摘 要

工业4.0时代来临，冻干机融冰工艺循环在现代工业、医疗、生物制造用品等领域有着重要的应用，为实现冻干机的全自动化的工艺需求，本监控系统设计基于NetSCADA组态软件，对冻干机进行远程监控操作，上位机使用西门子S7-200PLC作为主控制器，以太网通讯；将冻干机运转过程中生产对象到最终产物的变化全过程进行对应的记录分析，真正达到全自动高速高效控制，组态软件的应用合理地缩减了冻干运行的周期，在工业生产等方面具有明显的经济价值。

设计监控系统是PLC控制的重要环节，本次NetSCADA软件设计将实现用户登录、工艺流程状态显示、参数设置、报警处理、操作记录、报表输出等功能；PLC与组态软件的应用促进设备自动化高度集中，降低人员操作误差，克服生产现场环境条件。

关键词：PLC；组态软件；NetSCADA；冻干机

Abstract

With the advent of Industry 4 , the freeze-drying process cycle of freeze dryers has important applications in modern industrial, medical, biological manufacturing supplies and other fields. To realize the automated requirements of the freeze dryer, this monitoring system will be designed based on the NetSCADA ,Remote monitoring operation of the freeze dryer, the host computer uses Siemens S7-200PLC as the main controller, Ethernet communication; record and analyze the entire process of the change from the production object to the final product during the operation of the freeze dryer, and truly achieve fully automatic high speed efficient control.The application of configuration software reasonably reduces the cycle of freeze-drying operation, and has obvious economic value in industrial production and other aspects.

The monitoring system is an important part of PLC control. The NetSCADA software design will realize user login, process status display, parameter setting, alarm processing, operation record, report output and other functions; the application of PLC and configuration software promotes equipment automation High concentration, reduce personnel operation errors, and overcome the environmental conditions on the production site.

Key Words: PLC；configuration software；NetSCADA；freeze dryer

目 录

第1章 绪论 1

1.1 设计目的及意义 1

1.2 PLC概述 2

1.3 监控系统发展状况 3

1.3.1国内组态软件介绍 3

1.3.2国外组态软件介绍 4

1.3.3 NetSCADA软件介绍 4

第2章 冻干机系统工艺要求 6

2.1 冻干机组成原理及其应用 6

2.1.2 冻干机的应用 6

2.2 系统工艺流程 6

2.2.1 化霜自动模式 7

2.2.2 回收自动模式 7

2.2.3 手动模式 7

第3章 监控系统设计 9

3.1 通讯组态及变量 9

3.1.1 上位机通讯配置 9

3.1.2 变量设置 11

3.2 组态画面设计 15

3.2.1 登录、工艺状态显示 15

3.2.2 参数设置 17

3.2.3 安全配置 18

3.2.4 跳转VBS脚本 19

3.3 Field监控现场 20

第4章 报警与用户操作记录 21

4.1 报警功能 21

4.2 操作记录存储 22

4.2.1 数据库配置 22

4.2.2 数据存储维护 23

4.3 报表 23

第5章 结论 25

参考文献 26

致 谢 27

第1章 绪论

冻干机最早是根据真空冷冻干燥技术研制出来的，现在，冻干机凭借应用这一技术受到人们的重视，冻干机在生物制药、食品科学以及农业产品的加工制造方面起到了重要的作用。随着自动化产业的发展，当代社会的进步，冻干机的自动控制需求逐渐变高；对冻干的生产过程的数据记录和设备相关控制的要求也越来越突出。

1.1 设计目的及意义

冻干机控制系统的稳定性、精准性有很高的要求，随着科技的进步，大量的新型技术及设备逐渐应用到了冻干机控制中。

PLC作为工业三大支柱之一，在工业生产中应用广泛，满足冻干机自动控制的要求，并提高冻干机的多元化、自动化、智能化程度^[1]。是适用于现代冻干技术发展的新型控制器。为达到精确实时远程自动控制，对冻干机监控系统进行设计；而海得公司开发的NetSCADA组态软件在多样性的功能方面正符合冻干机控制系统的要求，故利用NetSCADA以上优点设计完善的冻干机监控系统。

本设计采用NetSCADA组态软件对冻干机工艺过程进行监控、记录、控制；并对整个过程进行技术分析，真正意义上实现无接触智能化数据采集，极大减少人力资源浪费，合理降低人工成本，降低人造误差。此设计的应用在冻干机循环产业链具有较高的经济效益。

设计下位机采用西门子S7-200PLC控制器，PLC对冻干机工艺流程的顺序控制起到了至关重要的作用，实现控制器各子组级分项控制，对冻干机各个阀门启、停顺序控制。保证冻干机在最佳工艺指标下运行，从而实现相应的节能减排功能，提高设备利用率，减低原料的不必要浪费^[2]。

1.2 PLC概述