基于力控组态软件的牛奶生产自动监测系统.doc
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基于力控组态软件的牛奶生产自动监测系统.doc
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基于力控组态软件的牛奶生产自动监测系统byneky
XX大学
课程论文
基于力控组态软件的牛奶生产自动监测系统
课程名称自动监测技术
姓名XX
学号XXX
专业08XX工程X班
任课老师XX
日期2011年X月
10
摘要
牛奶的生产过程包含了一系列步骤。
从各个牧场采集的牛奶运送到生产车间后,先要混合均匀。
之后进行最重要的消毒步骤,现代工艺一般采用巴氏消毒法,将牛奶中的对人体有害的细菌杀灭。
接下来要进行乳脂分离,再根据需要把脂肪重新加入牛奶中进行高压融合。
最后牛奶被封装运到各个地方。
本设计是针对牛奶生产所做的自动监测系统,涵盖了牛奶生产的各个工艺流程。
本系统采用三维力控组态软件进行设计,对牛奶生产过程进行监测,设计过程中运用软件进行运行,运行过程良好,稳定性高。
本系统采用直观式窗口对牛奶生产过程进行监测,全方位,多角度,操作简单,适于工作人员进行运行维护。
关键词牛奶生产自动监测三维力控系统设计
目录
1牛奶生产过程简介…………………………………………………………………………1
2系统设计……………………………………………………………………………………2
2.1系统截图…………………………………………………………………………………2
2.2系统设计介绍……………………………………………………………………………3
2.2.1建立新工程……………………………………………………………………………3
2.2.2创建窗口………………………………………………………………………………3
2.2.3创建图形对象…………………………………………………………………………3
2.2.4变量及动作脚本………………………………………………………………………4
2.2.5动画连接………………………………………………………………………………5
2.2.6创建实时趋势…………………………………………………………………………8
2.2.7安全管理………………………………………………………………………………8
3系统运行……………………………………………………………………………………9
4课程设计的收获和体会…………………………………………………………………10
参考文献
附录应用程序动作脚本
1牛奶生产过程简介
1、将收集回来的牛奶进行严格的检验。
2、由于养殖条件不同,牛奶的质量也不一样,脂肪含量、奶油比例也都不一样。
由于牛奶是从多个奶场收集回来的,所以将牛奶倒在一起之后,第一导工序要将牛奶融合,进行“标准化”,也就是让混合牛奶的乳脂比例统一。
3、将牛奶进行巴氏消毒。
巴氏消毒法也分不同温度,多个种类。
现今比较流行的巴氏消毒法有如下两种:
高温短时法HTST:
将牛奶加热到70摄氏度左右,保持15-20秒。
超高温短时法UHT:
将牛奶瞬间加热到163左右摄氏度,然后马上恢复到常温。
以上两种方法,消毒温度高的,牛奶保质期就长,但是营养价值也相对低。
至于最能保持营养的低温长时法LTLT,由于消耗时间长,影响生产速度,现代化的大型制奶企业都不会采用。
4、由于牛奶本身含有乳脂,长时间静止就会分层,就好比油和水一样。
古时候人们会将牛奶用静止法将乳脂分离,获得奶油。
在现代化制奶过程中,会将牛奶放入脱脂器进行脱脂。
然后再根据不同的牛奶种类,如全脂奶,半脱脂奶,重新将乳脂按相应比例加入。
5、调配好比例以后,再将加入乳脂的牛奶以高压进行“同质化”,让已脱脂的牛奶和乳脂再次“融为一体”。
这样,乳脂就不会浮在牛奶上面,而每一滴牛奶的乳脂含量都是一样的。
6、在制奶过程中,还会加入维生素A和维生素D。
7、检测,包括牛奶的含水量,乳脂含量,细菌含量等。
因为在加工的过程中,有一些水分会在各工序进行时“不知不觉”地“意外”加入到牛奶中。
而各国在含水量方面也有严格的标准。
比如美国的就是1.8%。
2系统设计
2.1系统截图
图1主窗口
图2实时趋势
2.2系统设计介绍
本系统是基于三维力控组态软件的,针对牛奶生产所做的自动监测系统。
本系统设置了两个用户级别,班长级和工程师级。
其中只有班长级以上的用户才能进入运行系统,工程师级以上的用户才能进入开发系统。
班长级的用户名是banzhang,口令是123456;工程师级的用户名是gongchengshi,口令是123456。
2.2.1建立新工程
建立新的三维力控工程,首先为工程指定工作目录(或称“工程路径”)。
“三维力控”用工作目录标识工程,不同的工程应置于不同的目录。
工作目录下的文件由“三维力控”自动管理。
2.2.2创建窗口
选择“文件/新建”,出现“窗口属性”对话框,在窗口名字中输入文字,选择背景色,以及其他的一些参数,点击确定即可。
本系统有两个窗口,分别是主窗口和实时趋势窗口。
2.2.3创建图形对象
图3子图列表
1、存储罐等的制作。
在开发系统的子图列表中可以找到各类罐子,如图3所示。
同样,里面还有传动带、阀门、泵等选择,然后在窗口中把它们调整好大小和位置。
2、文本制作。
在工具箱中有文本工具,在窗口合适的位置单击即可输入文本,若要关联模拟量等输出显示的则输入“###”。
3、按钮制作。
在主窗口(图1)的左上角有四个按钮,分别是开始、停止、复位、实时趋势,功能分别是开始运行、停止运行、所有状态复原、查看实时趋势曲线。
在实时趋势窗口(图2)的右上角有按钮“返回控制中心”,用于返回主窗口。
最后结果就如图1、图2所示。
2.2.4变量及动作脚本
图4应用程序动作脚本
1、变量。
本系统的变量主要有:
t:
系统运行的计时变量。
run:
控制系统的运行开始和停止。
yw1至yw6:
表示各存储罐的液位,液位1至液位6。
b1至b6:
控制各个阶段的阀门和泵的开关。
tem:
巴氏消毒的温度控制。
che、che1:
控制小车的运行。
guan、guan1:
控制灌装阶段牛奶罐的升降和水平移动。
2、动作脚本。
设置应用程序动作脚本,控制整个系统的运行。
如图4所示。
完整的应用程序动作脚本请看附录。
2.2.5动画连接
1、按钮动画连接。
选中“开始”按钮后双击,出现“动画连接”对话框,选择“触敏动作/左键动作”,在“动作脚本”对话框中的“按下鼠标”里输入“run=1”。
如图5所示。
同理设置按钮“停止”和“复位”。
图5
图6
2、阀门和泵的动画连接。
以第一个阀门为例,双击阀门,弹出“动画连接”对话框,再点击条件按钮,在表达式中选择“b1”变量,设置值为真和假时的颜色显示,保存即可。
如图6所示。
泵的动画连接原理是一样的。
3、液位及指示仪表动画连接。
以牛奶存储罐为例,双击罐子,弹出图7所示对话框,表达式中选择相应的液位变量“yw1”,选择合适的颜色设置,以及填充设置。
指示仪表的动画连接与此相类似。
图7
4、对象的水平和垂直移动。
以第一个车子为例,双击车子,弹出“动画连接”对话框,点击“目标移动/水平”,出现表达式选择,这里选择变量“che”,在值变化和移动像素中填写合适的值,确定保存,如图8所示。
垂直移动的动画连接也是相类似的。
图8
5、数值的显示。
选择文本“液位1=”后面的文本“###”,双击出现“动画连接”对话框,选择“数值输出/模拟”,表达式选择变量“yw1”。
如图9所示。
图9
图10
图11
图12
2.2.6创建实时趋势
1、在主画面中创建按钮“实时趋势”,再新建一个新窗口“实时趋势”。
在窗口“实时趋势”中,创建按钮“返回控制中心”。
2、在“实时趋势”窗口中插入实时趋势,如图10所示。
双击它,出现“实时趋势
组态”,把所需的变量值填入相应位置,如图11所示。
3、按钮动画连接。
选择按钮“返回控制中心”,在对话框中选择“触敏动作/窗口显示”,选择“主窗口”,如图12所示。
同样要在主窗口进行“实时趋势”按钮的动画连接。
2.2.7安全管理
为了防止外人随意进入系统查看和修改参数,需要设置用户级别。
本系统设置了两个用户级别,班长级和工程师级,班长级的用户名是banzhang,口令是123456;工程师级的用户名是gongchengshi,口令是123456。
如图13所示。
其中只有班长级以上的用户才能进入运行系统,工程师级以上的用户才能进入开发系统。
如图14、图15所示。
图13
图14图15
3系统运行
图16
图17
经过测试,系统运行的结果和预期的设计相一致。
图16、图17为系统运行的画面。
4课程设计的收获和体会
系统最终设计成功得来不易。
首先,要找到一个适合自己的项目来设计系统。
之后就要收集该项目的一些信息,包括原理概述、工业流程、发展应用等,最后就要着手开发系统。
这是第一次接触工业组态软件,通过翻阅课本、和同学交流、向老师请教,最后终于把这个牛奶生产自动监测系统设计出来。
通过这次作业,也培养了对工业组态软件的浓厚兴趣,学到了很多知识,加强了自身的能力。
参考文献
[1]龚运新,方立友.工业组态软件实用技术.北京:
清华大学出版社,2005.9
[2]淘牛网.牛奶的制作流程.2008.10
[3]中国食品机械设备网.灭菌乳的加工流程.2006.10
附录应用程序动作脚本
ifrun==1then//系统开始运行
t=t+1;//计时变量+1
che=che+3.5;//卡车开始向工厂移动
endif
ifrun==1&&t>76&&t<140&&yw1<=98then
b1=1;//阀门和泵打开
yw1=yw1+2;//牛奶存储罐液位开始填充
endif
ifrun==1&&t>140&&yw1>=2then
b1=0;//阀门和泵关闭
yw1=yw1-2;//牛奶存储罐液位开始下降
endif
ifrun==1&&t>140&&t<210&&yw2<=98then
b2=1;//阀门和泵打开
yw2=yw2+2;//混合罐液位填充
endif
ifrun==1&&t>210&&yw2>=2then
b2=0;//阀门和泵关闭
yw2=yw2-2;//混合罐液位下载
endif
ifrun==1&&t>210&&t<275&&yw3<=98then
b3=1;//阀门和泵打开
yw3=
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