毕业设计（论文）-气调储粮气体自动检测系统主机位设计

毕业设计全套图纸加V信 sheji1120或扣 3346389411设计题目: 气调储粮气体自动检测系统主机位设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 机制 指导教师： 2021年 5 月 25日目 录1本次设计的概述11.1本次设计的任务11.2国内外粮食储藏气调技术应用的发展现状11.2.1国际粮食科技现状11.2.2发达国家粮食科技发展趋势21.3本次设计的目的和意见22储粮气调装置控制系统设计32.1系统整体设计32.2系统的工作原理33 PLC原理接线图设计43.1PLC的选型43.2扩展模块的选择53.3环路开关的设计63.4变频器的选择73.4.1变频器不同种类的比较73.4.2变频器参数设计83.5电动机的选择113.6人机界面的选择123.7 PLC原理接线图134 PLC软件程序设计144.1 内部地址的分配144.2主程序流程图设计164.3子程序流程图设计175自动控制系统软件的设计145.1内部地址的分配155.2 PLC程序设计165.3人机界面设计176设计总结297致谢30参考文献311 本次设计的概述1.1本次设计的任务本课题通过设计的装置读取对高大平房仓或圆筒仓内小麦气调储粮过程中二氧化碳、氧气、氮气及环境温度、湿度等参数数据（参数的检测由其他的检测机构实现，本设计不涉及），分析粮堆储藏环境的特征特点，在提供仓房整体查询、单点查询的同时，能够自动控制通风装置、气源装置动作，完成小麦的自动气调储粮过程，形成自己的产品设计成果。本次设计是依据毕业设计要求来完成，这次设计涉及到了PLC编程、变频电机工作原理及人机界面搭接等有关方面的内容，综合全面地锻炼了自己的实际设计能力。1.2国外国内粮食储藏气调技术应用的发展现状1.2.1国际粮食科技现状进入新世纪以来，发达国家的农业现代化更加明显。随着生物技术、信息技术，特别是细胞工程、基因工程、发酵工程、酶工程、蛋白工程技术的发展，世界农业领域正处在重大历史转折和高速发展时期。农业技术的进步，同样促进了粮食资源利用技术的发展，粮食资源的合理利用和资源的深度开发已成为发达国家最主要的特征。主要表现在以下方面。 (1)粮食储存广泛采用绿色生态储粮技术由于发达国家粮食资源丰富，可以满足需求，粮食储存时间短、数量少，粮食储存不仅注重数量，更关注储粮的内在品质和营养变化，长期进行储量基础研究，注重储粮应用技术的环保提升。因此，以低温、气调、生物、物理和综合防治相结合的绿色储粮技术已成为其主要特色。以澳大利亚为典型代表的绿色储粮技术发展到较高的水平。目前，一些欧洲国家已经禁用溴甲烷作为熏蒸剂使用。经济效益最大化成为发达国家储粮仓型选择的主要标准。储粮设施主流仓型以系列浅圆仓为主，单仓仓容越来越大。在欧美发达国家，主流仓型的单仓仓容已发展为0.7万1.2万t。粮食仓储机械化程度高，产后损失少。 (2)信息化技术在粮食储藏领域广泛应用 美国、加拿大、澳大利亚等国，粮食市场化程度高，信息化技术在粮食储藏领域广泛应用。有专门的机构利用高新技术，如利用卫星遥感技术装备，预测世界农业生产情况，通过网络信息和电子商务平台，分析国内和国际期货和现货市场信息，预测全球粮食的需求形势，及时调整粮价和贸易策略。粮食仓储及流通过程，通过研究粮食品质测定方法，运用信息处理技术，开发数据管理系统，把粮食流通中品质测定各个环节通过信息系统结合起来，进行粮食品质跟踪管理，从农场收购粮食、粮食流通到最终消费的全过程实施质量品质跟踪和安全控制，基本上达到信息化管理。1.2.2发达国家粮食科技发展趋势进入21世纪以来，全球农业技术变化集中地体现在基因技术及专用种植技术创新和技术集成、学科渗透。发达国家把粮食流通产品经营的生产技术的高新化、生产规模的大型化、资源利用的精深化、企业管理的信息网络化、产品质量的标准化作为战略重点，增强国际竞争力，发展态势十分迅猛。主要表现在：(1)技术装备的智能控制技术和降低能耗技术粮食加工、储运等技术装备向机电一体控制、微机智能控制等现代化方向发展，使生产工艺和技术的稳定性提高。同时，生产规模的大型化和机械装备的现代化，使生产过程的能耗大大降低，资源、能源得以充分利用，生产效率和效益大大提高。(2)以低温储粮为代表的“绿色”储粮技术将得到进一步发展以低温、气调杀虫和符合绿色环保的杀虫剂为代表的“绿色”储粮技术和有害生物综合防治技术是未来的发展方向，影响粮油食品安全和环境保护的支撑害虫综合防治的非化学防治技术将得到进一步的重视。仓房结构和仓储设备向大型化、专业化和标准化方向发展。最终粮食食用品质的优劣和储粮经济效益、社会效益及生态效益将是评判储粮技术的标准。(3)重视粮食流通的信息化建设和应用鉴于信息化在发达国家社会生活和经济建设中发挥越来越重要的作用，重视信息化整体的规划和建设被视为国家经济战略的一个重要方面。信息化将贯穿到粮食的生产、收获、储藏、加工、管理的全过程，实现数字化、网络化和智能化，以实现粮食生产和流通的全过程质量安全控制是国外粮食质量安全科技发展的趋势。 (4)以人为本，粮食流通的清洁和环境生产正在日益受到重视 随着工业化和经济的发展，使得水、土等资源紧张，并对生态环境造成影响；随着物资的丰富和生活质量的提高，人们对生活和工作环境的要求越来越高。以人为本，对环境的保护，粮食流通环节的清洁生产和保持环境生产技术，特别是节能、节水工艺技术，防粉尘、防噪声、防污染技术和智能控制技术将成为粮食流通科技发展的突出需求。1.3本次设计的目的和意义粮食是食品工业的源头，正是由于绿色食品的大力发展，粮食储藏技术也正在发生深刻的变化。低温储粮已经被广泛采用，仅德国阿克西玛制冷设备公司(原来的苏尔寿爱雪维斯公司)，生产的谷物冷却机就有1万多台在世界上60多个国家使用，全世界采用低温储粮的粮食已经超过了1亿t；气调储粮是另一个被广泛采用的绿色储粮技术，已经在澳大利亚、美国、俄罗斯、中国等国得到有效应用。在欧洲，对于绿色储粮技术的应用，政府在政策上给予了大力支持。所以今后破绿色储量技术将会有很大的发展。在“中国储粮生态系统理论体系”的指导下，我国粮食储藏理念正发生着深刻的变化，粮食储藏技术正在由传统储粮技术向绿色储粮技术发展，由粗放型仓储管理向精细化仓储管理发展。尤其是最近几年，用自然低温的控温技术、气调技术、替代甲基溴等许多新技术在粮食储藏中的应用，大大提升了我国粮食储藏的技术水平，同时也为节能减排、环境保护作出了积极的贡献，得到了国际社会的广泛认同。随着我国农业的发展,农产品的产量不断提高,且农产品的需求量也不断增加，大量的粮食囤积，需要进行很好的储存。然而传统的低温，密封，磷化氢等方法存储不能有效的防潮防虫害。迄今国内外已确认气调储藏对粮食生理、生物学、品质保持以及控虫、防霉等方面均较之空气常规储藏更具明显的优越性和储藏效应。本课题研究的目的就是设计控制气调系统，主要是对影响储粮的氮气、氧气、二氧化碳气体、湿度、温度等因素的测量，来达到自动控制。2.储粮气调装置控制系统设计2.1系统整体设计总体的设计是要完成对储粮气调的全自动控制，在这个要求之下，我们需要选择经济适用的PLC系统，并编写控制程序，通过人机界面即触摸屏，以适应全自动控制的需要。主要的控制流程方案：是通过有线I/O接口模块主动接收下机位传递的数据信息，运用换位开关，编码输入选取粮仓内位点参数，经过PLC程序计算、分析、执行程序处理转化的控制信号来控制电磁阀的开启和变频风机的的动作，来达到自动检测粮仓温度、湿度、氧气、二氧化碳、氮气等参量。2.2系统的工作原理人机界面P L C变频器1、2、3、4风机1、2、3、4电机1、2、3、4电磁阀1、2、3、4各个氮气泵数模转换模块下机位1、各种（湿度、温度、氧气、二氧化碳、氮气）传感器数模转换模块下机位96换位开关并口线各种（湿度、温度、氧气、二氧化碳、氮气）传感器 图1.系统的工作原理示意图该系统装置的工作原理过程：通过各个传感器读取（数据接收采用有线IO接收模块，接收方式主动式）对高大平房仓或圆筒仓内小麦气调储粮过程中二氧化碳、氧气、氮气及环境温度、湿度等参数数据，选取合适的数模转换模块，把参数数据转化成合适的电信号，经过换位开关选取测定组的电信号，通过并口线传到PLC中。通过PLC程序编程能够自动控制通风装置（变频风机）、气源装置动作(电磁阀的开闭)，并把PLC同人机界面相连接，完成对小麦的自动气调储粮过程。3.PLC原理接线图设计3.1 PLC选型 分析系统数据接收和输出需要几个I/O口：通过方案系统整体设计知，需要10输入插盘和下机位相连，每个采样数据通过8字节输入，PLC共需要8个输入口，下机位另两根线是与上机的对话线，一个是输入口，一个是输出口。再者选择四个风机共输出四个数字量，四个变频器控制的风机共输出四个模拟量。还需要七个输出口，来对96组数据进行选择。综上可知，要想满足系统设计要求，PLC需要有16个输出量和9个输入量。此次毕业设计所需要的PLC的I/O点数较少，PLC的输入为：氮气传感器输入、氧气传感器输入、二氧化碳传感器输入、湿度传感器输入、温度传感器输入。PLC的输出为风机电机、电磁阀。因为所需要的PLC的点数较少，所以可以选择小型的PLC,满足以上条件的PLC有西门子的，欧姆龙的，还有三菱的。这三种PLC,其I/O点数在256点以下时，三种PLC都是有一定优势的，欧姆龙和西门子的PLC的性价比较高，三种PLC的容量也是能满足要求的，因为平常学习的是西门子的PLC,所以选择西门子的小型PLC,西门子小型PLC,是S7-200系列的PLC,S7-200的PLC根据CPU结构配置不同又分为五种，分别为CPU221、CPU222、CPU224、CPU226、CPU226XM。CPU221 它有6输入4输出，I/O共计10点，但是没有扩展能力，CPU222 有8输入6输出，I/O共计14点，可以扩展2个扩展模块，CPU224 有14输入10输出，I/O共计24点，可以扩展7个扩展模块，有内置时钟，CPU226 有24输入16输出，它比CPU224具有更强的扩展能力，CPU226XM 这是西门子公司后来推出的一种增强型主机，它在用户程序存储容量和数据存储容量上进行了扩展，其他指标和CPU226相同。通过以上分析可知选择西门子CPU224，即能满足设计要求又经济适用，最后选择用。3.2 扩展模块的选择 选择了S7-224有I/O口14/10，可知还有需要15个输出口，这里面有四个输出模拟量，十一个输出数字量。接下来分析各种扩展模块：S7-200PLC硬件的配置方式采用整体式加积木式，即主机中包含一定量的输入/输出，同时还可以有一定数量的输出模块，以及功能模块，CPU22*系列的每种主机所提供的本机I/O点的I/O地址是固定的，进行扩展时，可以在CPU右边连接多个扩展模块，每个扩展模块的组态地址编号取决于各模块的类型和该模块在I/O链中的位置。编址方法是同种类型输入或输出点的模块在链中按与主机的位置而递增，其他类型模块的有无以及所处的位置不影响本类型模块的编号。现在还需要扩展4路模拟输出量和4路数字输出量，选择两个EM232和一个EM222，就可实现4路模拟输出量和4路数字输出量。模块的连接示意图如图2所示：EM222四端数字输出主机CPU224EM232两端模拟数出EM232两端模拟输出图二：各模块与主机的链接示意图 3.3 环路开关的选择在本设计过程中共有（4*6）*4及96组数据，怎样循环扫描96组数据，并依次通过输出路线存入寄存器中，等待上机位读取？现通过设计换路开关选择传出哪一组数据，再进行程序执行，以致把96组数据都读取，进而实现自动检测控制。选择下机位组点的工作过程：可以设置96个线圈来作为96组数据的开关，当触电得电时，触电闭合，传出这一组的数据，经过译码器传出信号与PLC相连，来响应传入哪一组的数据。 图三：96组数据通信表示图经过分析可选择38译码器和416译码器，来对所选数据译码输出。开始时各端清零，触电失电，无信号输出。如A0高电平输入，A1.A2低点平输入，B0高电平输入，B1、B2、B3低电平输入，继电器触电只有一位得点闭合，输出数据，实现单点输入。依次译码输出96组数据。3.4变频器的选择变频器的调速原理:变频器是通过对电力半导体器件的通断控制将电压和频率固定不变的交流电电源变换为电压或频率可变的交流电的电能控制装置。对于交-直-交型变频器来说，为产生可变的电压和频率，首先要把工频交流电源变换成直流电，再转化成各种频率的交流电，最终实现对电机的调速运行。3.4.1变频器不同种类的比较根据负载机械的工作特点，结合对调速范围、调速精度和经济性的要求，用户可以选择不同种类的变频器来控制调速运行。（1）通用型变频器一般采用vf控制方式，适用于风机、泵类负载场合。其节能效果显著，调速范围和调速精度较低，因此成本较低。（2)多功能通用变频器多功能变频器主要适应工业自动化，自动仓库、升降机、搬运系统、小型CNC机床、挤压成型机、纺织及包装机械等高速、高效需求。因为控制的是控制风机的电机，因为要求不高所以选择通用型的变频器就可以满足设计要求。风机动力系统中的电机所用的是380V,所以低压变频器是可以满足要求的低压变频器指输入电源电压为单相220V和三相380V的变频器，用量最大、应用最为广泛的变频器系列。低压变频器的选型首先要考虑用途，选择通用型还是专用型，要尽量使系统的各种功能通过变频器来实现。其次比较各厂家同类变频器的功能差别、性能价格比、售后服务，确定厂家及变频器型号。选择的是西门子的PLC,为了发挥控制系统最佳的控制性能，所以选择西门子的变频器，西门子的MM440和MM430,都是通用型的变频器，能够满足所需要的性能，因为MM430的变频器有详细的说明书，能帮助初学者更好的去应用。通过变频器的说明书可以确定变频器和PLC的接线，在控制系统中变频器和PLC的连接是通过数字输出口和模拟模块，变频器的速度调节是通过数模转化模块来进行设定的，下面是MM430变频器主电路图和控制系统图，从下图4中可以看出变频器的接线端子。图4：MM430的主电路及控制系统结构图3.4.2变频器参数的设定变频器在应用时，需要对其参数进行初始化设定，参数设定服务于快速调试，其中访问级和Cstat是默认值，其设定值是根据电机和调试情况来设定的，变频器1和变频器2的参数设定见表2。表1：变频器参数设定参数号参数名称访问级Cstat设 定 值变频器1变频器2P0003用户访问级1：标准级2：扩展级1根据调试的具体情况而定根据调试的具体情况而定P0010开始快速调试0：准备运行1：快速调试111P0100欧洲/ 北美0:功率单位为KW;f的缺省值50HZ1：功率单位为hp;f的缺省值60HZ1C00P0205变频器的应用对象0：恒转矩1：变转矩311P0300选择电动机的类型1：异步电动机2：同步电动机2C11P0304电动机的额定电压设定值的范围：10-2000V1C380380P0305电动机的额定电流1C1516P0307电动机的额定功率1C752.2P0308电动机额定功率因数2C0.810.71P0309电动机额定效率2C92.580.5P0310电动机额定频率1C5050P0311电动机额定速度设定值范围:0-40000r/min1C740710P0320电动机磁化电流3CT-P0335电动机的冷却0：自冷1：强制冷却2：自冷和内置风机冷却2CT00P0640电动机的过载倍数（%）2CUT100100P0700选择命令源0：工厂设置值1：基本操作面板2：端子输入1CT22P705选择数字5的输入功能0：禁止数字输入1：ON/OFF1接通正转/停车命令CT1511P706选择数字6的功能0：禁止数字输入1：ON/OFF1接通正转/停车命令2：Onreverse/OFF1接通反转/停车命令CT1522P1000选择频率设定值1：电动电位计设定值2：模拟设定值13：固定频率设定值4：模拟设定值21CT24P1080电动机最小速度（r/min）1CT00P1082电动机最大速度（r/min）1CTP1300控制方式0:线性u/f控制1：带FCC的u/f控制2:抛物线u/f控制2CT0或20或2P1910选择电动机数据自动检测0：禁止自动检测1：所有参数都带参数修改的自动检测2CT11P3900快速调试结束0：结束快速，不进行电动机计算或复位为工厂缺省设置1：结束快速，进行电动机计算和复位为工厂缺省设置值1C11 3.5 人机界面的选择可编程终端（Programmable Terminal,PT）又称人机界面(HMI)。PT是PLC的一种外部设备，PT与PLC联机通信后，通过轻触键盘或屏幕上的触摸键，可向PLC输入数据、显示数据或图形，对PLC控制系统进行操作。在普通PC上使用厂家提供的PT支持软件，通过调用各种控件，如各种按钮、数值输入、指示灯、数值显示、文字/数值显示、信息显示、条状图柱状图、曲线图、趋势图、XY图、仪表图、动态图、图形元素、静态文字、静态图形及其他通用控件，可以制作数百幅生动、丰富的监控画面，完成编译后，通过PC的USB端口和PT的USB端口的通信电缆或RS-232C的通信线缆，将监控画面由PC下载到PT，此后，PT就可以脱离PC而协同PLC一起工作。PT的RS-485C端口与PLC的RS-485端口通过通信电缆相连接，此后，就可以使用PT对PLC控制系统进行操作并显示各种信息。下面有机种输入设备的比较，通过比较选择合适的HITECH各种人机界面的比较HITECH人机界面一贯的高品质,型号齐全功能强大,以极高的稳定性,极低的故障率满足客户的要求，HITECH人机界面能与所选的西门子S7-200的PLC通信，二者具有兼容性，以下是几种 HITECH的人机界面的比较，分别是从显示器种类、显示器尺寸、分辨率、颜色、CPU来进行比较的，几种人机界面的比较如表1所示。表2：几种人机界面的比较型号显示器种类显示尺寸分辨率颜色CPUPWS5600S-SMono STN LCD5.7”(对角线)320*24016灰阶（天蓝色）32位RISCPWS5600T-SColor STN LCD5.7”(对角线)320*24016灰阶（天蓝色）32位RISCPWS6300SMono STN LCD3.0”(对角线)160*80黑/白，16灰阶32位RISCPWS6500S-SMono STN LCD4.7”(对角线)240*18016灰阶 天蓝色32位RISCPWS6600C-PColor STN LCD5.7”(对角线)320*240全彩256色32位RISCPWS6600S-PMono STN LCD5.7”(对角线)320*24016阶灰色32位RISCPWS6800C-SColor STN LCD7.5”（对角线）640*480全彩256色32位RISC上面介绍的几种人机界面的硬件图如下面图5所示图5:人机界面硬件图 在本次设计中要涉及到料位的显示，数据的显示，报警指示灯的显示，还有按钮，所以最好选择彩色的的触摸屏，触摸屏的分辨率也是有一定的要求的。 最后从经济效益和性能考虑,选择PWS6800C-S触摸屏,一来这种人机界面的显示尺寸比较大易于观察，而且分辨率很高,达到了640*480，能够从上面清晰看出相关的信息,能方便操作. 二来彩色画面，在色彩的设计上具有更大的自主性，所以画面也更加好看，当然更重要的是处理器都一样，价位没有太大差别，为了更好的实现功能，选择PWS6800C-S触摸屏。3.6电动机的选择 根据实用性和经济方便行原则，通过PLC控制电机原理分析，以及考据风机的性能，先选择90BYG550B的步进电机，其各项参数如下表：表3：90BYG550B的步进电机有关参数表产品型号最大静转矩(Nm)相电流（A）相数步距角空载启动频率(HZ)运行频率(HZ)净重（kg）外形尺寸长宽高90BYG35025330.061600204.513090该电机有配套的驱动电源，型号为MSA-3H090M,有关参数表如表4表4 ：MSa-3H090M步进电机驱动电源有关参数表产品型号工作电压相电流（A）相数配套电机外形尺寸长宽高Msa-3H090MAC60110V3390BYG13085683.7 PLC原理连线图 通过以上选择的器件,分析系统动作过程,连接电路如图6所示: 图6:PLC原理连线图4 PLC程序设计4.1内部地址的分配（1）PLC的I/O地址分配如表5表5： I/O分配表输入口对应外部设备输出口对应外部设备I0.0接参数采集模块P0.0口AO单点选择信号I0.1接参数采集模块P0.1口A1单点选择信号I0.2接参数采集模块P0.2口A2单点选择信号I0.3接参数采集模块P0.3口A3单点选择信号I0.4接参数采集模块P0.4口B0单点选择信号I0.5接参数采集模块P0.5口B1单点选择信号I0.6接参数采集模块P0.6口B2单点选择信号I0.7接参数采集模块P0.7口Q0.7接参数采集模块EN口AQW0变频器1速度控制AQW8控制阀1开关控制AQW2变频器2速度控制AQW10控制阀2开关控制AQW4变频器3速度控制AQW12控制阀3开关控制AQW6变频器4速度控制AQW14控制阀4开关控制(2)与触摸屏对应的PLC内部地址表6：内部地址表变量地址变量地址设置温度VB0风机速度增/减量VW100设置湿度VB1风机1当前速度VW104设置O2浓度VB2风机2当前速度VW108设置CO2浓度VB3风机3当前速度VW112设置N2浓度VB4风机4当前速度VW116当前温度VB5风机最大速度VW120当前湿度VB6控制阀1当前状态MB0.0当前O2浓度VB7控制阀2当前状态MB0.1当前CO2浓度VB8控制阀3当前状态MB0.2当前N2浓度VB9控制阀4当前状态MB0.3控制阀最大开度VW1404.2主程序流程图设计主程序图： 是是否大于设置值？比较平均值和设定值读样点数据，求氮气平均值关阀、 风机 开 始否开阀、启动风机 待机等待 图7:主程序流程图4.3子程序流程图设计初始化：SBR=0 QBR=0子程序一：QBO=0Q0.7=1I1.0=1?Q0.7=0I1.0=0?N YNYNYI1.0=1?IO输入数存到一号位VB0I1.0=0?NYI1.0=1?N共循环十次QBO=FF?N图8:子程序一流程图子程序二：取96组各组氮气值计得数据求平均值存储在VW?单元 图9:子程序二流程图子程序三VW?VB位（设定值）Y关阀、关风机N开 阀读风机转速值VW?（设定值）VW? AQW0 AQW2 AQW4AQW6 图10：子程序三程序流程图（程序见附录2）5 人机界面设计在人机界面设计时，需要用到软件。ADP6软件是PWS6800系列配套的PC或工作站的二次开发软件，规划开发画面操作显示元素和编程组态可在触摸屏内执行的脚本语言，然后执行编译过程，编译无误后通过USB端口或串口下载到触摸屏中，触摸屏与PLC相连，触摸屏启动运行后不再需要ADP6软件，但是需要修改画面、配方或组态方式时仍然需要使用ADP6软件。外部输入设备触摸屏，设计有三个画面，要进行画面设计时，首先是要对软件进行安装，当软件安装好以后，是建立新的应用参数，新应用参数建立如图11所示。图11：新应用建立对话框人机界面四个页面分别为：第一个页面是个人基本信息，第二个页面是自动控制系统环境参设置画面，第三个页面是自动控制系统的风机和控制阀状态页面，和各参数显示画面。（1）第一个界面是个人基本信息图12：个人信息页面 此页面主要涉及静态文字和换页面按钮的制作，静态文字的制作方法为：单击主菜单中的“绘图”，单击其下拉菜单的“静态文字”，在下拉菜单中勾选“由左到右”，即文字由左向右横排。用鼠标在画面上拉出大小适当的矩形，双击该矩形，弹出如图所示的对话框。 图13：静态文字对话框 静态文字的标号“T00001”文字选择“语言一”，字形为“24*24”；颜色选择蓝色；方向勾选“由左到右”，水平对其选“中”，垂直对齐选“中”。第一个画面还有换页面按钮，换页面按钮的设计步骤为：单击主菜单中的元件，单击其下拉菜单中的“按钮”，会出来“按钮”菜单，再单击“换页面”，用鼠标在画面上设置一个方块，再双击，会出现如图所示的对话框，可以在里面设置按钮的一些特性。图14：画面按钮对话框以上是第一个画面的主要图标的制作。（2）第二个页面是自动控制系统的环境参数设置显示。状态显示区在离线模拟时所显示的信息如下图所示。图15：系统设置页面第二个页面主要是参数设置区域和选择风机风速区域，有三个数值输入按钮，三个风机转速选择显示按钮，当然也有换页面按钮，不过换页面按钮在这里不再赘述了。设置值按钮用于输入设置的N2浓度值；测量值显示按钮用于显示96个点N2浓度的平均值；另一个数值输入按钮用于输入要查询的数据点的地址；下拉式菜单显示的是选择的数据点的参数内容。首先是数值显示的制作，在元件下拉菜单中选择数值显示，单击，在画面二的适当位置画一个矩形，双击，会出现如下图所示的对话框，通过上面的指示可以对数值输入模块进行编辑，数值显示一般是读取相应的地址。图16：数值显示对话框 可以根据不同的需求对该模块进行设定，只要是给它一个读取地址，它就能读去相应的数据，以便实现相应的功能。数字输入按钮的设计方法为:在元件下拉菜单中找到数值输入，单击，在画面四上拉出一个合适的矩形，直接出来的是数值输入的原始形状，通过双击我们可以改变其外形并且可以设计其将来要将数值写到的地点。通过下面的图，更能一目了然的看到该模块的制作。图17：数值输入对话框 下拉菜单显示框的设计方法为:在元件下拉菜单中找到下拉菜单，单击，在画面四上拉出一个合适的矩形，直接出来的是下拉菜单的原始形状，通过双击我们可以改变其外形并且可以设计其将来要将数值写到的地点。通过下面的图，更能一目了然的看到该模块的制作。图18：下拉式菜单对话框（3）第三个页面是各组系统数据显示，风机转速状态，操作也面上就是指示灯和画面切换按钮，另有一些用于仿真的按钮，其相关信息如下图所示：图19：系统显示页面该页面上主要是指示灯指示灯的制作与前面的换页面按钮，以及数值显示、显示的制作都是类似。这里主要介绍，指示灯的制作，指示灯的作用是可以通过它的状态改变得知对应实际器件的运行状态，在画面上画矩形，双击就可以弹出下面的对话框，可以设置需要设置的参数，将指示灯的各状态根据需要设置成不同的颜色。图20：状态指示灯对话框每一个画面上的按钮制作完以后，可以对整体进行保存，保存好以后需要进行编译，如果编译没有错误就可以进行离线模拟，上面说介绍的画面都是离线模拟时所显示出来的画面，离线模拟如果不出错的话，就可以通过RS232下载到触摸屏上了，触摸屏与PLC连接，这样就可以控制PLC的运行了。6 设计总结粮储气调自动控制系统的设计，使现有的粮食储藏变得更加的简单，让半自动化的机器变成了全自动化的。整个系统的控制流程是这样的，PLC采集下级位传感器中的信息，根据下机位传输的数据信息，来使风机自动控制系统实现对粮仓自动补氮控制，通过对自动控制系统程序的设计可以使三者协调起来，完成气调储粮的自动控制操作。此次设计要完成的是设计的装置读取对高大平房仓或圆筒仓内小麦气调储粮过程中二氧化碳、氧气、氮气、环境温度、湿度等参数数据（参数的检测由其他的检测机构实现，本设计不涉及），分析粮堆储藏环境的特征特点，在提供仓房整体查询、单点查询的同时，能够自动控制通风装置、气源装置动作，完成小麦的自动气调储粮过程，形成自己的产品设计成果。具体设计内容如下：1. 系统采用PLC+人机界面进行控制；2. 数据接收采用有线IO接收模块，接收方式主动式；3. 控制信号发送采用模拟信号模式，完成对风机、控制阀的控制；4. 编写PLC程序，完成对数据的读取及驱动信号的自动控制；驱动信号灵敏度应60min；5. 人机界面应能够实现数据的显示和基本的操作控制；6. 软件应能实现(46)4组检测点的数据读取；7. 每组数据读取采用循环扫描的方式进行。以上就是此系统的设计任务。设计的气调储粮装置，实现了绿色储藏粮食，并且达到了自动控制。使储藏方式更方便快捷，经济适用。这样一来能够带来巨大的经济效益和社会效益，所以说此设计在其设计，制造以及应用成本等各方面都是可行的。7致谢 将近三个月的毕业设计，我收获了很多，不仅是在专业知识上，更在处事的态度上，毕业设计是对大学学习的一次检查，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验，是我们走上工作岗位前的一次演练。在毕业设的过程中我更加深刻的体会到，要以严肃认真的态度对待任何一件事。在做设计的过程中导师和同学们都给了我很大的帮助。首先要感谢我的指导老师邱老师，他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我学习、工作中的榜样；他的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪，他能深入浅出地解答我的问题，每一次他给我讲完，我都有一种豁然开朗的感觉。他开朗的性格和宽容的态度，帮助我能够很快的融入我们这个新的团体。设计中每个设计细节和每个数据，都离不开他的细心指导。在设计中最受益的就是人机界面的的制作和PLC程序的开发,在老师的精心指导下，我受到了很大的启发,尤为重要的是培养了我的动手能力和解决问题的能力.在程序的设计过程中遇到了很大的困难,最终在邱老师的耐心指导下，克服了种种困难,问题得到了解决。在毕业设计即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到设计的顺利完成，得到了许多可敬的师长、同学、朋友的帮助。在这里，特别感谢我的指导老师邱超老师，感谢给过我帮助的所有老师、同学和朋友，谢谢你们！参 考 文 献1 郭祯祥.小麦加工技术M，北京：化学工业出版社，20032 张文涛.西门子S7200PLC应用技术M，北京:北京航空航天大学出版社3 顾尧臣.粮食加工设备工作原理与设计和应用M，武汉：湖北科学技术出版社,19984 吴麒.自动控制原理M，北京：清华大学出版社，20065 杨叔子.机械工程控制基础（第五版）M.武汉：华中科技大学出版,20056 曾光奇.工程测试技术基础M.武汉：华中科技大学出版社,20027 程宪平.机电传动与控制（第二版）M.武汉：华中科技大学出版社,2007 8 王茁,张颖卓,张波.机电一体化系统设计M.北京：化学工业出版社,20059 杨公源，张牧.PLC应用实例与程序解说M.北京：电子工业出版社，2008.610 陈浩.案例解说PLC、触摸屏及变频器综合运用M.北京：中国电力出版社，200711 武文斌,蒋春辉.辊式磨粉机的现代设计及进步J.北京：粮油加工与食品机械出版社J，200512 张宝夫，变频调速在大型气冷罗茨真空泵JZJQH2500-224抽气系统中的应用J.真空，200013 王永华等.现代电气控制及PLC应用技术M.北京：北京航空航天大学出版社，2003.9ONE、PLC overviewProgrammable controller is the first in the late 1960s in the United States, then called PLC programmable logic controller (Programmable Logic Controller) is used to replace relays. For the implementation of the logical judgment, timing, sequence number, and other control functions. The concept is presented PLC General Motors Corporation. PLC and the basic design is the computer functional improvements, flexible, generic and other advantages and relay control system simple and easy to operate, such as the advantages of cheap prices combined controller hardware is standard and overall. According to the practical application of target software in order to control the content of the user procedures memory controller, the controller and connecting the accused convenient target.In the mid-1970s, the PLC has been widely used as a central processing unit microprocessor, import export module and the external circuits are used, large-scale integrated circuits even when the PLC is no longer the only logical (IC) judgment functions also have data processing, PID conditioning and data communications functions. International Electro technical Commission (IEC) standards promulgated programmable controller for programmable controller draft made the following definition : programmable controller is a digital electronic computers operating system, specifically for applications in the industrial design environment. It used programmable memory, used to implement logic in their internal storage operations, sequence control, timing, counting and arithmetic operations, such as operating instructions, and through digital and analog input and output, the control of various types of machinery or production processes. Programmable controller and related peripherals, and industrial control systems easily linked to form a whole, to expand its functional design. Programmable controller for the user, is a non-contact equipment, the procedures can be changed to change production processes. The programmable controller has become a powerful tool for factory automation, widely popular replication. Programmable controller is user-oriented industries dedicated control computer, with many distinctive features.First, high reliability, anti-interference capability;Second，programming visual, simple;Third, adaptability good;Fourth functional improvements, strong functional interface.TWO、History of PLCProgrammable Logic Controllers (PLC), a computing device invented by Richard E. Morley in 1968, have been widely used in industry including manufacturing systems, transportation systems, chemical process facilities, and many others. At that time, the PLC replaced the hardwired logic with soft-wired logic or so-called relay ladder logic (RLL), a programming language visually resembling the hardwired logic, and reduced thereby the configuration time from 6 months down to 6 days Moody and Morley, 1999.Although PC based control has started to come into place, PLC based control will remain the technique to which the majority of industrial applications will adhere due to its higher performance, lower price, and superior reliability in harsh environments. Moreover, according to a study on the PLC market of Frost and Sullivan 1995, an increase of the annual sales volume to 15 million PLCs per year with the hardware value of more than 8 billion US dollars has been predicted, though the prices of computing hardware is steadily dropping. The inventor of the PLC, Richard E Morley, fairly considers the PLC market as a 5-billion industry at the present time.Though PLCs are widely used in industrial practice, the programming of PLC based control systems is still very much relying on trial-and-error. Alike software engineering, PLC software design is facing the software dilemma or crisis in a similar way. Morley himself emphasized this aspect most forcefully by indicating If houses were built like software projects, a single woodpecker could destroy civilization.”Particularly, practical problems in PLC programming are to eliminate software bugs and to reduce the maintenance costs of old ladder logic programs. Though the hardware costs of PLCs are dropping continuously, reducing the scan time of the ladder logic is still an issue in industry so that low-cost PLCs can be used.In general, the productivity in generating PLC is far behind compared to other domains, for instance, VLSI design, where efficient computer aided design tools are in practice. Existent software engineering methodologies are not necessarily applicable to the PLC based software design because PLC-programming requires a simultaneous consideration of hardware and software. The software design becomes, thereby, more and more the major cost driver. In many industrial design projects, more than of the manpower allocated for the control system design and installation is scheduled for testing and debugging PLC programs.In addition, current PLC based control systems are not properly designed to support the growing demand for flexibility and reconfigurability of manufacturing systems. A further problem, impe