河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告（學(xué)生填表）院系：電子信息工程學(xué)院20年月日課題名稱智能加藥系統(tǒng)PLC控制模塊設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（或研究）的依據(jù)與意義在電力、石油、化工、冶金工業(yè)、環(huán)境工程、水處理等領(lǐng)域中常需要將某種液體連續(xù)自動地注入到另一種液體中成為一種混合液，或者使加入的藥劑與液體中存在的某種組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以達(dá)到預(yù)期的工藝要求。以上便是加藥系統(tǒng)完成的功能。加藥系統(tǒng)可用傳統(tǒng)繼電器和單片機(jī)或分立電子線路構(gòu)成，也可用PLC來構(gòu)成。采用傳統(tǒng)的繼電器和單片機(jī)或分立的電子線路作為自動控制裝置，存在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功耗大、可靠性差等諸多缺點(diǎn)。而采用PLC實(shí)現(xiàn)這些控制能夠克服以上缺點(diǎn)，具有運(yùn)行穩(wěn)定可靠、操作方便、通用性強(qiáng)等優(yōu)良性能，受到眾多設(shè)計(jì)者的青睞。PLC即可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController），是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。PLC可實(shí)現(xiàn)邏輯控制、過程控制、位置控制、數(shù)據(jù)處理、通信及聯(lián)網(wǎng)等，其應(yīng)用特點(diǎn)如下：①可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；②配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)；③系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造；④體積小，重量輕，能耗低；⑤易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎。目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)。本課題設(shè)計(jì)的智能加藥系統(tǒng)是用于石油加工中，根據(jù)石油的原油流量智能控制藥劑流量，根據(jù)藥劑不同有五套子系統(tǒng)。本題目就是根據(jù)不同藥劑的控制要求設(shè)計(jì)相應(yīng)的PLC控制程序，以完成系統(tǒng)的各個流量信息采集及相應(yīng)功能的智能控制算法，同時提供訪問接口以便于觸摸屏通過RS485接口訪問PLC。這是一套實(shí)際可行的應(yīng)用系統(tǒng)，具有一定的理論和現(xiàn)實(shí)意義。國內(nèi)外同類設(shè)計(jì)（或同類研究）的概況綜述加藥控制系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)中常用到的設(shè)備，加藥的準(zhǔn)確、及時是確保生產(chǎn)過程能夠正常進(jìn)行關(guān)鍵。目前國內(nèi)生產(chǎn)自動加藥設(shè)備的單位較多，其加藥系統(tǒng)的構(gòu)成方法也各有不同，如可用繼電器和單片機(jī)或分立電子線路構(gòu)成，也可用PLC作為主要器件來構(gòu)成。采用傳統(tǒng)的繼電器和單片機(jī)或分立的電子線路作為自動控制裝置在控制精度以及對復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和復(fù)雜控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)上存在著明顯的局限性，同時在其他方面也存在著許多不足，如：①系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功耗大；②人機(jī)界面不夠友好；③通訊方式不夠靈活；④歷史數(shù)據(jù)查詢不方便；⑤主機(jī)抗干擾性或可靠性差。隨著高科技的不斷發(fā)展，高智能化、高自動化的新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，目前國內(nèi)的藥劑注入系統(tǒng)大都用單片機(jī)、LCD為核心的ACS-Ⅰ型智能控制器，其控制穩(wěn)定性低，升級擴(kuò)展空間小。而采用PLC來進(jìn)行控制能夠克服以上缺點(diǎn)，具有運(yùn)行穩(wěn)定可靠、操作方便、通用性強(qiáng)等優(yōu)良性能，而且多個PLC可與上位計(jì)算機(jī)之間相互連成網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成以PLC為主要部件的初級控制系統(tǒng)。目前，PLC控制的加藥系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、機(jī)械制造、輕紡等行業(yè)。如：基于PLC的鍋爐加藥自動控制系統(tǒng)、基于PLC的工業(yè)循環(huán)水加藥控制系統(tǒng)、基于PLC的浮選自動加藥控制系統(tǒng)、選礦用PLC程控加藥系統(tǒng)等。實(shí)踐證明：基于PLC的自動加藥控制系統(tǒng)可靈活滿足各類化學(xué)加藥系統(tǒng)的在線監(jiān)控，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。鑒于此，本課題設(shè)計(jì)便以西門子PLC200系列CPU為主控制器，以STEP7MicroWINV4.0為開發(fā)工具，以梯形圖為編程語言進(jìn)行設(shè)計(jì)用于石油加工中的智能加藥系統(tǒng)。本課題設(shè)計(jì)的智能加藥系統(tǒng)，根據(jù)石油的原油流量智能控制藥劑流量，根據(jù)藥劑不同有五套子系統(tǒng)。本題目就是根據(jù)不同藥劑的控制要求設(shè)計(jì)相應(yīng)的PLC控制程序，以完成系統(tǒng)的各個流量信息采集及相應(yīng)功能的智能控制算法，同時提供訪問接口以便于觸摸屏通過RS485接口訪問PLC。整個系統(tǒng)基本上分為以下幾個單元：①人機(jī)接口單元，由觸摸屏實(shí)現(xiàn)對各加藥點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，修改、設(shè)定參數(shù)，實(shí)時調(diào)整加藥量。②主控單元，由PLC實(shí)時監(jiān)控各加藥點(diǎn)和輔助單元，并和人機(jī)接口通訊，處理各種數(shù)據(jù)。③驅(qū)動及執(zhí)行單元，接收來自主控單元的控制信號，并進(jìn)行信號放大驅(qū)動電磁閥，完成準(zhǔn)確、定量加藥。④加藥箱，儲備所加藥劑，并安裝液位控制閥穩(wěn)定液位，具有防腐功能。這樣的系統(tǒng)實(shí)時性強(qiáng)、可靠性高，系統(tǒng)配置簡單靈活，安裝簡單，維修方便，質(zhì)優(yōu)價廉，性價比高。課題設(shè)計(jì)（或研究）的內(nèi)容智能加藥系統(tǒng)是用于石油加工中，根據(jù)石油的原油流量智能控制藥劑流量，根據(jù)藥劑不同有五套子系統(tǒng)，本題目就是根據(jù)不同藥劑的控制要求設(shè)計(jì)相應(yīng)的PLC控制程序，以完成系統(tǒng)的各個流量信息采集及相應(yīng)功能的智能控制算法，同時提供訪問接口以便于觸摸屏通過RS485接口訪問PLC。4.設(shè)計(jì)（或研究）方法1)以西門子PLC200系列CPU為主控制器；2)以STEP7MicroWINV4.0為開發(fā)工具，以梯形圖為編程語言進(jìn)行設(shè)計(jì)；3)完成各個流量信息采集及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，可自動判斷原油流量有無，可根據(jù)調(diào)節(jié)比例系數(shù)自動換算藥劑流量并對其值進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出等功能。實(shí)施計(jì)劃第4－5周：查閱資料，準(zhǔn)備開題報(bào)告；第6－7周：掌握基本原理，進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析；第8－11周：編寫程序，完成總體設(shè)計(jì)；第12－14周：軟件編碼、單元測試、集成測試進(jìn)