巢湖学院2013届本科毕业论文（设计）

至0-40MPa；4）直接数字电容感应（无A/D转换）；5）4-20mA输出叠加数字信号（HART协议）；6） 可本地零点及量程调整，且互不影响；7） 远程校准；8）在线及离线编程；9） 多挂接操作模式；10）输出函数：线性、平方根；11）3位半数字液晶显示表头；12） ISO9001国际质量体系认证；13）手持终端HART显示工程单位；14）手持终端或PC计算机软件进行组态及自诊断；15） 适用于多种流体。 2.1.3蒸汽比例调节选型

调节阀用来控制蒸汽的流速，这里选用的是蓝德精小型气动调节阀，如图2-3所示：

图2-3蓝德精小型气动调节阀

2.1.4电机选型

这里对电机的要求不高，选用功率为2.0KW三相异步电机。 2.1.5气动阀选型

这里选择远安的气动阀。通过PLC控制电磁阀来控制气源的通断，竟而来控制气动阀的开关。

2.1.6 PLC及相关模块选型

目前在国内市场上有从美国、德国、日本等国引进的多种系列PLC，国内也有许多厂家组装、开发数十种PLC，故PLC系列标准不一，虽然编程语言及符号各不相同，但编程思想和逻辑指令却和类似，功能也大同小异

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PLC的选择应着重考虑PLC的性能价格比，选择可靠性高，功能相当，负载能

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基于S7-300的酱油罐温度控制系统设计

力合适，经济实惠的PLC。本设计主要从可靠性的角度考虑及对多种因素的分析比较及监控系统输入、输出点数的要求，选用西门子公司的CPU314型PLC。它用于对处理能力和响应速度有很高要求的场合。通过其工作存储器，该CPU也适用于中等规模的应用。CPU 314安装有微处理器处理器，对每条二进制指令的处理时间大约为 60 ns，每个浮点预算的时间为 0.59 μs。它安装有扩展存储器，与执行相关的程序段的 128 KB 高速 RAM（相当于约 42 K 指令）可以为用户程序提供足够的空间；SIMATIC 微型存储卡（最大 8 MB）作为程序的装载存储器，还允许将项目（包括符号和注释）存储在 CPU 中。它还具有灵活的扩展能力，多达 32 个模块，（4排结构）和MPI多点接口，集成的 MPI 接口最多可以同时建立与 S7-300/400 或编程设备、PC、OP 的 12 条连接。在这些连接中，始终为编程器和 OP 分别预留一个连接。通过“全局数据通讯”，MPI可以用来建立最多16个CPU组成的简单网络。

这里还用到了数字量输入模块DI32×DC24V；数字量输出模块DO32×DC24V/0.5A；模拟量输入输出模块AI4/AO4×14/12Bit；还用了一个特殊功能模块AI8×RTD。

图2-4 PLC及相关模块选型

2.2系统硬件电路设计

2.2.1主回路设计

三相五线电源为系统供电，通过过流保护装置以保证电流过大时能够及时断电以确保安全，不造成设备的损坏。正常情况下设备正常工作不会发生电流过大的现象，只有在出现故障时才有可能发生过流现象此时才需要进行断电以确保安全。对于需要220V交流电压工作的设备可以连入三相电源中的任意一相与中性线之间的220V交流电压下。例如PLC就是采用220V交流电工作，因此按照上述方式连接就可以直接接入任意一相与中性线之间的220V交流电压下。由于系统内各种传感器

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巢湖学院2013届本科毕业论文（设计）

等设备需要直流24V才能正常工作，因此还需要一个整流变压装置将它的交流输入侧连入任意一相与中性线之间的220V交流电压下并对220V交流电进行整流降压，然后输出稳定的直流24V电压,直流输出侧可以为各个直流设备提供直流电压保证各个设备稳定、有效、安全的工作。如图2-5所示：

图2-5主回路

2.2.2控制回路设计

24V电源为控制系统供电，通过手/自动开关选择是手动还是自动。选择手动后，按下启动开关1SS,1KM继电器得电，KM1继电器常开触点接通行程自锁，1HL2启动指示灯亮。选择自动后，KA01受PLC程序控制。如图2-6所示：

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基于S7-300的酱油罐温度控制系统设计

图2-6控制回路

3．软件设计

按照控制要求和硬件设计我们可以对系统进行软件设计，首先进的是程序流程设计，并在此基础上可以完成PLC的梯形图程序设计。如图3-1所示:

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