基于PLC沼气池自动控制系统设计本科生毕业设计.doc

2015届本科生毕业设计 分类号：TP911 题目： 基于PLC的沼气池自动控制系统设计 作 者 姓 名： 学 号： 2011080416 学 院： 机械与电子工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 指导教师姓名： 指导教师职称： 2015年 5月10日 摘 要 本设计是基于PLC的沼气自动控制系统。系统的控制核心采用西门子S7-300 PLC控制器。控制程序采用STEP 7软件编写。利用WinCC flexible软件设计人机界面实现系统的实时监控。通过人机界面输入相应的控制信号对沼气池的各个执行机构进行控制。该系统可以对采集到的数据进行转换。实际值与设定值进行比较实现对沼气的智能控制。在实验室调试过程中，控制器运行良好。触摸屏操作简便，具有较强的可靠性和实用性，满足现场控制的要求，达到了设计目标。 关键词：沼气控制；可编程控制器；人机界面 ABSTRACT This design is a PLC-based automatic methane control system. The Siemens S7-300 PLC controller is the core of the system. The control program is compiled by using the STEP 7 software. The human-machine interface is designed with the WinCC flexible software to realize the real-time monitoring of the system. By inputting the corresponding control signal through the human-machine interface, each actuating mechanism of the methane tank can be controlled. The system is able to convert the data it collected. Comparison between the actual value and set value can be performed, to realize the intelligent control of the methane tank. The controller runs well during debugging in the laboratory. The touch screen is easy to operate and highly reliable and practical, meeting the requirement of on-site control and realizing the design target. Keywords: Methane control; Programmable controller; Human-machine interface 目 录 绪论 1 1 系统总体设计 2 1.1 设计内容及要求 2 1.2 系统总体设计方案 2 1.3 系统主要部件组成 3 1.3.1 可编程控制器（PLC） 3 1.3.2 人机界面（HMI） 4 1.3.3 控制面板 4 2 PLC控制器外围电路的设计 5 2.1 数字量输入模块 5 2.2 数字量输出模块 5 2.3 模拟量输入模块 6 3 控制系统软件设计 7 3.1 基于STEP 7的PLC控制器程序设计 7 3.2 基于WinCC flexible的HMI设计 15 4 沼气系统调试 18 4.1 离线仿真 18 4.2 项目的在线仿真 20 4.3 硬件系统调试 25 结论 27 参考文献 28 附录 29 致谢 31 绪论 能源的发展，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。当今世界，人类社会发展日益加速，无论是在工业、农业，还是第三产业服务业，高新技术产业，都是处于人类历史上空前发展最快的一个阶段[1]。社会的发展提高了人类的生活水平，大大加强了社会生产力，同时对能源（如煤，石油）的需求和使用也大幅提高，从汽车内燃机到家用电器，无不需要能源去运作[2]。 通过实地调查分析，了解到导致沼气池目前推广不普遍的原因首先是建设周