畢業(yè)設計--船用分油機自動控制系統(tǒng)設計

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

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、機械雜質、瀝青等，嚴重影響燃油品質。如此惡劣的油料直接應用難免會對主、副設備造成危害，而且還會影響船舶的運輸動力，主、副設備的工作壽命與工作狀況。因此，必須對其進行凈化處理，以保證主，副設備處于良好的工作壽命與工作狀況。顯然油液的凈化設施必不可少，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，不能分離融在燃油中的其它雜質，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，而達到凈化分離。</p><p>　　離心分離：通過將油液倒入分離筒內，使其高速旋轉，利用油、水、雜質的比重不同，所產生離心力不一樣來實現分離，經高速旋轉后由內到外依次為油、水、雜質。</p>

4、<p>　　本作品是通過對MCGS組態(tài)設計和PLC控制程序設計從而達到分油機運行控制，實現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)的充分運用，來實現一系列的控制。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>　　第一部分是分油機的原理與結構；從分油機的外部結構

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

6、者學習與應用。其次對通道連接作已介紹等。</p><p>　　最后,對本次為期兩個多月的畢業(yè)作了總結和展望。</p><p>　　1 分油機的原理與結構</p><p>　　1.1 分油機的基本原理</p><p>　　根據混合液的性質，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。因此離心式分油機就是根據油、水、雜質密度的不同，在離心機的高速旋轉的作用下，依靠離心慣性力不同，從而將油、水、雜質沿轉軸徑向重新分布，達到將水和雜質分離出來這一基本原理而完成凈化處理工作。</p><p>　　1.2 分油機的基本結構</p><p>　　1.2.1

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

9、室部分，主要是高速旋轉的分離桶；下部為傳動部分,由離合器、傳動軸、斜齒輪、驅動軸（立軸）以及軸承等組成。</p><p>　　圖1.2.2分油機橫剖圖</p><p>　　1.3分油機的工作流程圖（如圖1.3所示）</p><p>　　圖1.3分油機的工作流程圖</p><p>　　1.4分油機設計的要點與思路</p><

10、p>　　通過對分油機原理的了解，不難得知分油機是通過自身內部的轉動來產生離心力場，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,分油機的離心機在按下開始時就要啟動，然后待分油機的離心機轉速達到穩(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油，進油后開始邊進油邊分離。當分油機內的油渣到達一定的數量，分油機停止進油開始加水置換，加水置換的目的是排出分油機內殘留的可用油，待分油機加水置換完成，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。排渣結束后分油機或者停止或從新開始分油。</p><p>　　在上述過程中，設計時要點是每一步都單獨完成，不能互相沖突。要有急停設計。高溫、高壓、低溫、低壓等報警設計。</p><p>　　2 分油機PLC程序設計</p><p>　　2.1 分離機的IO分配設計</p>

12、<p>　　2.1.1輸入分配表</p><p>　　根據船用分油機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分油機的輸出分配表</p><p>　　根據船用分油機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分油機輸出分配表</p><p>　　2.2分離機啟動準備階段控制程序</p><p>　　圖2.2 分離機啟動準備階段控制程序</p><p>　　2.3分離機控制階段程序</p><p>　　圖2.3分離機控制階段程序</p><p>　　2.4

14、分離機排渣階段程序</p><p><b>　　圖2.4 排渣程序</b></p><p><b>　　3 上位機組態(tài)設計</b></p><p><b>　　3.1窗口組態(tài)</b></p><p>　　3.1.1新建工程 </p><p>　　在計算機

15、上打開MCGS系統(tǒng)軟件，進入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 設備窗口設置</p><p>　　在圖3.1.1中用鼠標選中“設備窗口”在雙擊設備窗口，彈出“設備屬性”，在“設備屬性”中添加“通用串口父設備”和“三菱F系列串口”如圖3.1.3</p><p>

16、　　圖3.1.3設備屬性</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的窗口數目。并單擊窗口屬性，打開窗口屬性，給每個窗口命名。如圖3.1.3所示。</p><p>　　圖3.1.3用戶窗口</p><p>　　設立好窗口名之后，雙擊工作臺上的窗口，

17、打開窗口界面，在窗口界面里，根據不同的命名設計相應的功能，在此不作詳細介紹。</p><p>　　3.2 MCGS系統(tǒng)配方設計</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)設計”菜單項，進入MCGS配方組態(tài)設計窗口，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)設計”是一個獨立的編輯環(huán)境，用戶在使用配方構件時必須熟悉配方組態(tài)設計的各種操作，“配方組態(tài)設計”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，“配方結果顯示”用于顯示選定的配方的各種參數，可以在“配方結果顯示”對各種配方參數進行編輯修改。</p>

19、<p>　　3.2.2 配方設計</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個變量，分別為“啟動時間2”“排渣時間 12”，為數值型，“配方組別”為字符型，“查詢批號” 為字符型；配方組態(tài)設計。按“工具”菜單下的“配方組態(tài)設計”菜單項，進入MCGS配方組態(tài)設計，按“文件”中的“新增配方”菜單項，建立一個缺省的配方結構，按“配方改名”把名字改為“運

20、行工藝方案”， 按“配方參數”把配方參數改為8列20行，并配置好每個參數名和與數據庫連接方式。</p><p><b>　　圖3.2.2數據庫</b></p><p>　　雙擊“運行工藝配方”進行配方參數設置窗口，進行配方參數設置，如下圖3.2.3所示：</p><p>　　圖3.2.3參數設置</p><p>　　注意

21、：“分油機的組別”是作為關鍵字查詢的，在一個配方中不能相同。</p><p>　　新建三個策略，分別叫“打開編輯指定配方”，“裝載指定配方”和“保存當前配方”；在每個策略中都增加一個策略行，并選中“策略工具箱”中的“配方操作”構件，并分別進行組態(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保存當前配方</p><p>　　創(chuàng)建一個新用戶窗口,命名為“配方窗口”；并對窗口進行組態(tài)，組態(tài)結果如下圖3.2.4所示：</p><p>　　圖3.2.4配方窗口</p><p>　　在三個按鈕下分別調用與名字對應的三個策略，在輸入框中分別與標簽所示的變量連接，就完成所有的配方組態(tài)。運行時就執(zhí)行與按鈕對應的操

23、作，如從配方庫中裝載指定配方號的配方參數、保存把當前變量的值保存到配方庫中。</p><p><b>　　3.3通道連接設計</b></p><p>　　在做好上述設計之后，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。通過建立好通道連接后，就可以用組態(tài)實行相應的控制。具體操作如下；</p><p>　　在工作臺上打開“設備窗口

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

25、已連接。通訊狀態(tài)標志為0表示已連接，通訊標志為1表示沒有連接。（如圖3.3.3所示）</p><p>　　圖3.3.3設備調試窗口</p><p><b>　　總結</b></p><p>　　此次畢業(yè)設計對我來說是對大學所學的一部分知識的鞏固和提高。本次設計主要用到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)定運行于W

26、indows95/98/NT操作系統(tǒng)，集動畫顯示、流程控制、數據采集、設備控制與輸出、網絡數據傳輸、雙機熱備、工程報表、數據與曲線等諸多強大功能于一身，并支持國內外眾多數據采集與輸出設備， PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。</p&g

27、t;<p>　　在此次制作設計中，我遇見了很多問題，例如，組態(tài)和PLC程序對應不上，組態(tài)中的運行畫面和PLC輸出的信號不一致等。當遇到這些問題時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。在我設計時，*老師時刻關心我的設計進度和設計的內容，細心的指出我設計中的不足，并進一步加以改進。在設計中韋老師不斷地給我提供構思與設想開發(fā)我的靈感。在*老師的精心指導

28、下我順利的完成此次設計，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:分油機梯形圖</p><p>　　附錄2 腳本控制程序</p><p><b>　　1）文字移動腳本</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<