基于PLC的碱溶液浓度与也为控制系统设计开题报告

1、衢州学院本科毕业设计(论文)开题报告课题名称基于PLC的碱溶液浓度与液位控制系统设计二级学院电气与信息工程学院专业/班级电气工程及其自动化1班学生姓名陈峰学 号指导教师郁炜单位/职称衢州学院/副教授一、选题的背景与意义 远在原始社会，我们的祖先就已经有了纺织的概念，而在六、七千年前的新石器时代，他们已经能利用矿石粉末将麻布染色。纺织工艺是我国国民经济中的一大支柱性产业，而作为纺织厂成品加工的重要组成部分，印染工艺在我国国民经济中同样扮演着重要的角色，不但大大释放了就业压力，而且创造了巨大的社会财富。由于能够使纱线的紧密度、弹性、手感大大提高，并使其对染化料吸附能力增强。丝光工艺自诞生以来，就收

2、到了大众的普遍欢迎。然而，由于技术的相对落后，传统的丝光机碱溶液在生产过程中的调配控制都需要工作人员的操作，很难做到精度高的浓度和液位的控制，自动化程度较低、精度不足，是我国许多印染厂所面临的现状。 为提高印染厂丝光机碱溶液控制系统的自动化水平，实现在线实时监测与控制，提高印染的效率的质量，我认为有必要设计一个碱溶液控制系统，使印染过程中使用的碱溶液将不再是人工检测、人工滴定、人工排液，而是通过传感器检测碱溶液浓度和液位，经PLC的实时分析后，发出动作信号，由执行器动作，实现丝光机碱溶液的自动控制。本课题在原有方案的基础上，从碱溶液浓度和液位的控制入手,以具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠

3、性高、抗干扰能力强、编程简单等特点的PLC为控制核心， 提出了新的方案来实现碱溶液的自动控制。二、国内外研究现状及发展动态科技的不断发展和技术的不断成熟推成着生活的不断进步，18世纪的工业革命让世界步入了机器时代，而20世纪各种自动化技术的产生和巨大发展使人们对于机器工业的控制逐渐脱离了传统的继电器控制而发展成为单片机控制系统，PLC控制系统等，控制功能增强、功耗和体积减小、成本下降、可靠性提高、编程和故障检测更为灵活方便工业生产步入的新的纪元。 然而，控制技术的不断发展，各种控制器结构都在不断改进，功能日益强大，性价比的提高，并没有对国内丝光机碱溶液控制系统的完善做出贡献。近年来，可编程控制

4、器的发展更为迅速，国外对碱溶液的控制已经使用自动模块，通过机械自动完成碱溶液的自动控制，其结构不断改进，功能日益增强，性能价格比越来越高。然而，国内对丝光机碱溶液的控制自动化水平相对较低，有许多厂商都是采用人工作业，这大大增加了控制的误差，难以实时反映碱溶液的变化，从而难以控制的可靠性和连续性，产品开发缺乏创新性以及传感技术、检测技术、控制技术的相对落后，是我国碱溶液控制系统的薄弱环节。目前，碱溶液的自动控制系统在不同国家，不同厂商之间各自有所差异、有所侧重，以满足不同层次客户的要求。 目前,在丝光机碱溶液控制系统方面优秀的在线监控设备有：1、 瑞士LKRSTL型碱浓溶液控制由计量容器、料斗、

5、称重把杆、气压传感器、FOXBORO计量装置、辅助比重计、温度监视器组成。属于比重法,可由称重气压传感器测量浓碱浓度。2、 美国普林顿公司PRINCO DE NSITROL远传信号密度计,是一台采用质量平衡的技术对工艺液体密度测量、控制的在线液体密度计。灵敏度士0.5%。测量范围0.5一3.5妙m3,精度范围士3%。3、 瑞士贝宁格公司直辊丝光机应用湿布热碱丝光系统。浓度调整在碱液槽里进行,而织物浸渍碱液在浸渍槽进行。检测桶里装有浮筒密度变送传感器。从实际运行情况来看,该机型可以节省30%以上的烧碱和水蒸汽。热碱丝光工艺的成功与否在于对碱溶液的浓度、温度及液位控制。三、研究的基本内容及拟解决的

6、关键问题 本课题“基于PLC的碱溶液浓度与液位控制系统”，针对现有的印染厂丝光机碱溶液控制系统，提出设计一套基于PLC的控制系统，这套新型系统应包括传感器、控制机构、执行机构、手动开关和动力源等模块，以配料桶和浸碱槽位被控对象，以碱溶液的液位和浓度为被控参数，以阀门为控制对象。当传感器检测到配料桶或浸碱槽内碱溶液浓度在设定值以下时，PLC会根据传感器检测的浓度值和液位值以及预设定的程序，发出相应动作指令，使执行机构动作，从而达到预先设定的要求，完成碱溶液的自动控制。 基于PLC的碱溶液浓度与液位控制系统为提高印染厂丝光机碱溶液控制系统的自动化水平，实现在线实时监测与控制，提高印染的效率的质量提

7、供了一个良好的契机，它能够借助硬件设备和软件信息，自动、动态、实时地反映某时刻碱溶液的信息并做出相应、精度较高的调整。所研究的基本内容应包括： 1、了解S7-200 PLC控制系统的基本构成、性能参数和配置等相关知识； 2、了解印染厂丝光机工作原理及机械组成； 3、设计碱溶液浓度和液位控制系统； 4、主电路、控制电路设计以及元器件的选择； 5、PLC程序的编写。 在设计基于PLC的碱溶液浓度与液位控制系统中，拟解决的关键问题有： 1、PLC的选型以及同各个模块的配合，传感器的选型，各模块功能配合的设计； 2、完善碱溶液浓度与液位控制系统，使液位控制与浓度控制更好的发挥协同作用； 3、触摸屏的安

8、装和人机互动功能的实现和界面设计； 4、设计报警模块，当配料桶液位过高而又不能及时排液时，发出指示信号和蜂鸣声。四、完成课题的方法、步骤与进度安排 为设计符合要求的碱溶液浓度与液位控制系统，研发自动化水平更高、控制性能更强大的系统，我在仔细分析印染厂丝光工艺流程的基础上，提出了一套可行性较高的设计方案：当传感器检测到配料桶内碱溶液浓度在设定值以下时，PLC会根据传感器检测的浓度值和液位值以及预设定的程序，发出相应动作指令，使执行机构动作，从而达到预先设定的要求，完成碱溶液的自动控制，如图示。 图1 基于PLC的碱溶液浓度与液位控制系统原理 从而，将整个课题的完成分为以下步骤： 1、分析资料，了

9、解系统工艺流程； 2、碱溶液浓度与液位控制系统分析与建模； 3、碱溶液浓度与液位控制系统硬件设计； 4、碱溶液浓度与液位控制系统软件开发。 并做出了相应进度安排：表1毕业设计进度安排时间主要工作开题阶段2015.1.5-2015.1.17查找资料，阅读相关文献，做好相关知识储备2015.1.18-2015.1.231. 撰写文献综述2. 撰写开题报告3. 阅读、撰写与课题相关的外文翻译2015.1.26-2015.1.301.开题答辩,做好答辩PPT2.文献综述修改2015.2.1-2015.3.151.分析丝光工艺流程2.确定控制系统流程，建立相应模型3.完成控制系统硬件设计4.完成控制系统

10、软件开发设计阶段2015.3.16-2015.4.241.撰写毕业设计说明书，2.按要求整理毕业设计所形成的所有材料答辩阶段2015.4.27-2015.4.301.准备答辩PPT2.完善毕业设计材料5、 主要参考文献(排名不分先后)1黄永红，张新华，吉敬华等. 电气控制与PLC应用技术M. 北京：机械工业出版 社.2011.2郭宗仁，吴亦锋，郭宁明. 可编程序控制器应用系统设计及通信网络技术（第二 版）M. 北京：人民邮电出版社.2009.3陈立定、吴玉香、苏开才. 电气控制与可编程控制器M.广州：华南理工大学出 版社.2001.4 方承远.工厂电气控制技术(第二版)M.北京：机械工业出版社

11、.2000.5陈立秋前处理工艺过程碱液浓度的测控印染，2004，6：38426温宗斌.碱溶液浓度测控系统的研究与设计J.现代电子技术，2006，29（15）： 116-118.7陈立秋.前处理工艺过程碱液浓度的测控J印染，2004，6：38428聂修军.船用燃油锅炉液位控制特性分析及设计J.武汉理工大学学报，2009，7： 149-152.9L.A.Bryan and E.A.Bryan,”Programmable Controllers Theory and Implementation”2nd Edition,Industrial Text Company Publication,Atlanta,1997.10AStrom K JExpert controlAutomatica，1986，22(3)：27728611Josifovska.Svetlana.What for next PLC.Manufa