毕业设计（论文）-基于PLC的UHT无菌机自动控制系统设计

PAGE题目：基于PLC的UHT无菌机自动控制系统设计院系：信息与控制学院专业：自动化班级学号：08303114学生姓名：指导教师：成绩：年月日PAGEPAGEII摘要随着社会的发展，无菌机技术越来越受到广大工厂作业者喜爱。本论文为基于PLC的UHT无菌机控制系统程序设计，无菌机在目前工程中应用非常广泛，结合其他行业的应用，提出了基于PLC的UHT无菌机系统制动控制。把无菌机工作流程分为四大部分为进料、灭菌、冷却灌装及CIP清洗，在本论文中应用欧姆龙PLC做程序的编写，用PLC来控制无菌罐的灭菌至清洗，实现了无菌罐系统控制的自动化，更好的进行通过PC机来控制设备的运行。通过使用组态王来实现对整个工作流程的实时监控，使的整个过程一目了然，更好的实现了自动化采用PLC来控制无菌罐的灭菌至清洗，实现了无菌罐系统控制的自动化，不仅对劳动生产率的提高，对无菌化性能稳定、自动化程度提高、产量提高都具有深远的意义，而且对无菌包装技术的发展起到了良好的促进作用。关键字：可编程控制器；无菌罐；自动控制；世纪星组态软件

AbstractWiththedevelopmentofthesociety,sterilemachinetechnologyismoreandmorebytheplantoperators,love.ThispaperbasedonPLCfortheUHTsterilemachinecomputercontrolsystemdesignprogram,sterilemachineintheengineeringprojectiswidelyused,combinedwiththeapplicationofotherindustries,isputforwardbasedonPLCUHTsterilemachinebrakingcontrolsystem.Theworkingprocessisdividedintofoursterilemachineforfeeding,mostofsterilization,coolingfillingandCIPclean,inthisthesisapplicationomronPLCprogramcompiling,andusePLCtocontrolthesteriletanktocleaningsterilization,realizedtheautomationcontrolsystemsterilecans,betterforthroughthePCtocontroltheoperationofequipment.Throughtheuseofconfigurationkingtoachievetheworkingprocessofthereal-timemonitoring,makethewholeprocessofthebeclearataglance,andbetterrealizetheautomationAdoptingPLCtocontrolfromthesterilizationtotheCIPcleaning,enablesthecontroloftanksystemautomatic,notonlyforlaborproductivityincreasing,forasepticperformancestable,thedegreeofautomationandproductionboostingareallfullofprofoundsignificance,butalsoforthedevelopmentofasepticpackagingtechnologyplaysagoodpromotingrole.Keywords:Programmableaseptictank;auto-control;Centurystarconfigurationsoftware

目录绪论 11研究背景 11UHT无菌机应用现状 12PLC系统应用现状 12应用前景 23研究目标 24主要工作 21UHT无菌机工作原理 41.1UHT灭菌概述 41.1.1UHT定义 41.1.2几种常用灭菌技术比较 41.1.3UHT工艺流程 51.2CIP清洗 72无菌机系统的组成 102.1UHT无菌机装置的组成 102.2电气设备的配置 122.3PLC控制系统的组成 162.3.1PLC控制系统硬件的组成 162.3.2主回路控制系统设计 192.3.3控制回路控制系统设计 203控制系统的软件设计 223.1PLC控制程序的实现 223.2无菌机控制过分析 244组态画面功能分析 284.1组态软件的介绍 284.2组态图形画面设计 284.3组态画面分析 29结论 32致谢 33参考文献 34附录 35沈阳理工大学应用技术学院毕业论文PAGE16绪论(1)研究背景1)UHT无菌机应用现状随着现代社会经济的不断发展和人们的生活水平的日益提高，人们对于自身的健康和饮食安全的关注越来越高，人们饮食的好坏能够直接关系着人们的身心身体健康，人们对现在以及未来的饮食卫生标准有了一个全新的认识和要求。因此要提高饮食的质量和安全程度，全社会对饮食罐装的技术就有了更加高的要求，而对杀菌和罐装的过程，及食品的包装技术越来越精益求精。当前社会在茶饮料生产过程中，就已经有了非常多的灭菌方法，比如传统式的热灭菌法、UHT灭菌法、超高压杀菌法等等。其中，多种灭菌方法中，UHT技术的杀菌效果广受大众加工生产者的喜爱，几乎可以达到灭菌的要求，并且杀菌时间比较少，食品中营养物质流失比较小，营养成分保存率达91%以上，大大超越了超高压杀菌法。目前这种杀菌技术已广泛用于各种饮料、豆制品和牛奶加工等日常食用产品的生产中。2)PLC应用现状PLC(即可编程逻辑控制器）是一种基于微处理器的用户广泛友好的控制器，可以实现很多种控制功能并且适应不同层次的各种复杂性需求。简单的编程语言使其可以被普遍具有基础计算机知识背景的人控制和运作。特殊的程序扫描方式以及抗干扰措施使其稳定性普遍优于其它类型的控制器。其操作简单，功能强大，稳定性好，PLC(即可编程逻辑控制器）被广泛用于工业生产，食品加工当中。PLC(即可编程逻辑控制器）的优势，使它成为了现代工业控制系统的中枢[1]。1987年IEC颁布了PLC标准草案。在IEC的定义当中，PLC是一种具有强大通信功能、有可扩展的I/O接口、能在工作环境下使用的控制器。与一般意思上的个人电脑机相比，PLC具有以下特点[2]：a不仅具有电脑的内核，还配置了许多使其适合用于生产过程控制的元件。bPLC(即可编程逻辑控制器)是一次开发的工业生产过长当中控制用的计算机，是一种比较通用的机器，但是不经过二次开发，不能在任何具体的工业生产机器上使用。cPLC本省体积小，重量很轻，工作可靠性比较高，抗干扰能力很强，控制功能非常的完善，适应能力强，安装方便，容易进行扩展。而如今，美国的PLC生产开发技术处于世界领先地位。1971年，日本从美国引进了PLC技术，由日立公司研发制作了日本第一台PLC，目前为止，PLC的生产厂家已经达到40多家。其中为我们提供本次实验仪器设备的欧姆龙就是其中比较出名的一家。我国PLC的发展比较晚，在改革开放以后才开始引进此方面相关的技术。早期也曾经出过一些自主研制的可编程逻辑控制器，但都没有形成大型化生产，现在我国自己已经可以生产中小型PLC。相信随着我国经济的不断飞跃发展，科学技术的提高，在不久的将来我国定会研制出完善的高性能可编程逻辑控制器。（2）应用前景无菌机是无菌生产中的关键仪器之一，其中包括了高温杀菌罐和接收经过超高温杀菌的物料的缓冲罐和贮存罐。近年来我国不断的进口国外先进的无菌罐系统，刺激着我国企业对此类设备的开发生产使用[3]。两年来在上海、广州、深圳等城市都有小型的无菌罐生产，促使着我国无菌包装技术的不断发展。但国产的此类设备还存在无菌时间较短，无菌化性能尚不稳定,自动控制程度不高、机器产量低等问题。在无菌机技术研究开发还与世界领先水平相差比较远，我国应用PLC还处于初级阶段，在未来工业中无菌机的应用将更加的广泛。（3）研究目标本毕业设计以基于PLC无菌机控制系统设计为主要内容，以超高温式杀菌无菌机为研究背景，针对无菌机杀菌过程为设计对象，对杀菌方法运用进行研究，并汇编出无菌机控制程序，设计友好的人机交互界面，最后完成一个完整的UHT杀菌控制系统的设计。（4）主要工作毕业设计的主要工作为：1)通过阅读欧姆龙PLC相关书籍，熟练掌握其使用方法和编程方法。2)了解超高温式杀菌的工艺要求，确定控制方式以及相应的实现方法。3)了解整个无菌机各个硬件的结构及特点，阅读相关使用说明，确定正确的使用方法。4)应用编程软件编写控制程序。5)通过组态软件实现人机界面。本论文一共分为四大部分，第一部分为简述UHT无菌机的概念及其工作流程，第二主要无菌机的基本构成及其原器件的介绍，第三部分为通过PLC程序实现无菌机的自动控制及其PLC梯形图介绍，第四部分为组态部分，用组态王模拟无菌机工作。

1UHT无菌机工作原理1.1UHT灭菌概述超高温杀菌(UHT)于1949年出现而问世，从此技术问世于美国之后，其他许多发达国家陆续的研究出了多种类型的超高温杀菌设备。此超高温处理可分为间接加热和直接加热两大类型。它是使料液快速的无毒提升至130℃以上，然后保持一段时间，从而实现对物料的瞬时间杀菌。1.1.1UHT定义UHT，超高温瞬时杀菌，它是鲜奶处理中的一种灭菌技术，可无需在10℃以下保存，产品保质期可以达到1-6个月。目前市场上的纸包装的液体牛奶几乎均采UHT[4]。物料在连续流动的状态下通过套管式热交换器加热至130—150℃，并且在这一温度下保持一定的时间(一般为2到4秒)以达到商业无菌水平，然后在无菌状态下灌装于无菌包装器皿中。整个灭菌过程在高温状态下瞬间完成，将能引起物料变质的微生物和芽抱彻底杀除[5]，同时，极大的保存了食品自身的味道和营养成分。这种严谨的加工工艺和设备精确的处理方法有效地防止了食品在包装上的二次污染，大大提高了产品的保质时间。UHT技术选采用直列套管式换热器杀菌系统，因其在较高蒸汽压力及超高温状态下所具备的可靠工作性能，尤其连续工作时间可长达十多个小时，从而获得了比板式杀菌系统更为广泛的应用，使人们在食用上更加的放心。管式UHT灭菌设备设计用于牛奶、果汁类似产品进行连续性灭菌工艺。该设备的产量主要由进料系统中的流量控制加以调节，在采用全流量平均质方式时，利用均质机来控制流量。由于对产品的加热和冷却均在板式换热器中热回收部分进行，因而热回收率最高可达90%以上。1.1.2几种灭菌技术的比较当前在牛奶生产过程中，有许许多多种灭菌的方法，比如传统的加热蒸汽灭菌法、超高温瞬时灭菌法、超高压杀菌法、膜冷除菌法等等[6]。(1)高温杀菌釜杀菌技术传统的酒类高温杀菌釜杀菌温度一般采用120℃，持续时间为8到15分钟。这种灭菌方法的温度高、持续时间长。由于酒糟组分的成分复杂不稳定性，还原时电位普遍低于其他产品，因此经高温加工发酵后杀菌处理，其感官品质变化很大。(2)超高温瞬时灭菌法超高温杀菌于1949年随着斯托克(stork)装置的出现而问世，其后世界上许多发达国家出现了多种类型的超高温杀菌设备。超高温处理可分为间接加热和直接加热两大类型。它是使料液迅速升温至130℃以上，然后保持几秒钟，从而实现对料液瞬间的杀菌[7]。UHT技术的杀菌效果非常显著，可接近灭菌的要求，并且杀菌时间较短，物品中营养成分保存的比较完整，营养成分保存率达92%以上，这种技术远远优越于上述两种杀菌法。目前这种杀菌技术已广泛用于各种饮料、豆乳、酒和牛奶生产等的生产中。(3)超高压杀菌法近年来，由日本研制出了一种非常新型的食品加工保存技术，就是超高压杀菌技术，随着这种技术的问世在食品加工保藏更加的先进基本上满足我社会要求。所谓高静压技术(HighHydrostaticPressure简称HHP)就是将食品密封于有弹性的容器，在高静压(一般100MPa以上)下进行处理，处理完毕后，以达到良好保存的目的。超高压杀菌特别适用于牛奶类食品的杀菌。(4)膜冷除菌法随着材料科学的发展，各种可用于物料分离的膜相继出现，膜分离技术己在食品、生物制药等工业生产中得到广泛应用，例如生化物质的提取、纯水的制备、果汁的浓缩等。膜分离过程根据推动力的不同，大体上可分为两种[8]。一类是以压力为推动力的膜过程，如超滤;另一类是以电为推动力的膜过程，称为离子交换，如电渗析。以压力为推动力的膜过程，根据膜所用的孔径和截留能力可以分为微孔过滤、超滤和反渗透等。食品工程中的杀菌技术还很多，如:二氧化氯杀菌技术、氯气杀菌技术、电子灭菌技术、加热与加压并用杀菌技术、加热与化学药剂并用杀菌技术、加热与辐射并用杀菌技术、静电杀菌技术等。这些技术正在得以研究和应用，而本文中的杀菌技术主要的就是利用的超高温瞬时灭菌法(UHT)。1.1.3UHT工艺流程按照换热方式，UHT系统可分为间接加热和直接加热系统。间接加热系统通过管式换热器或板式换热器完成换热。直接加热方式是将饮料加热到一定压力下的蒸汽室内或将蒸汽注入饮料中，在蒸汽瞬间冷凝的同时加热饮料到135℃的灭菌温度，保持55后，然后冷却。它的特点是加热时间和冷却时间非常的段几乎不超过1秒。对饮料中对人体有益的物质的影响比较小。但是，直接加热法的温度跳动初始很慢，使他在生产成本要比其他技术消耗的；物料中的营养成分流失的比较严重，这一点尤其不利于饮牛奶的生产，同时也破坏了牛奶中一些营养成分的稳定。目前，在我许多超高温瞬时杀菌饮料生产加工使用间接加热的UHT系统[9]，采用板式或管式换热器，这种间接加热法中板式换热器板间流道较窄，容易在其流管中产生沉淀物质堵塞住了流管的通常，引起系统内部压力飞速的上升，它的工作时间比管式换热器短得多，增大了生产成本。管式换热器他可以承受内部更大的压强，生产转的时间要比板基于模糊自适应PID算法的饮料灌装温度与液位控制式系统的时间长，并且处理产品范围较大，如有些不适合板式系统的粘性产品可用管式系统加工，另外管式系统拆卸以及观察内的清洁情况明显易于板式系统及盘管式系统。管式UHT灭菌机广泛用于液态食品“无菌”和“非无菌”热处理的全自动系统，产品的粘度范围很大，并能适应纤维和颗粒。该灭菌机设计为高精度的产品，精确的控制水温。产品从平衡泵入，预热到均质温度，在预热到90一95℃，进行如蛋白质的稳定，然后超高温灭菌，最后冷却到灌装温度。系统用热水与杀菌是在循环回路中，节省能源。管子的直径、形状(平直或波纹的)和管束的选择有产品的需要决定。每年只需检查一次。可以选择热灌装，如90℃；附加冷却段也可用于低温灌装产品。在饮料加工过程中，茶品从加工车间到灭菌设备前的温度是46℃，进入灭菌设备内加热，保持到68℃保持20min。进入UHT的物料从70℃上升到135℃，且在135℃的环境下保持55，蒸汽在UHT中按照逆流方式进行传热，蒸汽释放出气化潜热。在UHT的预热和高温杀菌过程中，对物料的温度的控制，主要是通过控制高压热蒸汽的流量，以达到改变单位时间内的热蒸汽的能量，从而达到控制物料的预热温度和UHT高温杀菌的温度，达到精确控制饮料的杀菌温度的特性。茶饮料罐装一般分为热罐装和无菌冷灌装。(1)热灌装技术热灌装技术要以耐热性能好器皿的商品化为前提，采用85℃到95℃的温度进行装罐，然后倒瓶305~455进行器皿盖杀菌以达到保鲜。(2)无菌冷灌装无菌冷灌装是指在无菌条件下对饮料产品进行冷(常温)灌装[10]，这是相对于通常采用在一般条件下进行的高温热灌装方式而言的。在无菌条件下灌装时，设备上可能会引起饮料发生微生物污染的部位均保持无菌状态，所以不必在饮料内添加防腐剂，也不必在饮料灌装封口后再进行后期杀菌，就可以满足长货架期的要求，同时可保持饮料的口，但目前国内还没有相关技术。在饮料灌装机设备方面，美国、德国、日本、意大利和英国的制造水平相对较高。主要体现在多功能、高速度、高可靠性等优点。由此可知在饮料灌装机的发展过程中，对其智能性要求越来越高，因此在对控制中对饮料的温度液位及充填过程都提出了更高的要求和挑战。1.2CIP清洗CIP清洗即原位清洗，是奶制品、果汁、啤酒和饮料等食品加工业的重要设备组成部分，CIP清洗是保证食品加工质量和食品卫生不可缺少的工艺过程。食品加工过程中有各种流体，包括产品流体、辅助流体如蒸汽、水或二氧化碳气体，流体的载体容易被微生物和细菌污染，CIP系统是为了防止产品流体和辅助流体被微生物和细菌污染而附加的工艺设备。CIP清洗即不分解生产设备，又可用简单操作方法安全自动的清洗系统，几乎被引进到所有的食品，饮料及制药等工厂。CIP清洗不仅能清洗机器，而且还能控制微生物。CIP清洗技术已经很广泛的应用在先进的食品行业，比如酵母行业的龙头企业安琪酵母，就是采用的全套CIP清洗程序进行管道和罐子的清洗的。食品加工过程中，包装设备运行前及运行一段时间后，必须对贮料罐、管道、设备上接触产品流体的关键部位进行物理和化学清洗，清除可导致产品污染、变质的微生物和其它杂质，如矿物质结垢、奶垢等，使包装后的食品有一定的保质期和货架寿命。CIP清洗装置其有以下的优点：(1)能使生产合理化及提高生产效率。(2)与手洗相比较，不但没有因工作者之差异而影响清洗效果，还能提高其产品质量。(3)能防止清洗作业中的危险。(4)可节能清洗剂、水及生产成本。(5)能增加机器部件的使用年限。CIP系统是随着食品工业的发展而发展和完善的，最初对贮罐、管道和设备的清洗是由人工拆开清洗，费时费力效果不佳。CIP系统采用清洗流体循环清洗贮罐、管道和设备，不拆卸即可达到理想的清洗效果。CIP系统主要由CIP站和可实现CIP清洗功能的包装（灌装）设备组成。CIP站主要由物理清洗罐、化学清洗罐、管道、泵、控制系统和附件组成。物理清洗罐、化学清洗罐、泵，通过管道和待清洗设备连接起来，通过CIP控制系统对清洗液进行压力、流量、温度的控制。根据清洗工艺过程，清洗液通过管道输送到待清洗设备，清洗、回收等对其进行循环清洗。待清洗的包装设备必须本身有内部的CIP回路，运行CIP后能将其彻底清洗干净。CIP运行效果主要取决于清洗液的流速、洗涤剂浓度、温度和清洗时间等参数的控制。(1)清洗液的流速清洗液必须保持2～3m/s的高流速，使清洗液高速通过管道产生湍流，以冲净管道内壁的污垢（物理清洗）。对容器内部采用喷雾器或喷嘴进行清洗。为了获得好的湍流，必须对清洗液的流量和压力进行控制，通过对CIP站泵的选择，达到所需要的流速。(2)清洗液的温度和洗涤剂的浓度合适的选择确定清洗液的温度和洗涤剂浓度，可以达到预期的清洗效果，对于除去管道和容器内壁沉积的顽固性污垢，如矿物质，奶垢等。在一定的浓度和温度范围内，清洗液中洗涤剂的浓度和溶液的电导率成线性关系，采用过程仪表或PLC对溶液的电导率的测量控制，达到对洗涤剂浓度的控制。清洗液的温度控制采用过程仪表或PLC控制，不同的介质（洗涤剂）要求温度不同，如碱液的温度要求达到60～65℃。(3)清洗的时间为了确保达到有效的清洗，就必须对清洗的时间进行控制，时间的长短根据清洗工艺决定。预冲洗，用冷水冲洗，去除物料残留液；碱洗，用碱液（工艺要求的浓度和温度）清洗，除去管壁和容器内壁顽垢；热冲洗，用热水冲掉碱液；酸洗，用酸液（工艺要求的浓度和温度）中和残留碱液；最后冲洗，用清水最后冲洗掉酸液，直到冲洗干净；消毒，若停产，用食品级消毒液对设备进行浸泡消毒，准备下一段生产。清洗的时间由清洗工艺决定，待清洗设备一般都提供CIP清洗工艺。生产厂家可根据包（灌）装产品的理化性质、当地的水质、所选洗涤剂的浓度和温度要求，进一步确定生产过程的清洗工艺。图1.1CIP工艺流程当无菌罐进行CIP清洗时，无菌罐进行一个先检测罐内的液位，温度，浓度控制，并碱洗罐内。洗完之后判断罐内是否用酸洗有YES和NO，经过判断之后选择是否酸洗，最后进行罐内冲洗，判断是否消毒。

2无菌机系统的组成2.1UHT无菌机装置的组成饮料罐装控制系统的方案的设计主要是针对饮料的罐装中的UHT杀菌处理、饮料的恒温无菌储存、存储罐液位控制、饮料的罐装、PET瓶的封盖、饮料PET瓶容量检验、喷淋冷却及管道的CIP清洗等，其中最关键的就是UHT的杀菌处理，因为对杀菌温度的控制的准确与否，直接关系着产品的卫生及饮用安全，所以在控制设计过程中，必须要有一个更合理的算法去实现控制要求。整个控制系统采用PLC与触摸屏结合的控制方式，并通过上位机监控现场的各个环节的生产状况，便于实时获得生产的状况，及时采取合适的操作，达到更高的控制要求和减少操作人员的操作负担。2.1.1饮料灌装工艺流程下图为饮料灌装工艺流程，物料进入当杀菌缓冲罐，进行超高温瞬时杀菌，杀菌完成后进行装罐，用PEY瓶封盖再进行罐内的液位检测，打开喷淋阀进行冷却如下图2.1。图2.1饮料灌装工艺流程2.1.2系统运行条件与控制工艺要求饮料罐装能否达到饮料生产及卫生安全的标准，直接决定着生产成本的高低，生产的是否连续进行，企业的经济利益和广大消费者的健康等。因此必须对饮料罐装的各个环节进行严格控制，主要包括杀菌缓冲罐液位温度控制，UHT高温杀菌温度控制，罐装缓冲罐液位及温度控制，PET瓶产品容量检测及高温产品的冷却控制等。(l)杀菌缓冲罐液位温度控制网在UHT高温杀菌前必须保持产品液的温度为45℃，减少细菌的滋生和营养物质的损失，还要为巴氏杀菌预热和UHT高温杀菌提供合适温度的产品，减少UHT高温杀菌的时间，保护营养物质。并且要保持缓冲罐内的液位在一定范围内，便于后续杀菌的顺利进行。(2)UHT高温杀菌温度控制在饮料加工过程中，常用巴氏杀菌机进行预杀菌，饮料从调配车间进入到杀菌机前的温度为45℃，进入杀菌机加热到70℃，保持20min。密度为基于模糊自适应PID算法的饮料灌装温度与液位控制2.7g/ml，每秒钟处理的物料是0.6kg/s，局部总传热系数k根据经验取150w/(m2·℃)。进入设备的物料从70℃上升到135℃，且在135℃的环境下保持5s，蒸汽在设备中严格的按照逆流方式进行传热，蒸汽释放出气化潜热。超高温瞬时灭菌热交换超高温瞬时灭菌热交换。在整个的饮料生产中，UHT高温杀菌至关重要，温度的高低，直接影响着杀菌质量和对营养物质的保护程度。(3)罐装缓冲罐液位及温度控制经过UHT高温杀菌以后的饮料，经过冷却水的冷却以后，温度降到PET瓶罐装时能够承受的温度，在绿茶的饮料的PET瓶的罐装需要的罐装温度为89℃左右，因此经过高温杀菌及冷却后的绿茶饮料的温度应该维持在(89士l)℃，所以在冷却后进入缓冲罐的待装饮料的温度的控制也很重要，过低可能会影响产品的健康指数，降低卫生标准，过高会导致PET瓶的变形，影响正常的充填。因此也需要此时对缓冲罐的产品运用PID进行控制，对于罐内液位的控制，由于液位过高可能会导致罐内产品被压力压出，引起产品液的回流的问题，液位过低会影响正常的灌装机罐装，影响产量和PET瓶内产品的容量，所以也必须对罐内液位有一个比较快速准确的控制。(4)PET瓶产品容量检测经过灌装机罐装，PET瓶封盖机封盖以后的半成品，并不是完全符合生产的要求，尤其是对产品的重量的要求也是比较严格的。某厂家绿茶的PET瓶装标准容量为50Oml，在生产过程中要维持在(500士10)ml，保持罐装误差为2%以内，PET瓶罐装容量的过高，会导致PET在经过冷却塔冷却以后，PET瓶膨胀，使PET瓶变形，致使后续的打检及包装不能顺利进行，严重时，会被卡进生产线的轨道内，使整个的生产线进入紧急停机状态，严重影响产品的产量;PET瓶罐装容量的过低，会使产品瓶装重量不能达标，被次品处理手给推出生产线，然后处理掉，这样也增加了企业的生产成本，因此对罐装PET内产品容量的检测及处理也是饮料罐装过程中很重要的一个环节。这样可以让操作人员及时调整灌装机转速或更改其他参数，以达到调整精确的饮料罐装的效果和目标。(5)高温产品的冷却控制PET瓶罐装产品经过液位检测及处理后的正品不能马上进行打检和包装，因为PET瓶本身容易受到热膨胀的影响，使PET瓶严重变形，所以必须要经过冷却塔的冷却处理，处理时间大概为30min使冷却后的PET瓶的温度降到常温(20℃)以下，因此必须对冷却塔德冷却水的温度进行控制，使PET瓶罐装饮料在经过冷却塔后能够顺利达到20℃以下，便于饮料生产的打检、套标和包装。所以必须对控制冷却水的控制阀门，调节冷却水的流量，维持正常的生产需要。2.2电气设备的配置传感器与执行器的设计、选型是控制系统成败的关键。其中传感器是自动控制系统获取所有被测对象信息的输入端口，是信号检测与信号转换的中心组成部分。本系统的检测仪表由在线温度传感器，液位检测仪，热电偶，流量计，基于模糊自适应PID算法的饮料灌装温度与液位控制液位传感器等传感器组成。(l)温度传感器温度传感器有多种多样，在工业生产上的，尤其是一些特殊行业，对传感器的要求比较苛刻，在本系统中，由于是食品行业，所以对传感器的要求比较高，本文采用WZP一Pt100热电阻一恺装式传感器，直接测量生产过程中的一200℃~500℃范围内液体、蒸汽和汽体介质以及固体表面温度，压簧式或固定式感温元件、即插即用，抗震性好，经久耐用进口薄膜电阻元件，测量精度高，性能稳定可靠。(2)液位检测仪对于罐装以后的PET瓶内的产品液位的测试，由于罐装自动化生产线是在高速运转的情况下，对PET瓶进行液位检测的，所以要求液位检测仪必须能够快速检测出液位不达标的次品，并进行处理。本系统使用DMS100型灌装液位检测仪非接触式在线检测，速度快，精度高自动剔除不合格的瓶，其检测速率:毛500瓶/分钟或300瓶/分钟，有瓶和无瓶的最小时间宽度为10ms。使用环境:温度O℃~40℃，相对湿度不大于95%，供电电源:220V士20V，50Hz。温度误差:在0℃~40℃范围内，相对于20℃的测量值温度误差毛0.25mm。(3)热电偶热电偶为工业应用中最普遍的测量器件，特点是温度测量量超大，性能稳定，测量精度，能满足工业生产制造过程中温度测量的需要，结构简单，它输出的是电信号，可以远传，有利于集中检测。本系统循环水温度检测采用K型热电偶，测量范围O~1300℃，输出为电压信号，可以与选用的热电偶直接相连。(4)流量计对于UTH杀菌过程中，对产品液的流量控制采用HQ一LC型椭圆齿轮流量计是一种容积型测量仪表。用于管道中液体流量连续或间断测量和控制的仪表。它具有量程范围大、优异的准确度、压力损失小、粘度适应性强、能测量高温高粘液体、标定方便、安装简易等优点。适用于原油、化工、化纤、交通、商贸、食品、医药卫生、科研和军事工业中流量的计量。椭圆齿轮流量计可现场指示累积流量、瞬时流量，单次流量等，亦可输出脉冲信号、4—20mA或1—5V模拟信号、4—20mA+HART、MODBUS、支持232，485通讯等。(5)液位传感器本文要对高温的产品液进行液位控制，因此液位传感器必须要适合至少在100℃以内的液体温度，所以采用导压式液位变送器，DPSH—A高温液位变送器，敏感器件安装在中继箱下端，投入部件为平衡罩，两者之间导气管(导压)相连，基于模糊自适应P丁D算法的饮料灌装温度与液位控制。液柱的压力通过空气的传导间接地由导气管传递给敏感部，这样就避免敏感部器件与被测介质的直接接触。不仅适用于普通水的测量，还适用于高温、粘稠、腐蚀等介质特殊场合的液位测量。量程:O—lm，0—30m，测量介质:各类水、重轻油、原油、酸碱等各类腐蚀液;精度0.25%F.S；0.5%F.5(一般为0.5%F.5)；输出:4—20mA(O—10mA亦可)；温度:环境温度O一60℃，介质温度O一400℃，电源:24VDC；因此其参数很好的满足了环境也工艺要求。控制设备则选用相应的水泵、电机、电磁阀和变频器等。(l)电磁阀电磁阀是用电磁的效应进行控制，主要的控制方式由继电器控制。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。电磁阀有很多种，不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用。电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来挡住或漏出不同的排油的孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油缸的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞杆带动机械装置动。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。选用不锈钢质的电磁阀，直流24V电压控制。本设计系统所选用的电磁阀实图如图2.2所示。图2.2电磁阀实图比例电动阀调节阀，又名控制阀，在工业自动化过程控制领域中，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变介质流量、压力、温度、液位等工艺参数的最终控制元件。一般由执行机构和阀门组成。如果按行程特点，调节阀可分为直行程和角行程；按其所配执行机构使用的动力，可以分为气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀三种；按其功能和特性分为线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种。调节阀适用于空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品等介质。在现代化工厂的自动控制中，调节阀起着十分重要的作用，这些工厂的生产取决于流动着的液体和气体的正确分配和控制。尽管调节阀得到广泛的使用，调节系统中的其它单元大概都没有像它那样少的维护工作量。在许多系统中，调节阀经受的工作条件如温度、压力、腐蚀和污染都要比其它部件更为严重，然而，当它控制工艺流体的流动时，它必须令人满意地运行及最少的维修量。电动执行机构接受4~20mA控制信号，改变阀门的开度，同时将阀门开度的隔离信号反馈给控制系统，实现对压力、温度、流量、液位等参数的调节。本设计系统所选用的调节阀实图如图2.3所示。图2.3调节阀(3)电机交流电机是用于实现机械能和交流电能相互转换的机械。由于交流电力系统的巨大发展，交流电机已成为最常用的电机。交流电机与直流电机相比，由于没有换向器（见直流电机的换向），因此结构简单，制造方便，比较牢固，容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的电机。交流电机功率的覆盖范围很大，从几瓦到几十万千瓦、甚至上百万千瓦。20世纪80年代初，最大的汽轮发电机已达150万千瓦。罐装用电机采用5.SKw大功率电机，转速达到295Or/min，扬程为37.2m。(4)离心水泵离心泵有立式、卧式、单级、多级、单吸、双吸、自吸式等多种形式。其主要的工作原理有：离心是物体惯性的表现。比如雨伞上的水滴，当雨伞缓慢转动时，水滴会跟随雨伞转动，这是因为雨伞与水滴的摩擦力做为给水滴的向心力使然。但是如果雨伞转动加快，这个摩擦力不足以使水滴在做圆周运动，那么水滴将脱离雨伞向外缘运动。就象用一根绳子拉着石块做圆周运动，如果速度太快，绳子将会断开，石块将会飞出。这个就是所谓的离心离心泵就是根据这个原理设计的。高速旋转的叶轮叶片带动水转动，将水甩出，从而达到输送的目的。采用耐粘稠的循环水泵，流量50—110m3/h，扬程10~15m，变频控制。(5)电加热器电加热是将电能转换为热能的过程。自从发现电源通过导线可以发生热效应之后，世界上就许多发明家从事于各种电热电器的研究与制造。流体防爆电加热器是一种消耗电能转换为热能，来对需加热物料进行加热。在工作中低温流体介质通过管道在压力作用下进入其输入口，沿着电加热容器内部特定换热流道，运用流体热力学原理设计的路径，带走电热元件工作中所产生的高温热能量，使被加热介质温度升高，电加热器出口得到工艺要求的高温介质。电加热器内部控制系统依据输出口的温度传感器信号自动调节电加热器输出功率，使输出口的介质温度均匀；当发热元件超温时，发热元件的独立的过热保护装置立即切断加热电源，避免加热物料超温引起结焦、变质、碳化，严重时导致发热元件烧坏，有效延长电加热器使用寿命。加热执行器选用电加热管，PLC输出0~10V电压控制信号到双向晶闸管中，控制电加热管的加热功率，指挥电加热管动作实现对循环水温度的控制。(6)变频器变频器（Variable-frequencyDrive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。通过改变电源的频率来达到改变电源电压的目的，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。选用西门子MM430变频器。MM43O变频器由微处理器控制，采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极晶体管作为功率输出器件，具有很高的运行可靠性和功能多样性。MM430变频器具有全面而完善的保护功能，特别适合用于水泵和电机机的驱动。变频器常见的频率给定方式主要有：操作器键盘给定、接点信号给定、模拟信号给定、脉冲信号给定和通讯方式给定等。这些频率给定方式各有优缺点，须按照实际所需进行选择设置，可以根据功能需要选择不同频率给定方式之间的叠加和切换。2.3PLC控制系统的组成 2.3.1PLC控制系统硬件的组成为实现对饮料罐装生产过程的自动监控，根据生产的安全及高效的要求，设计整个监控系统方案如图2.4所示。图2.4控制系统结构图本系统采用上位机、下位机PLC构成的系统监控方案，系统硬件按以下结构实现:(1)现场层；由系统的各种检测仪表仪器(如温度传感器，液位检测仪，热电偶，温度传感器，流量计)还有控制设备(如加热器，电磁阀，水泵，电机，变频器，次品处理手)组成。(2)本地控制层；由PLC和输入输出扩展模块组成。PLC作为下位机根据现场各测试设备采集的数据及系统设备运行逻辑关系，自动控制各站点内的电气设备运行状态。选用通用性好、功能强大、可靠性高的欧姆龙CP1L作为主机。(3)远程监控层；上位机选用性能稳定、抗干扰性能好的工控机，采用组态王组态软件对上位机监控功能进行组态，实现对整个工艺流程现场数据的实时记录和监控，将工艺流程以直观的画面显示出来，一记录在线检测的参数和设备运行状态，分析参数的变化趋势，及时发布和预报运行情况，实施诊断和报警。由于由工控机构成的上位机监控系统配置在离现场较远的监控室内，故采用现场总线基于模糊自适应PID算法的饮料灌装温度与液位控制实现上位机与下位机PLC之间的通讯。上位机是专门为工业现场生产的特点和要求设计的计算机，又称工业控制计算机，与普通计算机相比具有以下特点；(1)实时性好，可靠性高，平均无故障工作时间达几万小时；(2)具有防尘、防辐射、防振动冲击、较好的电磁兼容性和高抗干扰能力；(3)系统扩展性好，后备措施齐全，通信功能强，通信网络速度高；(4)具有冗余性，在可靠性要求高的场合，具有双机切换功能、双机监视软件，确保系统长期不间断地运行；(5)主板一般均设计看门狗功能，支持远程唤醒，自动复位。可编程控制器(Programmablecontroner)是为工业控制应用而设计制造的专用计算机控制装置，它采用可编制程序的存贮器，在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入输出控制各类型的机械和生产过程，通常称之为可编程逻辑控制器PLC。PLC具有以下特点：(1)可靠性高，抗干扰能力强，适用于恶劣的工业环境；(2)编程简单，设计安装容易，维护工作量少，使用方便；(3)体积小，重量轻，功耗低，性能价格比高，功能完善，通用性强。PLC种类繁多，但结构和工作原理基本相同。PLC主要由中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出接口、电源及外部设备组成，其基本结构如图2.5所示。图2.5PLC硬件系统结构框图(1)CPU:是PLC的控制核心部分，主要完成逻辑运算、数学运算、协调系统内部各部分工作等任务。(2)存储器；是PLC存放系统程序、用户程序及运算数据的单元。(3)输入/输出(工/0)接口:是PLC和工业过程控制现场各类信号连接的部件。通过输入接口，PLC得到生产过程的各种参数;通过输出接口，PLC把运算结果送至工业过程现场的执行机构实现控制。(4)电源:通常采用开关电源，与普通电源相比，稳定性好、抗干扰能力强。(5)外部设备:PLC的外部设备主要是编程器、彩色图形显示器、打印机等。2.3.2主回路控制系统设计在电气控制系统中，主回路通常包括以下部分：(1)电机主回路，包括用于电机通断控制的接触器、电机保护的断路器等；(2)各种动力驱动装置的电源回路与动力回路，如驱动器的电源输入回路及其通断控制的接触器、保护断路器等；(3)各种控制变压器的原边输入回路，包括通断控制的接触器、保护断路器等；(4)用于供给控制系统各部分主电源的电源输入与控制回路，包括用于电源变压器、稳压器件以及用于电源回路控制的接触器、保护断路器等。本系统主回路包括原液离心泵，杀菌输送离心泵，罐装输送离心泵，冷却水离心泵，充填离心泵5个交流电机和一个UHT杀菌机及主回路与PLC电源、PLC输入/输出、Ac220v控制的电源主回路等。系统总电源安装有独立的断路器QFI，用于分断整个控制系统电源与电网的连接。原液离心泵，杀菌输送离心泵，罐装输送离心泵，冷却水离心泵，充填离心泵，UHT杀菌机分别受(过载、短路、过电流、缺相、过电压等)保护，变频器又受空气断路器(短路、过电流)保护。电机分别通过接触器KMI、KMZ、KM3、KM4、KMS、KM6控制启动和停止。由于控制系统结构简单，输出负载容量小，PLC的输入与输出采用一个开关稳压电源进行集中供电。PLC的输入、指示灯的电源与PLC阀输出的电源采用独立的断路器，进行分别保护，这样即使阀输出回路保护动作也不会影响到PLC的输入与指示灯的电源提供，系统仍然能够通过操作面板进行操作与监控。2.3.3控制回路控制系统设计PLC控制系统中的控制回路，是指由继电器、接触器等低压电器构成的强电控制回路，控制回路一般包括以下线路：(l)电气控制装置、电机、设备的启动/停止控制线路；(2)主回路中的AC220V接触器的通/断控制电路；(3)DC24V辅助继电器/接触器接点控制回路；(4)DC24V电磁阀等执行元线路件的驱动、控制线路。控制回路的设计原则是在保证安全、可靠的前提下，控制回路的动作设计尽可能简洁、明了，方便操作与维修。本系统控制回路包括系统的启动与紧急分断回路、PLC的AC22OV接触器输出回路与DC24V电磁阀输出回路三部分。采用独立的接触器KMO进行控制，通过系统的紧急停止开关，可以立即、直接切断PLC的AC220V接触器输出回路与DC24V阀输出回路的电源，迅速停止执行元件的动作，同时，KMO的触点作为PLC的输入进入PLC，使得PLC程序进行相应的处理，在强电、软件两方面保证了紧急分断的执行。紧急分断不但可以通过操作面板的紧急停止按钮进行，当电机主回路基于模糊自适应PID算法的饮料灌装温度与液位控制的保护断路器QFZ一QF7动作时，同样可以进行紧急分断。PLC的输出执行元件为感性负载，所以在AC负载两侧增加了用于过电压抑制的RC吸收器，在DC负加了直流二极管与稳压管串联的过电压抑制器。AC22OV接触器输出回路包括原液离心泵，杀菌输送离心泵，罐装输送离心泵，冷却水离心泵，充填离心泵，UHT杀菌机的控制回路。DC24V阀输出回路包括系统所以8个电磁阀的控制回路。下图2.6为PLC连线图。图2.6PLC连线图

3控制系统的软件设计无菌机监控系统软件设计由下位机PLC控制程序设计和上位机监控组态软件设计两部分组成。采用欧姆龙CX-programmer编程软件开发PLC现场控制程序，实现对系统现场工艺流程的自动控制;采用组态王组态软件开发上位机监控界面，实现对系统现场数据的实时记录和远程监控;通过RS-485实现上位机与下位机PLC之间的通讯。3.1PLC控制程序的实现可编程控制器控制功能是通过执行程序实现的，不同型号的PLC采用编程语言的表达方式也不同，所以采用的软件也就不尽相同。传统的方式下，为了搭建一个PLC的系统，必须根据使用的不同的单元去购买不同的支持软件，若干软件单独启用，单独去连接不同的硬件，而欧姆龙公司使用了CX-ONE软件后，只需要一个连接点和一次连接即可完成相关设备的配置，这样通信变得更加的安全可靠，并且有助提高工作效率。OMRON的CX-ONE是一款集成了欧姆龙PLC和元器件的组合软件，主要包括用于欧姆龙组网和串口通信调试的网络通信配置软件、针对欧姆龙PLC的单机系统调试软件、元器件软件、变频驱动配置软件、HMI配置软件、过程控制配置类软件。其特点如下：(1)CX-ONE是一款组合软件，这样我们只需要在一台电脑中安装一次软件即可以对欧姆龙主要产品进行处理，这样也方便在上位机集合管理各种软件。(2)与CPU总线单元和特殊I/O单元对应的支持软件可以通过I/O表启动。(3)通过CPS文件可以实现对应CPU总线单元和特殊I/O单元的直接设定，可以在参数页面确认其设置和读取到对应的转换数值等功能。(4)综合模拟仿真功能，不仅PLC可以通过配套软件CX-Simulator实现模拟仿真功能来调试程序，还可以配套触摸屏一起仿真调试。我们这里主要用到的有针对欧姆龙PLC的单机系统调试软件CX-Programmer软件、用于HMI配置的CX-Designer软件和用于组网和串口通信调试的网络通信软件CX-Integrator。其中CX-Integrator配置网络过程已在前面提过这里不再赘述。我们主要介绍CX-Programmer和CX-Designer以及他们在只有压裂液混配自动控制系统中的应用。CX-Programmer主要完成的内存数据区的监控和设定、编辑、调试和监控PLC的程序，并能完成继承、设定、启动其他相关软件。CX-Designer主要是制作、编辑传送欧姆龙NS系列触摸屏的画面数据。表3.1I/O分配表输入输出启动停止复位温度传感器CIP急停UHT来的信号灌装机信号00000000010000200003000040000500006启动准备空压机运行运行灯进料电磁阀灭菌状态灯冷却状态灯010070100201004010001010010101UHT/CIP状态非UHT/CIP非UHT/非CIP报警灯10102101031010410106本控制中共有六种状态，其关系及顺序如图3.l。图3.1控制顺序图其中UHT灌装、非UHT灌装、非UHT非灌装为三种并列关系。按照以上的关系以及控制需求，采用顺序控制。对功能图进行说明：首先对SD，QD，T进行初始化，在启动非急停的情况下，通过中问继电器M0.0，进入状态1：灭菌状态的阀相应打开，T37延时接通。当罐体外的温度达到115.C时，温度传感器10.3接收到信号，通过中间继电器M0.1，有蜂鸣器Q1．6和报警灯Q2.O输出。同时T38延时接通，通过中间继电器MO.2，进入状态2：冷却状态的阀相应打开，T41延时接通。当T41接通后，UHT有信号10．5，灌装机有信号10．6，进入状态3：T42延时接通后，UHT/FILL的阀相应打开，液位低传感器10．2接收到信号后，搅拌器Ql，7开始搅拌；液位高传感器10．1接收到信号后，T45延时接通，通过中间接电器M0．7，就有QO．1，QO．0，QO．2，Q1．0，Q1．5相应打开。当T41接通后，灌装机有信号10．6，进入状态4：T46延时接通后，UHT/FILL的阀相应打开，液位低传感器10．2接收到信号后，T48延时接通后，搅拌器Q1．7开始搅拌。当T41接通后，灌装机没有信号10．6，UHT没有信号10．5，进入状态5：T47延时接通后，非UHT/非FILL的阀相应打开。经过状态3、4、5后，T37延时通或按下tip按钮，通过中间继电器M1．2，就进入状态6：CIP的阀相应打开，T49延时通后，返回初始化下一个状态。4.2灭菌机控制程序分析(1)当按下通入物料开关0.00按钮时，开始进料，使得W0.00通电，之后使W0.00的继电器带电，开光W0.00闭合通电，启动灯100.07亮，为启动准备状态。如图3.2。图3.2启动准备（2）W0.00继电器带电，常开开光W0.00带点，开始开始灭菌，延时20秒，同时物料进入灭菌罐内，进行灭菌，物料进料时间为20秒，20秒之后显示高液位，空压机运行，Q100.02通电，使其常开开光常通电，关闭进料电磁阀，光比电磁阀延时为2秒。如下图3.3所示。图3.3进料完毕温度检测(3)空压机运行，开始进行罐内温度检测，进行检测延时10秒，10秒以后TIM0001继电器通电，灯0.02亮表示开始检测温度，由于0.01通电状态，机器检测温度中机器停止，检测温度时间为30秒。如下图3.4所示。图3.4进行温度检测延时（4）运行状态灯亮，进料电磁阀关闭状态，灭菌罐内液体显示高液位，启动开关复位，无菌罐处于灭菌状态，延时为40秒，灭菌完毕后10001带点闭合，进行杀菌温度检测，检测完毕后温读检测复位，灭菌罐输出电磁阀打开。此时灭菌罐冷却开始。如下图3.5所示。图3.5温度检测(5)输出线圈10105带电闭合，灭菌机开始判断属于哪一种状态，线圈00004为UHT信号，00005为CIP的信号。当0.04带电常开开关闭合0.05带电闭合时为UHT/CIP状态，当0.04常闭开关带电断开0.05带电闭合时为非UHT/CIP状态，当0.04常闭开关带电断开0.05常闭开关带电断开时为非UHT/非CIP状态。此时并就行输出延时，延时时间为30秒，如下图3.6。图3.6无菌机判断状态(6)温度检测线圈带电闭合，开始检测灭菌灌内的压力，当压力过高时报警，同时检测灭菌罐内的液位液位过高或者过低时都都报警，在运行状态下对灭菌罐内进行检测并且延时，当灭菌时间过长，罐内温度过高，压力太强时自动进行报警。此时按下紧急停止按钮灭菌罐紧急停止，如下图3.7。图3.7灭菌罐进行多项检测(7)全部检测完之后按下复位开关0.02，无菌机各项报警全是复位此时无菌机停止工作，此时灭菌全部完成，如下图3.8。图3.8一个循环结束复位

4组态画面功能分析4.1组态软件的介绍组态王开发系统软件，是现代新型的工业自动化控制系统，以标准的工业用PC机软、硬件平台构成的系统取代传统的系统。此软件具有适应能力强、开放性能好、易于进行本省扩展、开发周期短等优点。通常可以把它系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的开发分析，采用组态王对监控系统设计。软件也为试验者提供了可视化监控界面，有利于作业者实现现场监控。而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。使用组态王软件开发具有以下几个特点：(1)实验全部用软件来实现,只需利用现有的计算机就可完成自动控制系统课程的实验,从而大大减少购置仪器的经费。(2)该系统是中文界面,具有人机界面友好、结果可视化的优点。对用户而言，操作简单易学且编程简单，参数输入与修改灵活，具有多次或重复仿真运行的控制能力，可以实时地显示参数变化前后系统的特性曲线，能很直观地显示控制系统的实时趋势曲线,这些很强的交互能力使其在自动控制系统的实验中可以发挥理想的效果。在采用组态王开发系统编制应用程序过程中要考虑以下两个方面：图形，是用抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的工控设备。数据，就是创建一个具体的数据库,并用此数据库中的变量描述工控对象的各种属性，比如水位、流量等。连接,就是画面上的图素以怎样的动画来模拟现场设备的运行，以及怎样让操作者输入控制设备的指令。4.2组态图形界面的设计本设计图形界面为抽象的图形画面来模拟出在实际应用的无菌罐系统工作过程和所涉及的相应的设备。构造