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摘 要

在当前的工业发展生产过程中，冷却是整个生产过程中非常重要的生产环节。比如在钛粉生产活动中，冷却作为其中一个重要的生产环节，其效果的好坏至关重要。钛粉生产系统的效率高低、状态好坏与冷却系统的运行息息相关，而冷却系统又属于电气控制系统的一部分，所以希望设计出一款能满足钛粉生产的电气控制系统。设计的内容主要是设备及相关传感器的选型、控制系统硬件设计、控制系统软件设计、组态工程设计以及软件程序调试。其中具体包括：相关传感器的选型、PLC的选型、I/O口的设置与统计、CPU的选型、拓展模块的选型、流程图的设计、相关程序的编写、组态画面的设计以及程序的调试等方面。在设计中涉及到冷却系统及相关设备的选型与计算、PLC硬件和软件设计、s7-200的STEP 7-Micro/WIN32软件梯形图编程以及MCGS组态画面设计等方面的知识，并在这些知识方法的基础上实现了控制保护的总体要求。

关键词：控制系统 PLC 人机组态 程序设计 调试

Design and implementation of electric and control system of cooling output link in titanium powder production

Abstract

In the current industrial development and production process, cooling is a very important production link in the whole production process. For example, in titanium powder production activities, cooling as one of the important production links, its effect is very important. The efficiency and state of titanium powder production system are closely related to the operation of the cooling system, and the cooling system is a part of the electrical control system, so we hope to design an electrical control system that can meet the titanium powder production. The main contents of the design are the selection of equipment and related sensors, the hardware design of the control system, the software design of the control system, the configuration engineering design and the software program debugging. It includes: selection of relevant sensors, selection of PLC, setting and statistics of I / O port, selection of CPU, selection of expansion module, design of flow chart, compilation of relevant programs, design of configuration screen and debugging of programs. In the design, it involves the selection and calculation of cooling system and related equipment, the design of PLC hardware and software, the step 7-micro / Win32 software ladder programming of S7-200, and the design of MCGS configuration screen, etc. based on these knowledge methods, the overall requirements of control and protection are realized.

Key words: control system;PLC;human machine configuration;program design;debugging

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1课题背景 1

1.2国内外发展现状 1

1.2.1国外发展现状 1

1.2.2国内发展现状 2

1.3论文研究目的及意义 3

1.3.1研究目的 3

1.3.2研究意义 3

1.4论文研究主要内容 3

1.5本章小结 4

第二章 钛粉生产冷却输出环节工艺简介 5

2.1生产冷却工艺简介 5

2.2生产冷却输出环节控制方案 6

2.3控制环节参数及性能指标分析 7

2.4本章小结 8

第三章 工艺过程硬件设计 9

3.1西门子PLC简介 9

3.2I/O点数确定 10

3.3CPU型号及配套模块选型 12

3.4传感器选型 14

3.5电气系统设计 15

3.6本章小结 19

第四章 工艺过程软件设计与实现 21

4.1工艺总流程设计及说明 21

4.2控制程序流程说明 22

4.2.1钛粉入料流程 22

4.2.2钛粉冷却流程 22

4.2.3钛粉存储流程 23

4.2.4钛粉给料流程 24

4.3模拟量处理程序编写 25

4.4基于昆仑通态人机组态设计 26

4.4.1MCGS简介 26

4.4.2MCGS人机组态软件设计 28

4.5本章小结 31

第五章 PLC硬件连接及程序调试 32

5.1PLC程序下载 32

5.2硬件连接 33

5.3软件调试 33

5.4人机组态调试 35

5.5本章小结 36

总结与展望 37

参考文献 38

致谢 40

第一章 绪论

1.1课题背景

在工业发展的浪潮中，钛粉产生了举足轻重的地位，因为钛粉可以应用在医疗，工业自动化，工业智能化等广泛的领域，因为钛粉诸多优良的特性，被各行各业的生产制造中使用，在传统的钛粉制备方案中，总体上可以划分为两大类，分别为机械的方式以及物理化学的方式，不管使用哪种方式都需要在高温环境下进行制备，但是在收集的过程中高温会影响钛粉的特性及回收的速率，所以需要一个冷却控制装置来完成钛粉的回收，所以钛粉生产冷却输出环节的电气自动化控制系统的实现是非常重要的一件事情^[1]。因此，本文将以钛粉生产冷却输出环节的自动化控制系统为研究对象，进行方案的设计与实现。

1.2国内外发展现状

1.2.1国外发展现状

Subhasis Chaudhuri针对钛粉的制作工艺创建了一种传热模型，这种模型可以使热量传过程中趋于平稳化，这样的方式可以保证钛粉制作过程中最大化的保证钛粉的特性，这样可以极大地保证钛粉的回收率^[18]。

随着自动化的需求不断提升，控制系统需要易于编程、灵活、可靠、健壮和成本效益高。Ephrem Ryan Alphonsus 等人提出了可编程序控制器（PLC）在马来西亚目前市场上的应用，提出PLC在各种领域的应用研究进展。PLC确实有其自身的局限性，但研究结果证明了PLC具有比局限性更大的优势。不管是复杂的控制系统还是简单的控制系统，PLC都可以应用于任何场合^[20]。

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