基于PLC的洁净室空气调节监控系统设计与实现

摘要

近年来，随着国民经济的发展，洁净室技术在电子、制药、生物工程、实验室、食品、化妆品和医疗卫生、仪器仪表等工业、农业以及人们的日常生活中起着越来越重要的作用。本工程来自于我国某重点实验室环境自动控制工程，控制面积约为3万平方米，洁净区域块数约为40块，大空间、要求指标多样，高可靠性、高精度等特点，该工程选用模块化、速度快、标准化、具有网络通信能力、功能强、可靠性高的SIEMENS PLC设计洁净室空气调节自动监控系统。本文以控制的三个洁净区域为例进行详细的阐述，三个洁净区域的指标为：温度：冬季：20℃±0.3℃；夏季：23℃±0.3℃；相对湿度：40％≦H≦60%；洁净度：8级；气压：10Pa。
　　首先，本文调研了现场空气调节工艺流程和现场工艺中主要的两种空气调节处理方式AHU系统和FFU系统以及它们的区别；根据现场空气调节工艺，着重的进行了本自动控制系统的设计需求分析；然后根据需求分析，制定了洁净室空气调节自动监控系统总体结构，包括信息层、控制层与现场层；然后对系统的PLC、控制站点ET200M分布式I/O模块站进行选型及配置，以及现场层的变送器、执行器和现场总线的设计。接着，根据系统的工艺流程和控制要求着重对洁净室空气调节监控系统控制程序进行了总体设计，包括动力站控制程序设计以及空气调节器控制程序设计，特别着重的讲解了系统相对湿度串级 PID控制程序的设计和站点的软冗余程序设计。然后根据系统的工艺要求，利用WinCC监控软件对上位机的现场智能控制画面进行了设计。最后本文详细的介绍了系统的安装与调试。
　　通过系统的交付使用，结果表明系统运行情况良好，操作方便，控制功能完善，数据传输快捷，完全能满足客户对实验室监控系统的要求，具有较强的通用性和可扩展性。

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第一章 绪 论

1.1课题研究背景及意义

1.2国内外工业控制自动化技术的研究现状

1.3 工业控制技术的发展趋势

1.4本论文的主要工作及解决的关键问题

1.6本章小结

第二章 洁净室空气调节工艺流程及系统设计需求分析

2.1洁净室空气调节工艺流程

2.2系统设计需求分析

2.3本章小结

第三章 系统总体结构与硬件设计

3.1系统总体结构

3.2 系统的硬件设计

3.3系统的现场总线设计

3.4本章小结

第四章 系统的软件设计

4.1系统的控制软件的设计

4.2系统的上位机软件的设计

4.3本章小结

第五章 系统的安装与调试

5.1系统的安装

5.2 系统的调试

5.4本章小结

总结与展望

致谢

参考文献

在校期间的研究成果