基于PLC的沼气池自动控制系统设计.doc

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1、2015届本科生毕业设计分类号：TP911题目：基于PLC的沼气池自动控制系统设计作者姓名：段名辉学号：学院：机械与电子工程学院专业：电气工程及其自动化指导教师姓名：邵毅彭二飞指导教师职称：讲师工程师2015年5月10日摘要本设计是基于PLC的沼气自动控制系统。系统的控制核心采用西门子S7300PLC控制器。控制程序采用STEP7软件编写。利用WinCCflexible软件设计人机界面实现系统的实时监控。通过人机界面输入相应的控制信号对沼气池的各个执行机构进行控制。该系统可以对采集到的数据进行转换。实际值与设定值进行比较实现对沼气的智能控

2、制。在实验室调试过程中，控制器运行良好。触摸屏操作简便，具有较强的可靠性和实用性，满足现场控制的要求，达到了设计目标。关键词：沼气控制；可编程控制器；人机界面ABSTRACTThisdesignisaPLC-basedautomaticmethanecontrolsystem.TheSiemensS7-300PLCcontrolleristhecoreofthesystem.ThecontrolprogramiscompiledbyusingtheSTEP7software.Thehuman-machineinterfaceisdesig

3、nedwiththeWinCCflexiblesoftwaretorealizethereal-timemonitoringofthesystem.Byinputtingthecorrespondingcontrolsignalthroughthehuman-machineinterface,eachactuatingmechanismofthemethanetankcanbecontrolled.Thesystemisabletoconvertthedataitcollected.Comparisonbetweentheactualva

4、lueandsetvaluecanbeperformed,torealizetheintelligentcontrolofthemethanetank.Thecontrollerrunswellduringdebugginginthelaboratory.Thetouchscreeniseasytooperateandhighlyreliableandpractical,meetingtherequirementofon-sitecontrolandrealizingthedesigntarget.Keywords:Methanecont

5、rol;Programmablecontroller;Human-machineinterface目录绪论11系统总体设计21.1设计内容及要求21.2系统总体设计方案21.3系统主要部件组成31.3.1可编程控制器（PLC）31.3.2人机界面（HMI）41.3.3控制面板42PLC控制器外围电路的设计52.1数字量输入模块52.2数字量输出模块52.3模拟量输入模块63控制系统软件设计73.1基于STEP7的PLC控制器程序设计73.2基于WinCCflexible的HMI设计154沼气系统调试184.1离线仿真184.2项目的在线仿

6、真204.3硬件系统调试25结论27参考文献28附录29致谢31绪论能源的发展，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。当今世界，人类社会发展日益加速，无论是在工业、农业，还是第三产业服务业，高新技术产业，都是处于人类历史上空前发展最快的一个阶段[1]。社会的发展提高了人类的生活水平，大大加强了社会生产力，同时对能源（如煤，石油）的需求和使用也大幅提高，从汽车内燃机到家用电器，无不需要能源去运作[2]。通过实地调查分析，了解到导致沼气池目前推广不普遍的原因首先是建设周期长，每家挖坑、垒池、装料、产气约一个月时间。其

7、次，沼气池的产料受环境温度的影响很大，普遍情况是在夏季产气量大，用不了；冬季又因为环境温度低而产气不足，不能正常使用。更重要的是很多人不懂沼气池的维护和保养，往往由于某一个小环节而影响产气、用气。如果出现漏气，就要清池，重新修补，很多人甚至就是在清池时失去了生命。传统沼气的生产模式经济效益较低，通过调查得知，目前农户对沼气的认识还停留在解决农民生活用能（炊煮、照明）等单一方面，在探索沼气综合利用方面缺乏系统、科学的引导。对于沼气发酵反应全过程的控制，目前大部分用户完全依靠操作人员通过手动操作实现。因此，需要操作人员每日完成的工作量很大，对

8、于操作人员的数量需求也很大。由于其自动化程度低，使发酵反应的控制技术比较粗糙，造成了对废弃物处理速度过慢，对环境问题改善效果不明显，也使得生产出的沼气产量低且质量较差，同时由于其控制生产过程的