摘要：食油是人们日常生活中的重要餐饮用品，传统的食油灌装生产线采用继电器和接触器进行控制，存在寿命短、工作不可靠等缺点，尤其当企业有不同灌装需求的食油产品需要在同一条生产线上进行灌装时，对设备的调节和操作都是很繁琐的。

本课题以食油灌装生产线为背景，首先对食油灌装生产线的生产工作流程进行分析，从而确定食油灌装生产线对控制系统的要求，据此运用西门子S7-300PLC、扩展模块及相关器件构建硬件控制系统，运用工控组态软件MCGS设计上位机监控画面，构建“上位机监测、下位机控制”的食油灌装线控制系统。

本设计实现了对食油灌装生产线的食油灌装、封盖、卡瓶、贴标、压标和计数等生产流程的监控。运用PID控制算法实时控制灌装设备内食油液位的稳定来保证灌装精度。同时通过通信将数据传送到上位机来达到实时监测生产情况和数据变化曲线的目的。

关键词：PLC  MCGS  PID控制  灌装线

目录

摘要

Abstract

1. 绪论-1

1.1 课题的目的和意义-1

1.2 课题研究的现状与趋势-1

1.2.1 国内产业现状-1

1.2.2 发展趋势-2

1.3 本论文的主要工作-2

2. 控制系统总体设计方案-3

2.1 食用油灌装生产线工艺流程分析-3

2.2 主要硬件选型-4

2.3 食油灌装线的主电路设计-8

2.4 食油灌装线的PLC控制系统接线图设计-9

3. PID控制程序的设计-10

3.1 食油罐液位控制方法设计-10

3.2 各功能程序模块及参数配置-11

3.2.1 模拟量输入值的规范化FC105-11

3.2.2 模拟量输出值的规范化FC106-13

3.2.3 FB41连续功能块-13

3.3 PID液位控制程序设计-16

4. PLC控制系统设计-20

4.1 S7-300PLC的基本结构-20

4.2 STEP7和S7-300通讯设置-21

4.3 食油灌装线的符号表设计-23

4.4 程序的顺序功能图-24

4.5 步进电机控制程序设计-25

4.5.1 硬件设置-25

4.5.2 调用系统功能块SFB49-28

4.6 食油灌装线主程序设计-30

5. 上位机监控画面设计-34

5.1 MCGS组态软件概述-34

5.1.1 MCGS通用组态软件的特点-34

5.1.2 MCGS组态软件构成-34

5.2 MCGS和S7-300的通讯设置-35

5.3 建立通道和实时数据库-37

5.4 监控系统组态画面的设计-39

6. 运行及调试结果分析-46

6.1 模拟量的调试-46

6.1.1 实验设备的连接-46

6.1.2 PID参数的确定-46

6.2 开关量的调试-49

7. 总结与感想-53

参考文献-54

附录-55

致谢-66