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1、 Xinjiang Institute of Engineering 毕 业 论 文论文题目 加热炉反应的自动控制 系（部） 电气与信息工程系 学科专业 电气自动化 班 级 姓 名 学 号 指导教师 二一四年五月五日新疆工程学院毕业论文任务书学 生 姓 名专 业 班 级论 文 题 目基于PLC和MCGS的加热炉反应自动控制接受任务日期完成任务日期指 导 教 师指导教师单位论文要求1、设计系统的画面。 2、根据控制工艺编写程序。 3、制作数据报表、绘制运行曲线。4、设置用户权限管理及工程安全管理。5、编辑用户菜单,试程序。6、 编写下位机（PLC）程序7、编写设计说明书。教师指导过程记录1）：布
2、置设计任务，深入了解设计内容，阅读参考资料。1.第一周：熟悉MCGS软件及加热反应炉自动控制系统。2.第二周：根据控制工艺编写程序。3.第三周，第四周：制作数据报表、绘制运行曲线。4.第五周：设置用户权限管理及工程安全管理，编辑用户菜单。5第六周：调试程序，编写设计说明书。6.第七周：修改，打印说明书，画正式图纸。总结，准备毕业答辩，完成答辩。参考资料1.胡寿松. 自动控制原理.第三版 国防工业出版社 2.赵国材. 计算机控制技术 吉林大学出版社3.熊新民. 自动控制原理. 电子工业出版社4.吴秀英 组太控制技术 电子工业出版社新疆工程学院毕业论文成绩表学 生 姓 名专 业 班 级论 文 题
3、目基于plc和mcgs的加热炉反应自动控制考 核 项 目考 核 内 容满分评分一、指导教师评分1、工作态度与纪律102、基本理论、基本知识、基本技能和外文水平103、独立工作能力、分析和解决问题能力104、完成任务的情况与水平（论文质量）10指导教师签字： 年 月 日二、评阅教师评分1、论文质量（正确性、条理性、创造性和实用性）152、成果技术水平（理论分析、计算、实验和实物性能）15评阅教师签字： 年 月 日三、答辩小组评分1、完成任务书所规定的内容和要求52、论文的质量53、课题论文内容的讲述104、回答问题的正确性10答辩组长签字： 年 月 日四、答辩小组成绩评定：负责人签字： 年 月
4、日五、答辩委员会意见：答辩委员会主任签字： 年 月 日目录摘 要1Abstract2第一章 引言31.1课题背景31.2MCGS组态软件31.2.1MCGS简介31.2.2MCGS的主要特点51.3PLC软件61.3.2 PLC的特点：71.3.4 PLC结构8第二章系统的硬件软件112.1加热反应炉对电气控制系统的要求112.2系统设计方案112.3 对象和范围的确定142.4 S7-200的性能152.4.1S7-200 CPU222一般性能152.4.2输入特性172.4.3输出特性182.5系统硬件图设计19第三章 加热反应炉简介213.1 加热反应炉简介213.2加热反应炉原理223
5、.2.1反应炉控制的过程223.2.2加热反应炉原理图：22第四章 控制画面的创建244.1 工程的建立244.2设计监控界面244.3 变量的定义254.4动画链接264.4.1 液位升降效果274.4.2阀门的启停284.4.3 水流效果294.5仪表添加应用304.6曲线显示304.6.1 实时曲线304.6.2历史曲线324.7 设备连接335.1 脚本程序的语句形式365.2梯形图37第六章设备选型386.1 温度传感器386.2压力传感器406.3液位传感器425.4电磁阀445.4.1 电磁阀工作原理：44总 结48致 谢49参考文献501摘 要 该控制系统采用可编程控制器为核心
6、、PC 为上位机,可编程控制器通过专用数据线和上位机通信，利用组态软件对整个系统进行实时监控，利用 PLC 对加热反应炉进行现场的实施自动控制。实验证明，PLC 和 MCGS 结合有利于 PLC 控制系统的设计、检测，具有良好的应用价值。关键词：PLC，MCGS，加热反应炉Abstract The control system uses a programmable controller as the core, PC as host computer, programmable controller through a dedicated data line and the host com
7、puter communication, real-time monitoring of the whole system with configuration software, carry out the automatic control of the heating furnace siteimplementation using PLC. Experiments show that, PLC and MCGS binding toPLC control system design, test, and has good application value.Keywords: PLC,
8、 MCGS, heating furnace第一章 引言1.1课题背景加热反应炉是冶金、化工工业常用的重要设备，过去仅依靠人工经验进行操作，往往存在送料、温度、压力等条件变化时不能实施有效控制的问题，产品质量不稳定甚至出现次品，造成原料浪费，给企业带来经济损失。可编程序控制器 PLC 以其可靠性高、功能强、控制灵活等特点，已成为目前工业现场环境的首选控制装置。它不仅能实现复杂的逻辑顺序控制，还能完成少量模拟量的过程控制，且编程简单，使用方便。本文采用可编程控制器 PLC 为核心、PC 为上位机，通过专用数据线和上位机通信，利用组态软件对整个系统进行实时监控，利用 PLC 对加热反应炉进行现场的
9、实施自动控制，进而实现了对加热反应炉的可视化监控系统。组态软件的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称运动系统2。组态软件是指一些数据采集与过程控制和专用软件，它们是自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动化控制监控功能的，通用的层次的软件工具。组态软件能支持各种工控设备的常见的通信协议，并且通常分布式数据管理和网络功能。对于原有的HMI的概念，组态软件用户能够快速建立自己的HMI的软件工具，或开发环境。在组态软件出现之前工控领域的用户通过编写HM
10、I应用，开发时间长，效率底，可靠性差；或者购买过去的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满足需求。很难与外界进行数据交互3。组态软件出现把用户从这些困境中解脱出来，可以利用组态软件的功能构建一套适合自己的应用系统。1.2MCGS组态软件1.2.1MCGS简介MCGS(Monitor and Control Generated System，监视与控制通用系统)是北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研发的一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制，可运行于Microsoft Windows 95/98
11、/Me/NT/2000/xp等操作系统。MCGS组态软件包括三个版本，分别是网络版、通用版、嵌入版。具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。通过与其他相关的硬件设备结合，可以快速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。用户只需要通过简单的模块化组态就可构造自己的应用系统，如可以灵活组态各种智能仪表、数据采集模块，无纸记录仪、无人值守的现场采集站、人机界面等专用设备。在使用工控软件中，我们经常提到组态一词，组态英文是“Configuration”，其意义究竟是什么呢？简单的讲，组态就是用应用软件中提供的工具、方法、完成工程中某一具体任务的过。与硬件生产相对照，组态与组
12、装类似，当然软件中的组态要比硬件的组装有更大的发挥空间，因为它一般要比硬件中的部件更多，而且每个部件都很灵活，因为软部件都有内部属性，通过改变属性可以改变其规格（如大小、性状、颜色等）。组态软件，又称监控组态软件，译自英文SCADA,即 Supervision,Control and Data Acquisition(数据采集与监视控制),组态软件的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统(RTU System,Remote Terminal Unit)。MCGS组态软件所建立的工程由主控窗
13、口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成，每一部分分别进行组态操作，完成不同的工作，具有不同的特性，如图1.1所示。图1.1 MCGS的构成1.2.2MCGS的主要特点容量小：整个系统最低配置只需要极小的存贮空间，可以方便的使用DOC等存贮设备； 速度快：系统的时间控制精度高，可以方便地完成各种高速采集系统，满足实时控制系统要求； 成本低：使用嵌入式计算机，大大降低设备成本； 真正嵌入：运行于嵌入式实时多任务操作系统； 稳定性高：无风扇，内置看门狗，上电重启时间短，可在各种恶劣环境下稳定长时间运行； 功能强大：提供中断处理，定时扫描精度可达到毫秒级，提供对计算机串口，内存，端口的访问。并可以根据需要灵活组态； 通讯方便：内置串行通讯功能、以太网通讯功能、GPRS通讯功能、Web浏览功能和Modem远程诊断功能，可以方便地实现与各种设备进行数据交换、远程采集和Web浏览； 操作简便：MCGS嵌入版采用的组态环境，继承了MC
