畢業(yè)設(shè)計(jì)--船用分油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　課題船用分油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　船用分油機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　作品簡介</b></p><p>　　隨著航運(yùn)業(yè)的迅速發(fā)展，各種各樣的船舶紛紛發(fā)揮各自的用途，但為了降低航運(yùn)成本，使能源得到充分的運(yùn)用，船舶所用的油料非常的惡劣。大型海船大多以柴油機(jī)為主要的動(dòng)力來源，其燃油都是用價(jià)格低

2、廉的重油，所謂的重油是一種混兌油，本身含有較多的硫分、灰分、水分、機(jī)械雜質(zhì)、瀝青等，嚴(yán)重影響燃油品質(zhì)。如此惡劣的油料直接應(yīng)用難免會(huì)對主、副設(shè)備造成危害，而且還會(huì)影響船舶的運(yùn)輸動(dòng)力，主、副設(shè)備的工作壽命與工作狀況。因此，必須對其進(jìn)行凈化處理，以保證主，副設(shè)備處于良好的工作壽命與工作狀況。顯然油液的凈化設(shè)施必不可少，通常人們選用的凈化方法有三種：</p><p>　　過濾：通過選用不同過濾精度的濾器來滿足不同的要求。

3、然而過濾有一定的局限性它只能凈化油中粗粒雜質(zhì)，不能分離融在燃油中的其它雜質(zhì)，因此只能作為輔助凈化得作用。</p><p>　　重力沉淀：是利用油、水、固體微粒密度的不同，在沉淀柜中靜置，而達(dá)到凈化分離。</p><p>　　離心分離：通過將油液倒入分離筒內(nèi)，使其高速旋轉(zhuǎn)，利用油、水、雜質(zhì)的比重不同，所產(chǎn)生離心力不一樣來實(shí)現(xiàn)分離，經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)后由內(nèi)到外依次為油、水、雜質(zhì)。</p>

4、<p>　　本作品是通過對MCGS組態(tài)設(shè)計(jì)和PLC控制程序設(shè)計(jì)從而達(dá)到分油機(jī)運(yùn)行控制，實(shí)現(xiàn)對重油的按工藝要求分離和凈化。引言</p><p>　　本課題是通過對MCGS系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)的充分運(yùn)用，來實(shí)現(xiàn)一系列的控制。閱讀此制作說明能了解組態(tài)軟件的一些基本內(nèi)容，掌握組態(tài)的一些基本配置，初步了解PLC編程方法等。</p><p>　　第一部分是分油機(jī)的原理與結(jié)構(gòu)；從分油機(jī)的外部結(jié)構(gòu)

5、到分油機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)加以說明，詳細(xì)闡述了分油機(jī)的工作流程，以工作流程圖的方式展示給讀者。講述了此次設(shè)計(jì)的思路與要點(diǎn)。</p><p>　　第二部分是分油機(jī)的程序設(shè)計(jì)；此程序是通過三菱PLC設(shè)計(jì)的，介紹了IO接口和分油機(jī)的每一步程序的作用。</p><p>　　第三部分是分油機(jī)的組態(tài)設(shè)計(jì)；分別介紹MCGS系統(tǒng)的使用，對每個(gè)窗口的設(shè)計(jì)都做出詳細(xì)的說明，尤其重點(diǎn)針對配方的設(shè)計(jì)做出詳細(xì)的介紹，以便讀

6、者學(xué)習(xí)與應(yīng)用。其次對通道連接作已介紹等。</p><p>　　最后,對本次為期兩個(gè)多月的畢業(yè)作了總結(jié)和展望。</p><p>　　1 分油機(jī)的原理與結(jié)構(gòu)</p><p>　　1.1 分油機(jī)的基本原理</p><p>　　根據(jù)混合液的性質(zhì)，在重力場或離心力場作用下，密度不同的液體將重新分層分布?？梢栽谥亓龅淖饔孟蚂o置得到分層。由于粘滯阻力的影

7、響，密度不同的液體分層速度很慢。而在離心力場慣性力的作用下，可以將不同密度的液體迅速沿徑向重新分布，快速分層，而且不容易摻混。因此離心式分油機(jī)就是根據(jù)油、水、雜質(zhì)密度的不同，在離心機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)的作用下，依靠離心慣性力不同，從而將油、水、雜質(zhì)沿轉(zhuǎn)軸徑向重新分布，達(dá)到將水和雜質(zhì)分離出來這一基本原理而完成凈化處理工作。</p><p>　　1.2 分油機(jī)的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　1.2.1

8、 分油機(jī)的外觀（如圖1.2.1 a、b所示）</p><p>　　圖1.2.1a分油機(jī)的外觀</p><p>　　圖1.2.1b現(xiàn)場的分油機(jī)</p><p>　　1.2.2 分油機(jī)橫剖圖</p><p>　　分油機(jī)從上至下分為三個(gè)部分：</p><p>　　上部為接口部分，有污油進(jìn)口、凈油出口、置換水進(jìn)口等；中部為分離

9、室部分，主要是高速旋轉(zhuǎn)的分離桶；下部為傳動(dòng)部分,由離合器、傳動(dòng)軸、斜齒輪、驅(qū)動(dòng)軸（立軸）以及軸承等組成。</p><p>　　圖1.2.2分油機(jī)橫剖圖</p><p>　　1.3分油機(jī)的工作流程圖（如圖1.3所示）</p><p>　　圖1.3分油機(jī)的工作流程圖</p><p>　　1.4分油機(jī)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)與思路</p><

10、p>　　通過對分油機(jī)原理的了解，不難得知分油機(jī)是通過自身內(nèi)部的轉(zhuǎn)動(dòng)來產(chǎn)生離心力場，在離心場的作用下使油與混合物分離。了解了這一原理，由圖1.3所示的流程圖可知,分油機(jī)的離心機(jī)在按下開始時(shí)就要啟動(dòng)，然后待分油機(jī)的離心機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定后就開始底座密封和加水密封，在密封徹底后就開始進(jìn)油，進(jìn)油后開始邊進(jìn)油邊分離。當(dāng)分油機(jī)內(nèi)的油渣到達(dá)一定的數(shù)量，分油機(jī)停止進(jìn)油開始加水置換，加水置換的目的是排出分油機(jī)內(nèi)殘留的可用油，待分油機(jī)加水置換完成，下一步

11、就開始排渣，排渣分為兩步；第一步底座密封打開，第二部放出里面的高壓水，然后開始排渣。排渣結(jié)束后分油機(jī)或者停止或從新開始分油。</p><p>　　在上述過程中，設(shè)計(jì)時(shí)要點(diǎn)是每一步都單獨(dú)完成，不能互相沖突。要有急停設(shè)計(jì)。高溫、高壓、低溫、低壓等報(bào)警設(shè)計(jì)。</p><p>　　2 分油機(jī)PLC程序設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 分離機(jī)的IO分配設(shè)計(jì)</p>

12、<p>　　2.1.1輸入分配表</p><p>　　根據(jù)船用分油機(jī)工藝要求確定輸入輸出接口，具體分配情況如表2.1所示。</p><p><b>　　表2.1IO分配表</b></p><p>　　2.1.2分油機(jī)的輸出分配表</p><p>　　根據(jù)船用分油機(jī)工藝要求確定輸入輸出接口，具體分配情況如表2

13、.1.2所示。</p><p>　　表2.2分油機(jī)輸出分配表</p><p>　　2.2分離機(jī)啟動(dòng)準(zhǔn)備階段控制程序</p><p>　　圖2.2 分離機(jī)啟動(dòng)準(zhǔn)備階段控制程序</p><p>　　2.3分離機(jī)控制階段程序</p><p>　　圖2.3分離機(jī)控制階段程序</p><p>　　2.4

14、分離機(jī)排渣階段程序</p><p><b>　　圖2.4 排渣程序</b></p><p><b>　　3 上位機(jī)組態(tài)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1窗口組態(tài)</b></p><p>　　3.1.1新建工程 </p><p>　　在計(jì)算機(jī)

15、上打開MCGS系統(tǒng)軟件，進(jìn)入MCGS系統(tǒng)。彈出圖3.1.1窗口。</p><p>　　圖3.1.1MCGS系統(tǒng)軟件</p><p>　　3.1.2 設(shè)備窗口設(shè)置</p><p>　　在圖3.1.1中用鼠標(biāo)選中“設(shè)備窗口”在雙擊設(shè)備窗口，彈出“設(shè)備屬性”，在“設(shè)備屬性”中添加“通用串口父設(shè)備”和“三菱F系列串口”如圖3.1.3</p><p>

16、　　圖3.1.3設(shè)備屬性</p><p>　　3.1.3 用戶窗口組態(tài)</p><p>　　保存上述操作之后，在“用戶窗口”中選擇“新建窗口”，跟住編輯需要新建相應(yīng)的窗口數(shù)目。并單擊窗口屬性，打開窗口屬性，給每個(gè)窗口命名。如圖3.1.3所示。</p><p>　　圖3.1.3用戶窗口</p><p>　　設(shè)立好窗口名之后，雙擊工作臺(tái)上的窗口，

17、打開窗口界面，在窗口界面里，根據(jù)不同的命名設(shè)計(jì)相應(yīng)的功能，在此不作詳細(xì)介紹。</p><p>　　3.2 MCGS系統(tǒng)配方設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.2.1新建配方</b></p><p>　　按“工具”菜單下的“配方組態(tài)設(shè)計(jì)”菜單項(xiàng)，進(jìn)入MCGS配方組態(tài)設(shè)計(jì)窗口，如圖3.2.1所示：</p><p>　　圖3

18、.2.1 新建配方</p><p>　　“配方組態(tài)設(shè)計(jì)”是一個(gè)獨(dú)立的編輯環(huán)境，用戶在使用配方構(gòu)件時(shí)必須熟悉配方組態(tài)設(shè)計(jì)的各種操作，“配方組態(tài)設(shè)計(jì)”由“配方菜單 ”，“配方列表框”，“配方顯示表格”等幾部分組成，“配方菜單”用于完成對配方以及配方編輯和修改操作，“配方列表”用于顯示工程中所有的配方，“配方結(jié)果顯示”用于顯示選定的配方的各種參數(shù)，可以在“配方結(jié)果顯示”對各種配方參數(shù)進(jìn)行編輯修改。</p>

19、<p>　　3.2.2 配方設(shè)計(jì)</p><p>　　在MCGS組態(tài)界面中新建配方，彈出配方組態(tài)界面，如圖3.2.2所示，添加11個(gè)變量，分別為“啟動(dòng)時(shí)間2”“排渣時(shí)間 12”，為數(shù)值型，“配方組別”為字符型，“查詢批號(hào)” 為字符型；配方組態(tài)設(shè)計(jì)。按“工具”菜單下的“配方組態(tài)設(shè)計(jì)”菜單項(xiàng)，進(jìn)入MCGS配方組態(tài)設(shè)計(jì)，按“文件”中的“新增配方”菜單項(xiàng)，建立一個(gè)缺省的配方結(jié)構(gòu)，按“配方改名”把名字改為“運(yùn)

20、行工藝方案”， 按“配方參數(shù)”把配方參數(shù)改為8列20行，并配置好每個(gè)參數(shù)名和與數(shù)據(jù)庫連接方式。</p><p><b>　　圖3.2.2數(shù)據(jù)庫</b></p><p>　　雙擊“運(yùn)行工藝配方”進(jìn)行配方參數(shù)設(shè)置窗口，進(jìn)行配方參數(shù)設(shè)置，如下圖3.2.3所示：</p><p>　　圖3.2.3參數(shù)設(shè)置</p><p>　　注意

21、：“分油機(jī)的組別”是作為關(guān)鍵字查詢的，在一個(gè)配方中不能相同。</p><p>　　新建三個(gè)策略，分別叫“打開編輯指定配方”，“裝載指定配方”和“保存當(dāng)前配方”；在每個(gè)策略中都增加一個(gè)策略行，并選中“策略工具箱”中的“配方操作”構(gòu)件，并分別進(jìn)行組態(tài)，如下圖3.2.3 a、b、c所示：</p><p>　　圖3.2.3 a打開編輯指定配方 圖3.2.3 b裝載指定配方<

22、;/p><p>　　圖3.2.3 c保存當(dāng)前配方</p><p>　　創(chuàng)建一個(gè)新用戶窗口,命名為“配方窗口”；并對窗口進(jìn)行組態(tài)，組態(tài)結(jié)果如下圖3.2.4所示：</p><p>　　圖3.2.4配方窗口</p><p>　　在三個(gè)按鈕下分別調(diào)用與名字對應(yīng)的三個(gè)策略，在輸入框中分別與標(biāo)簽所示的變量連接，就完成所有的配方組態(tài)。運(yùn)行時(shí)就執(zhí)行與按鈕對應(yīng)的操

23、作，如從配方庫中裝載指定配方號(hào)的配方參數(shù)、保存把當(dāng)前變量的值保存到配方庫中。</p><p><b>　　3.3通道連接設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在做好上述設(shè)計(jì)之后，下面到了建立通道連接部分。通道連接就是將組態(tài)和PLC相互對應(yīng)。通過建立好通道連接后，就可以用組態(tài)實(shí)行相應(yīng)的控制。具體操作如下；</p><p>　　在工作臺(tái)上打開“設(shè)備窗口

24、”在雙擊“設(shè)備窗口”之后，彈出“設(shè)備窗口屬性”如下圖3.3.1所示</p><p>　　圖3.3.1設(shè)備窗口</p><p>　　在上圖3.3.1設(shè)備窗口中單擊“串口通用父設(shè)備0”打開設(shè)備屬性設(shè)置窗口（如圖3.3.2所示）</p><p>　　圖3.3.2設(shè)備屬性</p><p>　　設(shè)置好相應(yīng)的數(shù)據(jù)之后，打開設(shè)備調(diào)試窗口，查看看通道連接是否

25、已連接。通訊狀態(tài)標(biāo)志為0表示已連接，通訊標(biāo)志為1表示沒有連接。（如圖3.3.3所示）</p><p>　　圖3.3.3設(shè)備調(diào)試窗口</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)對我來說是對大學(xué)所學(xué)的一部分知識(shí)的鞏固和提高。本次設(shè)計(jì)主要用到MCGS系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)。MCGS系統(tǒng)是一套32位工控組態(tài)軟件，可穩(wěn)定運(yùn)行于W

26、indows95/98/NT操作系統(tǒng)，集動(dòng)畫顯示、流程控制、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制與輸出、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、雙機(jī)熱備、工程報(bào)表、數(shù)據(jù)與曲線等諸多強(qiáng)大功能于一身，并支持國內(nèi)外眾多數(shù)據(jù)采集與輸出設(shè)備， PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。</p&g

27、t;<p>　　在此次制作設(shè)計(jì)中，我遇見了很多問題，例如，組態(tài)和PLC程序?qū)?yīng)不上，組態(tài)中的運(yùn)行畫面和PLC輸出的信號(hào)不一致等。當(dāng)遇到這些問題時(shí)有些都通過自己查閱資料來解決，有些不能解決的就去問*老師，韋老師非常耐心的講解給我聽，不但使我知其然還要知其所以然。在我設(shè)計(jì)時(shí)，*老師時(shí)刻關(guān)心我的設(shè)計(jì)進(jìn)度和設(shè)計(jì)的內(nèi)容，細(xì)心的指出我設(shè)計(jì)中的不足，并進(jìn)一步加以改進(jìn)。在設(shè)計(jì)中韋老師不斷地給我提供構(gòu)思與設(shè)想開發(fā)我的靈感。在*老師的精心指導(dǎo)

28、下我順利的完成此次設(shè)計(jì)，是我感到非常的開心。對我在以后的工作道路上有著潛移默化的影響。</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　附錄1:分油機(jī)梯形圖</p><p>　　附錄2 腳本控制程序</p><p><b>　　1）文字移動(dòng)腳本</b></p><p

29、>　　if q>1000 then</p><p><b>　　q=0</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　q=q+5</b></p><p><b>　　endif</b></p>

30、<p>　　if w<100 then</p><p><b>　　w=100-w</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　w=100</b></p><p><b>　　endif</b><

31、/p><p><b>　　2）文字閃爍腳本</b></p><p>　　if a<100 then</p><p><b>　　a=100-a</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　a=100<