已通过验收，结果显示系统能够准确高效的完成充装任务，充装数据及各项参数都符合企业的要求。最后在三天时间内对充装数据进行了七次抽样检查，并与设定参数进行比较，结果表明，充装数据的误差都在企业的要求范围内，并且系统始终能够正常地运行。本研究的设计与实现不仅在一定程度上推进了国内气瓶充装的技术水平，而且还为国内气瓶充装产业的发展与改进提供一定的借鉴意义。

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1 绪论

1.1 课题现状与研究意义

1.2 课题背景知识的介绍

1.3 课题目标与主要研究内容

2 七氟丙烷充装系统的技术要求与方案设计

2.1 七氟丙烷充装系统的技术要求

2.2 充装系统的方案设计

2.3 充装系统主要元件的选型讨论

2.4 本章小结

3 充装系统PLC控制的设计

3.1 控制系统的设计

3.2 硬件设计

3.3 软件设计

3.4 本章小结

4 人机界面的设计

4.1 MCGS组态软件

4.2 系统组态设计技术手段

4.3 MCGS 组态软件通信设置

4.4 设计成果

4.5 本章小结

5 系统的安装运行测试

5.1 系统的安装及调试

5.2 系统运行状况及反馈

6 结论与展望

参考文献

附录 PLC程序图

攻读硕士学位期间发表论文及科研成果

致谢