郑州轻工业学院本科毕业设计（论文） 题 目 学生姓名 专业班级 班学 号 院 （系） 指导教师 完成时间 2010年06月 05日 郑州轻工业学院毕业设计（论文）任务书一 主要工作内容1 收集中外文资料，并进行方案论证。2 设计硬件电路。3 针对所需软件系统，选择组态软件，编写监控程序。4 进行系统调试并撰写毕业论文。二 基本要求1 检索与课题有关的资料，提出自己的设计方案，方案应具有可行性、经济性；编写3000字以上文献综述一份；写出开题报告。2 进行系统的硬件和软件设计。3 对系统的软硬件进行调试，使其能准确显示采集参数值，根据设定值进行输出控制、报警、界面切换等。4 在毕业设计的基础上撰写毕业论文。5 翻译3000字的科技英文资料6 毕业论文的撰写及图纸的绘制，要求认真工整、条理清晰、正确标准。三 主要参考资料现代电气控制及及PLC应用技术.2008北京三维力控科技有限公司.力控3.62用户手册，1999SIMATIC S7-200可编程序控制器系统手册.03/2000完 成 期 限： 2010年6月20日指导老师签章：专业负责人签章： 2010年6月24日www.yanziedu.com基于PLC控制系统的压力容器气密性测试装置摘 要本课题主要完成的是基于PLC控制系统的压力容器气密性测试装置的整体设计。本文首先对课题的提出和要求进行了简介，然后对其控制方案进行了论证。随后从硬件和上、下位机系统设计进行了介绍。在控制系统硬件设计中，给出了详细的硬件系统架构图和电气原理图，并对主要设备及元器件进行了选择；软件设计分两大部分叙述，在下位机控制系统程序设计部分，给出了详细的软件结构，并对典型环节的程序设计进行了分析讨论；在上位机程序部分，对组态程序画面的程序设计即实现的功能进行了全方位的介绍。在系统设计完成后，对其进行了简单的调试，对试验调试过程中出现的问题和结果进行了分析讨论。结果证明，本设计软硬件系统设计基本合理，能够完成对压力容器气密性测试的任务。关键词：电动阀；气密性；可编逻辑控制器；力控THE PLC-BASED CONTROL SYSTEMPRESSURE VESSEL TIGHTNESS TEST DEVICESABSTRACTThe main issue is the complete PLC control system based on pressure vessels leak test devices overall design. This article first raised the subject and requirements of the profile, then its control program were demonstrated. Then from the hardware and on the lower computer system was introduced. In the control system hardware design, gives a detailed chart of the hardware systems and electrical schematics, and major equipment and components were selected; software design partial description of two parts, the next position control system design part of the program, to out a detailed software architecture, and typical programming session were discussed; in some PC programs on the configuration screen of the programming process to achieve the functionality of the full presentation. In the system design is complete, its for a simple debugging, debugging of the test problems and results are discussed. The results show that the design of hardware and software system design is rational, the pressure to complete the task of testing airtight containerKEY WORDS：electric valve，programmable Logic Controller，Force controlwww.yanziedu.com基于PLC控制系统的压力容器气密性测试装置目 录中文摘要I英文摘要II1 绪论11.1 压力容器测试系统的设计特点11.2 课题设计背景简介11.3 本课题完成的主要工作22 系统方案论证及总体设计321 系统方案论证32.1.1 系统的设计要求32.1.2 系统方案选择42.2 系统总体设计63 硬件系统设计83.1 系统I/O分析83.2 硬件系统主要设备及元器件选择93.2.1 S7-200PLC CPU及扩展模块的选用93.2.2 电动阀的选用103.2.3 压力传感器的选用113.3 硬件系统设计124 下位机系统程序设计134.1 下位机系统实现的功能134.2 系统的框架和工作过程134.3PLC系统I/O地址分配154.4部分关键程序的设计204.4.1 模拟量值和A/D转换值的转换204.4.2 压力传感器断线检测程序214.4.3 气密性测试的SFC程序编制224.4.4 模拟量值处理程序235 上位机系统的设计245.1 上位机系统实现的的功能245.2 系统的框架和工作过程256 系统调试和结果分析306.1 硬件调试及结果分析306.2 联机调试及结果分析327 结论34致谢35参考文献36附录37www.yanziedu.com1 绪论本课题压力容器气密性测试装置的设计是基于当今航空航天领域中对于航天器材的耐压性和密封性检测而提出的，特别是在军事工业检测控制需求的基础上提出的。课题起初的提出是为了检测战斗机导弹发射的作动筒的耐压性和密封性，但是试验证明对于其它普通器件检测也完全能达到要求，因此它也具有通用性。为了把压力元件测试过程及控制系统的流程更系统全面的展示给大家，特介绍如下。1.1 压力容器测试系统的设计特点压力元件气密性测试是一个综合性的技术问题，它与测试系统的精密测试、人身安全、设备安全、仿真模拟、通用测试以及PLC与组态的综合利用等技术问题有密切的关系，也是人们利用力控软件为实际工程设计应用的一项重要应用技术，具有理论研究与实践经验密切结合的特点，因而是力控软件与PLC应用实现安全与经济运行的基本技术应用。压力容器测试工业监控也一直是电子工作者十分关注的课题之一，压力容器测试工业监控的设计必须与整个系统发展的现状和发展规划进行技术经济比较，必须全面考虑其技术和经济指标。随着PLC电子技术的迅速发展和工控质量要求的提高，选择一种有效的压力容器测试工业监控应经成为十分必要的。1.2 课题设计背景简介本课题的提出是为了解决航天军工中对于多个压力容器在同一压力值下同时测试和对同一个容器进行不同压力值的测试。具体要求是同时可以进行5个以上的作动筒密封性检测；同时可以进行5个以上的产品密封性检测；试验进行过程具备可靠的安全保护功能；能够精确测试压力范围在0.135MPa的各种产品的密封性试验、耐压性试验。对于耐压性要求气路系统分别充压30Mpa，保压10min检测无明显泄漏。充压15Mpa 0.2Mpa，保压24h检测压力泄漏不大于1Mpa。压力容器气密性测试及监控的确定是一个系统工程、不同地区、工业控制、不同发展阶段和不同测试对象，考虑的侧重点不同。是针对高标准的军用压力容器产品性能测试要求而设计的，它与一般的数据采集系统相比有几个特别之处。其一，高压气源从管道一端流进，大约8秒钟测试完毕一次，要求采集速率为5次/秒以上；其二，由于压力容器产品众多，分门别类设计相应的测试平台不太现实，另行设计一个通用的测试平台；其三，测试介质压力极高给设备选型带来一定的困难，特别是适合高压的电控调节阀的选型非常困难，本项目设计实施过程中，把高压手动调节阀改成了电控调节阀。工作人员把需要测试的阀安装到测试平台上，调节各个开关设置。检查整个控制电路。 检查PLC设置与力控软件。输入密码或者直接使用，可以根据用户要求选择。当我们确定无误后，可以执行以下操作：(1)打开开始按钮，进入运行程序。 (2)若无报警，调节控制阀开度，可以直接由键盘输入。(3)按下显示曲线按钮，生成曲线。(4)观察曲线，判断测试阀是否合格。整个设计系统，我们把整个控制系统由S7-200 PLC控制，电机的脉冲控制由按钮产生。电机所转的脉冲经过编码器采集，脉冲数在程序中有高速计数器计数。调节目标由键盘人为输入控制。组态系统由力控软件和自己购买的元器件打架结构实现。结合各个元器件的共同云霞下实现压力容器测试。本系统硬件部分由工控机（IPC）、PLC CPU-224及其他电气元件组成，全部装配到一个电气控制柜中。系统需要采集的信号包括8个模拟量和多个数字量，前后压力变送器及流量计信号全部接入EM231中，PLC完成调节阀开度的自调节，并且采集一路压力信号。整个系统操作灵活，方便。压力容器测试装置的实用性和方便性已经使广大的消费者既超越了现在所面临的经济和知识门槛，又享受到了全自动测试系统的方便和快捷。因此压力容器测试平台有着巨大的潜在市场，有待我们进一步开发和培育。因此基于压力容器测试工业监控系统是一个有效的，方便的，可实施的系统。下面将提供一个关于基于压力容器测试工业监控系统的可行的设计方案。1.3 本课题完成的主要工作本课题主要完成的任务是：第一，依照课题的技术要求对系统整体方案进行论证，并初步形成一个总体的设计方案。第二，对方案中的硬件部分进行设计、并对主要设备选型，以求达到设计的要求。第三，对下位机系统的控制系统程序进行设计，编制。第四，对上位机系统监控组态软件进行再开发，设计满足系统整体要求的平台。第五，对已成型的系统进行硬件安装调试，上位机和下位机联机调试，以期达到事先希望得到的稳定的控制任务。2 系统方案论证及总体设计对于一个系统设计方案的确定是设计工作的开始也是整个系统最重要的一步，将方案建立之后，下一步就应该对系统总体流程，各部分之间的连接进行一个总的设计。为本课题树立一个主干。以后的各部分就可以顺其自然的一点一点的进行设计，进行完成系统要求的各项指标。21 系统方案论证设计方案结