基于PLC的紫外杀菌线组态模型设计与实现-开题报告

一、国内外研究现状

目前国内外主要采用的食品杀菌方法为高温杀菌，巴氏杀菌，化学消毒和紫外杀菌。高温杀菌是我们目前常用的一种杀菌方式，因为这种方法比较方便快捷。但是，有一些细菌具有抵抗高温的特点。使用高温杀菌都只能够在一定程度上达到有效性，但是，对于那些适应能力很强的顽抗类的细菌，利用调整温度消毒则无能为力。巴氏杀菌是一门古老的技术，由19世纪法国医生巴斯德首创，至今任由一定的引用价值，，这种杀菌方法，由于所需时间长，生产过程不连续，长时间受热容易使某些热敏成分变化，杀菌也不够理想，目前已很少采用。化学消毒杀菌很容易造成二次污染。而紫外线杀菌消毒则完全避免了前两种方法的弊端，既不会造成污染，而且也不存在选择性。

随着食品安全问题的日益爆发，食品安全与卫生问题开始逐渐受人关注，20世纪70年代，紫外杀菌技术开始逐步用于食品消毒领域，90年代随着关键技术的突破，更因其特有的环保洁净特性，因而在欧美等发达国家得到了广泛的应用。目前，许多欧美国家和中国的食品杀菌都采用了紫外线杀菌技术。

在以往的紫外杀菌线当中，通常采用继电器控制为主，外加电感式整流器和启辉器来启动紫外杀菌灯，这种自动控制柜，存在设计结构复杂，线路分散复杂，体积大，故障率高、通用性差且控制精度不高，维修不方便，而且也不能时刻监测杀菌效果，如果长时间注视杀菌灯，对人体还会产生一定的伤害。随着自动化和计算机技术的发展，新一代食品杀菌控制系统，不仅自动化程度高，易操作，而且生产效率和产品质量也大大提高。目前的工业控制中，常常选用PLC作为现场的控制设备，用于数据采集与处理、逻辑判断、输出控制，PLC不仅具有传统继电器控制系统的控制功能，而且还可以扩展一些智能控制模块，构成不同的控制系统，此外，随着工业自动化水平的迅速提高，用户对控制系统的过程监控要求越来越高，组态软件(MCGS)的出现正好满足了用户需求，组态软件可以对控制系统进行全面监控，包括参数监测、信息处理、在线优化、报警提示、数据记录等功能。从而使控制系统变得简单易懂、操作人性化，深受广大用户的喜欢。组态软件（MCGS）在自动控制邻域的作用日益显著，因为这些系统越来越多的用于监控生产过程，让过程变得更加准确、简洁和快速。我国在这方面的总体发展水平处于20世纪80年代中后期水平，同日本、美国、德国等先进国家相比仍然有着较大的差距

二、进展情况

本^范文研究的是基于PLC技术在紫外杀菌线的应用。从整体上来分析和研究控制系统的硬件配置、电路图的设计、程序设计以及人机界面的设计等。

本^范文通过德国西门子公司的S7-200系列PLC控制器，利用光敏电阻的伏安特性曲线，将紫外光照这个模拟量转换电信号反馈给PLC，从而来确定紫外灯管的好坏，并对紫外灯管进行杀菌累计计时。并通过PLC控制中间继电器来控制整流器的通断，从而来控制紫外灯的亮、灭。同时利用北京昆仑通泰的MCGS组态来设计一个人机界面（HMI），通过串行口与可编程控制器通信，可以实现对紫外杀菌线的完全监控，包括对紫外杀菌灯的杀菌时间统计，从而来确定杀菌效果，还包括杀菌紫外灯的亮暗情况，是否需要维修。

三、存在的问题

在对如何检测紫外灯亮灭的方法中，首先通过对紫外线灯管的电流检测和电压检测，这样使线路更加复杂，维修更加不方便，最后用到了光敏电阻来检测杀菌紫外灯的亮暗情况，也基本实现了基于PLC的紫外杀菌线组态模型设计。目前还存在一个问题就是光敏电阻的工作时效性，由于紫外线的腐蚀性，光敏电阻的工作寿命不是很长，但随着时间的推移会产生误差，有时紫外灯亮着，但在人机界面会显示紫外灯灭，可能是因为电阻较大，导致输入电压过低无法启动PLC输入触点，如何避免这个误差，还需要进一步的研究。其次就是组态软件MCGS的人机界面编程，由于接触到这一块的时间不是很长，还需要进一步学习，如何与西门子PLC的串口通信，如何报警等。

 

B. ^范文提纲

摘要

绪论

PLC系统介绍

 程序控制器的基础

 STEP7介绍

   （二） MCGS系统介绍

紫外杀菌线控制系统的硬件设计

PLC控制系统设计的基本原则和步骤

PLC控制系统设计的基本原则

PLC控制系统设计的一般步骤

PLC的选型和硬件配置

MCGS的选型和硬件配置

系统的硬件设计

 系统控制框图

 主电路设计

 I/O分配表

 PLC接线图

三、紫外杀菌线线控制系统软件设计

   （一） PLC程序设计方法

   （二）编程软件STEP-Micro/Win概述

   （三） 程序设计

          1.  设计思路

          2.  控制程序流程图

          3.  梯形图程序

          4.  语句表程序

四、基于MCGS组态的系统设计

   （一）人机界面的画面设计

   （二）人机界面与PLC内部元器件对照表

五、系统运行及调试分析  

总结与展望

C. 参考文献

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