论文总字数：19778字

摘 要

近年来，可编程逻辑控制器(PLC)得到了迅速的发展，在这段时间内，它的信号处理和数字运算效果大幅改善，通讯网络连接方面也更加方便。它在控制领域的地位已经有取代DCS成为过程控制领域霸主的趋势。PLC编程容易、兼容性好、可靠性高、抗扰动能力强、使用便利，适合过程控制的诸多领域。在未来可预见的时间里，PLC在工业生产控制领域的地位将是无法取代的。

本文介绍的是以反应釜为被控对象，以反应釜的温度、液位、压力和流量为控制参数，以PLC为控制器，构成的用PLC控制的反应釜系统。其中主要对液位的大小进行控制，拟使用PID对其调控。本课题将使用Step7-300进行编程，上位机使用Wincc flexible组态软件对反应釜的液位、温度和压力进行实时监控，控制信息由触摸屏从PLC中读取并进行监控，最后通过实验室内相关的设备进行验证，验证结果表明本控制方案可以完成对工业反应釜的模拟控制，所以，对工业现场的控制也具有现实意义。

关键词：反应釜 PLC PID WINCC flexible组态

Control system design and realization of reactor based on S7-300

Abstract

PLC has been rapid development in recent years, during this period, PLC in digital signal processing ability, operation, man-machine interface debugging and the ability of communication network connection of a boost. PLC in the control status has been replaced in the field of DCS become dominant trend of the process control field. PLC programming is simple, easy to use, high reliability, strong adaptability, strong anti-jamming capability, suitable for different areas of process control. In the foreseeable future, PLC in the field of industrial production control status cannot be replaced.

In this paper, the reaction kettle is used as the controlled object, the temperature, the liquid level, the pressure and the flow rate of the reactor are controlled, and the PLC is used as the controller, which is composed of the reactor system with PLC control. The liquid level is the main control parameter, and the PID analog quantity control. The control system with S7-300 PLC programming, PC using WINCC configuration software to the reaction kettle liquid level, pressure and temperature real-time monitoring, control information after S7-300 is transmitted to the touch screen monitor and the related equipment in the laboratory simulation and experimental results show that this control scheme can achieve the simulation and control of industrial reactor, is of practical significance for industrial control.

Keywords: Reactor  PLC PID WINCC  flexible configuration

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 反应釜控制系统应用现状 2

1.3 本文研究思路 2

第二章 系统设计相关软件 4

2.1 Step7-300 PLC软件 4

2.2 Wincc flexible组态软件 5

第三章 反应釜控制方案总体设计 7

3.1 工艺要求和系统需求分析 7

3.1.1 控制工艺要求和系统功能 7

3.1.2控制系统需求分析 7

3.2 控制系统设计 9

3.2.1.控制系统设计原则 9

3.2.2开车顺序及基础控制系统的设计 10

3.3 PLC硬件组态 12

3.3.1 硬件组态的原理 12

3.3.2 硬件的选型及具体方法 12

3.3.3 硬件接线图 15

第四章 反应釜控制系统的软件设计 16

4.1 编程相关功能的介绍 16

4.1.1 FB41实现PID控制 16

4.1.2 FC功能和OB块的说明 17

4.1.3反应釜控制程序设计 18

4.2 Wincc flexible组态监控 28

4.2.1 组态过程 28

4.2.2 组态监控 29

第五章 反应釜控制系统的运行和调试 32

5.1运行前的准备 32

5.1.1计算机与PLC之间的通信 32

5.1.2 PC与触摸屏和触摸屏与PLC之间的通信 33

5.2控制系统的运行及调试 34

5.2.1触摸屏上数据读写 34

5.2.2 PID参数整定 34

第六章 总结与展望 37

参考文献 38

致谢 39

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

伴随着科技的快速发展和生产力水平的持续提升，反应釜在社会生活尤其是化工领域的应用非常广泛，早已被人们所重视。现在，全世界依旧以每年3-5%的速度递增，而我国由于反应釜设备行业起步较晚，有关技术跟国外相比仍然有一定的差距。然而，随着我国工业化的快速发展和科学技术的不断进步以及对反应釜设备行业的市场需求量越来约大，反应釜技术发展的非常迅速^[1]。在近几年发展当中，国内的反应釜自动化程度越来越高，基本上已取代了手工操作，主要是采用了PLC控制和智能控制仪表。

反应釜在社会生活尤其是化工领域的应用非常的广^[2]。不仅体现在它的容积大方面，而且还可以解决在集体生产时候出现的的质量误差问题，从而提高产量，这也意味着产品的成本将大大的降低。不仅如此，搅拌器在反应釜中形式也有所发展，从一个搅拌器变为两个搅拌器。在别的国家，让釜反应釜的身体在水平方向上转动也可以加快反应速度^[3]。而且，自动化和连续化的生产差不多将人们从手工操作中解放出来了，比如在使用程序进行控制时，不仅可以保证稳定的生产，提升产品品质，提高利润，减轻体力劳动。另外，还可消除对环境的污染。最后，它在生产过程中会产生热能，我们需要设计合理的工艺操作手段，同时也需要良好的保温手段以及将传热效率变大的方法，这样才能在最大程度上降低热能的损失，如果可以的话，最后用不完的热能我们也要充分的使用以节约能源，未来使用热管技术将有很大的前景^[4]。

请支付后下载全文，论文总字数：19778字