《高温灭菌控制系统设计毕业论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高温灭菌控制系统设计毕业论文.doc（49页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、江西环境工程职业学院大专毕业生毕业论文（毕业设计）题目: 高温灭菌控制系统设计 系别： 机械与电子学院 姓名： 张小飞 学号： 20113383 专业： 机电一体化 指导老师： 毕业论文答辨时间： 摘要高温灭菌控制是医药和生物制品生产企业的重要设备，是粉针车间GMP严格认证的关键之一。目前国内高温灭菌隧道生产厂家众多，但在设备监控水平、机械加工精度和设计研发等方面与世界知名厂商相比还存在一定的差距。我国一些制药企业引进了国外高温灭菌隧道，但使用过程中存在价格相对昂贵、配件境外采购和维护费用高等问题。为满足我国制药企业对高温灭菌隧道不断提高的技术要求和降低设备成本及GMP认证的需求，尽快提升我国
2、高温灭菌隧道设备的自动化与监测水平具有重要的现实意义。灭菌隧道入口位于十万级环境的洗瓶间，出口位于百级环境的灌装间。管制瓶经过洗瓶机清洗后由隧道入口先后通过预热区、高温灭菌区和冷却区后由灭菌隧道出口进入灌装间。灭菌隧道的控制系统主要包括温度控制、排风风压控制、前后层流与排湿风机控制及网带传送控制等部分。灭菌隧道高温区的温度控制按要求稳定在100，误差为0.05，温度控制系统的精准度直接影响管制瓶消毒的有效性与所生产制剂的质量安全性。灭菌隧道内与灌装间均为百级环境，灌装间与洗瓶间的压差按GMP的规定要求应小于0.16Pa。当洗瓶间和灌装间的风压发生变化时，灭菌隧道内的气流就会向前或向后移动。灭菌
3、隧道高温区的高温热风，向前移至预热段或向后迁移至冷却段都会减少灭菌时间使FH值下降，影响瓶子去热原的效果，并存在烧毁过滤器和风机的隐患。因此对灭菌隧道控制系统中温度与风压的监控提出了较高的要求。关键词 :高温灭菌、制药、管制瓶 热原 风压目录绪论1第一章 问题的提出与分析21.1 问题21.2 分析21.3 技术要求2第二章 系统方案的设计32.1 PLC的特点32.1.1 可靠性高，抗干扰能力强32.1.2 硬件措施32.1.3 软件措施42.2主要配件的选用5第三章 硬件设计部分63.1 温度检测设备63.1.1 温度传感器产品特征63.1.2 热电偶的种类63.1.3 热电偶结构要求63
4、.1.4 热电偶三线式接法63.2 PT100温度变送73.2.1 温度变送器特点73.2.2 主要技术指标83.2.3 型号、类别83.2.4 接线方式93.2.5 信号隔离器103.2.6 热电偶温度变送器校验步骤103.2.7 热电阻温度变送器校验步骤103.3 蒸汽输出控制113.3.1 蒸汽电磁阀控制113.3.2 结构特点113.3.3 技术参数113.3.4 工作原理123.4 压力读取与输出123.4.1 电接点压力读取123.4.2 结构原理123.4.3 技术参数133.4.4 安装方式133.4.5 接点电气参数133.4.6 产品种类133.5 微型打印输出14第四章
5、软件设计部分154.1西门子SMART700通讯154.1.1 人机界面154.1.3 连接HMI设备154.1.4 启用数据通道174.1.5 WinCC flexible 2008 的安装174.1.6 工程制作174.1.7 工程下载204.2 S7-200CN 程序控制204.2.1 可编程控制器的基本结构204.2.2 可编程控制器的工作原理214.2.3 S7-200 CPU存储器的有效范围和特性224.2.4 S7-200用到的可编程序控制器指令234.2.5 S7-200 PID参数设置25第五章 灭菌控制系统使用说明305.1 主画面305.2 温度设置画面305.3 时间设
6、置画面31结论32致谢33附录34附录一 主程序34附录二 打印程序36附录三 系统初始化38附录四 HMI时间设置40附录五 读出时间41附录六 寄存器配置41附录七 安装现场42参考文献44绪论灭菌监控系统采用上、下位机的体系结构。该系统由人机界面及监控软件、PLC V4.0 STEP 7 MicroWIN SP9及执行程序和通讯网络三部分组成。人机界面采用工业PC机，操作系统为WindowsXP，工控软件开发及运行平台为SIMATIC WinCC flexible 2008组态软件及相关程序。SIMATIC WinCC flexible 2008组态软件是针对现场产生的数据进行采集、过程
7、控制和管理等多功能的专用软件。SIMATIC WinCC flexible 2008组态软件可为用户提供友好的开发界面和间接的工程实践方法，用户只要将其预设置的各种软件模块进行简单的组态，便可以实现监控层的各项功能。I/O驱动程序负责WinCC flexible 与I/O设备的通信，它将I/O设备寄存器中的数据读出后传送到WinCC flexible 的数据库，然后在触摸屏Smart 700IE的画面上动态显示。WinCC flexible 组态软件在本系统中可实现图像显示、现场监控、实时数据采集、系统报警和打印记录等功能。系统可通过菜单显示画面的目录进入其它各种画面，画面显示可反映现场设备运
8、行状况和提示操作功能，并通过上位机对现场进行监控管理。系统主要监控画面包括：系统工艺及整体控制面板画面、温度监控画面、排风风压监控画面、排湿、前后层流风机和传送控制画面、事件记录画面和报警记录画面，实时与历史趋势曲线、模拟仪表、数据显示、参数设置、功能设置、控制开关、报警显示、操作密码等按不同的配置分别体现在系统整体和分系统画面中。其中报警记录可记录故障报警和过程报警的实时信息和历史信息。本系统打印记录功能可以打印输出报表、报警记录和操作记录。系统采用组态软件与PLC结合对高温灭菌系统进行监控。利用组态软件功能强大、PLC运算速度快、功能指令丰富和可靠性高等优点，使该系统不仅具备友好的人机界面
9、，并且提高了系统的综合性能与生产管理能力，为管制瓶消毒提供了有力保障。第一章 问题的提出与分析1.1 问题公司原有一台高温灭菌机，采用单片机控制温度的升降及打印机的运行。原系统工作点少，打印效果差，容易受电磁阀的干扰，单温度探头。2010年6月，根据国家新的药品GMP要求，灭菌设备应配备打印机，且控制的温度探头应与显示的温度探头分别设置。原系统满足不了上述要求，故须进行设备改造。1.2 分析考虑到高温灭菌机的安全性、稳定性，以及该系统本身的技术要求，决定采用PLC控制系统，代替原来的单片机控制系统。设计时重点考虑以下要点：1. 增加微型打印机；2. 更换温度探头，使用有效范围的温度探头，更精确
10、的监测到当前温度；3. 采用触摸屏来显示温度及曲线趋势和控制设备运行。1.3 技术要求经过与生产人员、品质部人员的商讨，对新系统提出几点要求:a:控制温度可设定，显示的温度探头应安装于控制温度探头附近，温度应能动态显示和记录。b:机内压力应保持正压，并有显示和记录c:每隔1分钟能正确打印出灭菌机的温度、机体内的压力、报警输出记录以及当前时间。d:温度设定和显示应方便操作。f:温度波动范围应在0.5以内。第二章 系统方案的设计2.1 PLC的特点为适应工业环境使用，与一般控制装置相比较，PLC机有以下特点：2.1.1 可靠性高，抗干扰能力强工业生产对控制设备的可靠性要求：（1）平均故障间隔时间长
11、（2）故障修复时间（平均修复时间）短任何电子设备产生的故障，通常为两种：A、偶发性故障。由于外界恶劣环境如电磁干扰、超高温、超低温、过电压、欠电压、振动等引起的故障。这类故障，只要不引起系统部件的损坏，一旦环境条件恢复正常，系统也随之恢复正常。但对PLC而言，受外界影响后，内部存储的信息可能被破坏。B、永久性故障。由于元器件不可恢复的破坏而引起的故障。如果能限制偶发性故障的发生条件，如果能使PLC在恶劣环境中不受影响或能把影响的后果限制在最小范围，使PLC在恶劣条件消失后自动恢复正常，这样就能提高平均故障间隔时间；如果能在PLC上增加一些诊断措施和适当的保护手段，在永久性故障出现时，能很快查出
12、故障发生点，并将故障限制在局部，就能降低PLC的平均修复时间。为此，各PLC的生产厂商在硬件和软件方面采取了多种措施，使PLC除了本身具有较强的自诊断能力，能及时给出出错信息，停止运行等待修复外，还使PLC具有了很强的抗干扰能力。2.1.2 硬件措施主要模块均采用大规模或超大规模集成电路，大量开关动作由无触点的电子存储器完成，I/O系统设计有完善的通道保护和信号调理电路。屏蔽对电源变压器、CPU、编程器等主要部件，采用导电、导磁良好的材料进行屏蔽，以防外界干扰。滤波对供电系统及输入线路采用多种形式的滤波，如LC或型滤波网络，以消除或抑制高频干扰，也削弱了各种模块之间的相互影响。电源调整与保护对
13、微处理器这个核心部件所需的+5V电源，采用多级滤波，并用集成电压调整器进行调整，以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。隔离在微处理器与I/O电路之间，采用光电隔离措施，有效地隔离I/O接口与CPU之间电的联系，减少故障和误动作；各I/O口之间亦彼此隔离。采用模块式结构这种结构有助于在故障情况下短时修复。一旦查出某一模块出现故障，能迅速更换，使系统恢复正常工作；同时也有助于加快查找故障原因。2.1.3 软件措施1.有极强的自检及保护功能。故障检测软件定期地检测外界环境，如掉电、欠电压、电压过低及强干扰信号等。以便及时进行处理。信息保护与恢复当偶发性故障条件出现时，不破坏PLC内部的信息。一
14、旦故障条件消失，就可恢复正常，继续原来的程序工作。所以，PLC在检测到故障条件时，立即把现状态存入存储器，软件配合对存储器进行封闭，禁止对存储器的任何操作，以防存储信息被冲掉。设置警戒时钟WDT（看门狗）如果程序每循环执行时间超过了WDT规定的时间，预示了程序进入死循环，立即报警。加强对程序的检查和校验一旦程序有错，立即报警，并停止执行。对程序及动态数据进行电池后备停电后，利用后备电池供电，有关状态及信息就不会丢失。PLC的出厂试验项目中，有一项就是抗干扰试验。它要求能承受幅值为1000V，上升时间1nS，脉冲宽度为1S的干扰脉冲。一般，平均故障间隔时间可达几十万上千万小时；制成系统亦可达45
15、万小时甚至更长时间。2.通用性强，控制程序可变，使用方便PLC品种齐全的各种硬件装置，可以组成能满足各种要求的控制系统，用户不必自己再设计和制作硬件装置。用户在硬件确定以后，在生产工艺流程改变或生产设备更新的情况下，不必改变PLC的硬设备，只需改编程序就可以满足要求。因此，PLC除应用于单机控制外，在工厂自动化中也被大量采用。3.功能强，适应面广现代PLC不仅有逻辑运算、计时、计数、顺序控制等功能，还具有数字和模拟量的输入输出、功率驱动、通信、人机对话、自检、记录显示等功能。既可控制一台生产机械、一条生产线，又可控制一个生产过程。4.编程简单，容易掌握目前，大多数PLC仍采用继电控制形式的“梯
16、形图编程方式”。既继承了传统控制线路的清晰直观，又考虑到大多数工厂企业电气技术人员的读图习惯及编程水平，所以非常容易接受和掌握。梯形图语言的编程元件的符号和表达方式与继电器控制电路原理图相当接近。通过阅读PLC的用户手册或短期培训，电气技术人员和技术工很快就能学会用梯形图编制控制程序。同时还提供了功能图、语句表等编程语言。PLC在执行梯形图程序时，用解释程序将它翻译成汇编语言然后执行（PLC内部增加了解释程序）。与直接执行汇编语言编写的用户程序相比，执行梯形图程序的时间要长一些，但对于大多数机电控制设备来说，是微不足道的，完全可以满足控制要求。5.减少了控制系统的设计及施工的工作量由于PLC采
17、用了软件来取代继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，控制柜的设计安装接线工作量大为减少。同时，PLC的用户程序可以在实验室模拟调试，更减少了现场的调试工作量。并且，由于PLC的低故障率及很强的监视功能，模块化等等，使维修也极为方便。6.体积小、重量轻、功耗低、维护方便PLC是将微电子技术应用于工业设备的产品，其结构紧凑，坚固，体积小，重量轻，功耗低。并且由于PLC的强抗干扰能力，易于装入设备内部，是实现机电一体化的理想控制设备。以西门子公司的S7-200 CN型PLC为例：其外型尺寸仅为305110110mm，重量2.3kg，功耗小于25VA；而且具有很好的抗振、适应环境
18、温、湿度变化的能力。现在西门子公司又有S7-300、S7-400系列PLC，与其超小型品种logo系列相比：在系统的配置上既固定又灵活更稳定，输入输出可达24128点。2.2主要配件的选用系统主控制采用Siemens公司S7-200系列的PLC，型号CPU224XP CN，它是Siemens公司推出的通用型可编程序控制器，I/O点数共24个点，可扩展。它具有紧凑的机身设计，电源、CPU、存储器、输出输入组成一个单元的可编程序控制器，同时在AC电源DC输入型中DC24V供应电源。具有一定的扩展单元，强大的指令功能，为了使系统更加完善，保证信号的通畅，系统还采用了Siemens公司EM232系列的
19、模拟模块，型号6ES7 232-0HB22-0XA0 ，模拟量输出点数为2个点，电压输出范围在-10V到+10V之间，电流输出范围为4-20mA，输入阻抗在额定范围内电压输出时最小为5K，电流输出时最大为0.5K。微型打印机采用炜煌的RMDIV40SH微型打印机，能同时打印两个温度值及一个压力值，能有效记录灭菌过程的温度和压力值。温度检测探头采用瑞典依诺公司温度传感器MEJ-10-112-230-3，该传感器是适用于各种在线高温控制的环境或设备，具有耐高温、稳定性强等特点，监测范围在0-200之间，将精确度降低到0.1，有利于温度的有效控制。触摸屏采用Siemens公司的Smart 700 I
20、E。此触摸屏亮度、分辨率均较好，应用广泛，能满足本次选型要求。压差表选用美国DWYER公司的MS-111气压表，该压力表带有线性开关控制，能通过调节最高压力值与最低压力值调节报警输出，从而简便而又直观的起到控制作用。第三章 硬件设计部分3.1 温度检测设备3.1.1 温度传感器产品特征1、 不锈钢套管封装，经久耐用2、活动螺丝固定，使用方便3、按照国际IEC751国际标准制造，即插即用4、多种探头尺寸可选、适应面广5、高精度、高稳定、高灵敏6、外形小巧，经济实用表1 温度传感器性能特征性能指标测温范围:-200-400探头长度:5cm/10cm/15cm/20cm探头直径:5mm电阻变化:0.
21、0.3851/安装方式:活动螺丝固定螺丝规格:M8*1.0引线长度:一般2米引线接法:三线式接线方式:接线叉套管材质:不锈钢传感器件:PT（铂）3.1.2 热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶
22、。3.1.3 热电偶结构要求组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。3.1.4 热电偶三线式接法PT100温度传感器0时电阻值为100，电阻变化率为0.3851/。由于其电阻值小，灵敏度高，所以引线的阻值不能忽略不计，采用三线式接法可消除引线线路电阻带来的测量误差，原理如下：PT100引出的三根导线截面积和长度均相同(即r1=r2=r3)，测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥，铂电阻(Rpt100)作为电桥的一个桥臂电阻，将导线一根(r1)接到电桥的电源端，其余两根(r2、r3
23、)分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样两桥臂都引入了相同阻值的引线电阻，电桥处于平衡状态，引线线电阻的变化对测量结果没有任何影响。图2 PT100原理及分度表电阻式温度传感器(RTD,Resistance Temperature Detector)一种物质材料作成的电阻,它会随温度的上升而改变电阻值,如果它随温度的上升而电阻值也跟著上升就称为正电阻係数,如果它随温度的上升而电阻值反而下降就称为负电阻系数。大部分电阻式温度传感器是以金属作成的,其中以铂(Pt)作成的电阻式温度检测器,最为稳定、耐酸碱、不会变质、相当线性.,最受工业界采用。PT100温度传感器是一种以铂(Pt)作成的电
24、阻式温度传感器，属于正电阻系数,其电阻和温度变化的关系式如下：R=Ro(1+T)3.2 PT100温度变送3.2.1 温度变送器特点采用环氧树脂密封结构，因此抗震、耐温，适合在恶劣现场环境中安装使 用。现场安装于热电阻、热电偶的接线盒内，直接输出420mA，这样既省去较贵的补偿导线费用，又提高了信号长距离传送过程中的抗干扰能力。精度高、功耗低、使用环境温度范围宽、工作稳定可靠。量程可调，并具有线性化较正功能，热电偶温度变送器具有冷端自动补偿功能。应用面广，既可与热电偶、热电阻形成一体化现场安装结构，也可作为功能模块安装入检测设备中。3.2.2 主要技术指标输入：热电阻Pt100、Cu50、Cu
25、100 热电偶K、E、S、B、T、J、N输出：在量程范围内输出420mA直流信号可与热电阻温度计的输出电阻信号成线性，可与热电阻温度计的输入温度信号成线性；可与热电偶输入的毫伏信号成线性，也可与热电偶温度计的输入温度信号成线性。基本误差：0.2%、0.5%传送方式：二线制变送器工作电源电压最低12V，最高35V，额定工作电压24V。负载：极限负载电阻按RL（max）=50（Vmm-12）计算图3 负载电阻与电压关系图 (即24V时负载电阻可在0600范围内选用)额定负载250。注：量程可调式变送器，改变量程时零点与满度需反复调试；电偶型变送器在调试前须预热30分钟。环境温度影响0.05%1正常
26、工作环境：环境温度-25+80相对湿度5%95%机械振动f55Hz振幅0.15mm。3.2.3 型号、类别表4 传感器基本性能一览表型 号传感器分度号最大量程规定规定最小量程范围（上限下限之差）SBWR-2160E0800300SBWR-2260K01300400SBWR-2360S01600600SBWR-2460B01800800SBWR-2560T0400200SBWR-2660J01200300SBWR-2760N01200400SBWR-4160E0800300SBWR-4260K01300400SBWR-4360S01600600SBWR-4460B01800800SBWR-456
27、0T0400200SBWR-4660J01200300SBWR-4760N01200400SBWZ-2160Cu50-5015050SBWZ-2260Cu100-5015050SBWZ-2460Pt100060050SBWZ-2460Pt100-10020050SBWZ-4460Pt100-200600503.2.4 接线方式图5 热电阻三线制变送器安装接线图 图六6 热电偶变送器安装接线图图7 导轨式电偶变送器安装接线图图8 导轨式电阻变送器安装接线图图9 一体化液晶显示变送器接线图3.2.5 信号隔离器SBWZ/R系列信号隔离器主要与DCS、PLC等工业测控系统配合使用，用来完善和补充系统
28、模拟I/O插件功能，增加系统适用性和现场环境下的可靠性。本产品按国际电磁兼容性标准设计，采用国际上同行业公认的调制式变压器隔离技术，完成输入、输出、电源的相互隔离。在模块内部电路设计上，以低功耗，低温漂技术为基础，采用高品质元器件，使产品能够长期稳定工作，同时产品设有输入保护、干扰抑制、隔离等功能。技术参数测量精度：0.5FS%或0.2FS%输入信号：各种直流线性信号输出信号：一进一出或一进两出工作电源：DC24V工作环境：050，相对温度85%，无腐蚀气体，无强烈震动场合。输入阻抗：230+输出负载电阻输出负载电阻：50500隔 离：输入、输出、电源间相互隔离绝缘电阻：电源、输入、输出端子间
29、100M绝缘强度：电源、输入、输出端子间1000VDC/分钟3.2.6 热电偶温度变送器校验步骤校验时，在输入端接入电位差计，输出信号为电动势，在输出端接上24VDC稳压电源并串接上标准电流表。调零：反接信号输入线，使电位差计输出校验现场室温对应电动势，调整电位器Z，使电流表读数为4mA。调满：正接信号输入线，使电位差计输出满量程对应电动势，调整电位器S，使电流表读数为20mA。（该电动势为满度电动势减去室温对应电动势后的值）3.2.7 热电阻温度变送器校验步骤标定时，按以上典型接线图接线，在输入端接入标准电阻箱（如ZX-25a），在输出端接上24VDC稳压电源并串接上标准电流表。改变信号源发
30、生器（电阻箱），使之等于量程的下限值，调整电位器Z，使电流表的读数为4 mA，改变信号源，使之等于量程的上限值，调整电位器S，使电流表的读数为20 mA即可。例：输入型号为Pt100量程为0100的温度变送器。正确接线后，电阻箱输出100，调整电位器Z，使电流表读数为4 mA；电阻箱输出读数为138.50(即热电阻在100时对应的电阻值)，调整电位器S，使电流表的读数为20 mA。3.3 蒸汽输出控制高温电磁阀适用于中性纯净气体，尤其是空气、水、等管路的控制系统；广泛应用于船舶重工、测试设备、加湿设备、液压设备等，工作温度在300以上的导热系统中。3.3.1 蒸汽电磁阀控制日常生活中我们接触到
31、的蒸汽常分为两种：锅炉蒸汽-饱和蒸汽与热电厂出来的蒸汽-过热蒸汽。1、饱和蒸汽：温度压力相对稳定，温度低于250，工作压力低于1.6Mpa,第一种蒸汽，我们通常会选用软密封的蒸汽电磁阀如下：1)结构特点：本阀是由副阀和主阀两大部件构成的先导式二次开阀的电磁阀耐热：电磁部分、密封件部分用特种耐高温电工材料和密封材料，并应用了各种隔热措施耐磨：2)选材：阀杯和导向套间巧妙地利用流体的润滑作用，减少磨损，提高寿命耐冷凝：蒸汽管道的冷凝水是影响蒸汽电磁阀动作的重要因素，本阀则不受冷凝水影响其他用途-软密封蒸汽电磁阀。3)广泛地应用纺织、印刷、化工、塑料、橡胶、制药、食品、建材、机械、电器、表面处理和科
32、研部门以及浴室、食堂、空调等自控系统。2、过热蒸汽：温度压力变化基数较大，温度最高可达400以上，工作压力则低于4.0Mpa,对于第二种蒸汽，我们通常会选用硬密封的蒸汽电磁阀如下：1)结构特点采用金属硬密封，提高了产品的使用温度及使用寿命2)选材：阀杯和导向套间巧妙地利用流体的润滑作用，以减少磨损其他用途-硬密封蒸汽电磁阀本产品通用介质范围较广，可分别使用于水、轻油、重油、非腐蚀性气体及蒸汽等流体。如电站抽气管道疏水系统和蒸发器的排气系统中，主要是对管道中的介质进行双位自动调节和远程控制。3)工作状态：常闭型-通电打开、断电关闭常开型-断电打开、通电关闭。3.3.2 结构特点阀芯为不锈钢活塞式
33、；活塞环用特殊耐温、耐磨材料制作活塞和金属阀腔不产生直接摩擦，寿命是同类产品十倍阀体安装方向无限制，动作响应迅速特制线圈，并采用散热的结构方式，因此不易烧毁长时间停止动作重新启动，动作同样灵敏3.3.3 技术参数产品规格：DN0.5DN200适用介质：油、蒸汽、腐蚀性流体等流通流体温度：+300+450介质压力：0.230Mpa阀体材质：不锈钢防护性能：防水、防爆、防腐控制方式：常闭、常开电源电压：DC12127VAC36380V连接方式：内螺纹、法兰，根据工况要求选择密封材质性能：耐温、耐压、耐磨、防腐附加功能：根据工况要求选择泄漏量：零3.3.4 工作原理常闭：当线圈通电时，电磁铁芯吸合，
34、卸压孔打开，主活塞由介质压力推动，打开主阀口，介质流通。当线圈断电时，主阀口关闭，介质截止。常开：当线圈通电时，电磁铁芯吸合，卸压孔关闭，主活塞由介质压力推动，关闭主阀口，介质截止。当线圈断电时，主阀口打开，介质流通。3.4 压力读取与输出3.4.1 电接点压力读取电接点压力表广泛应用于石油、化工、冶金、电站、机械等工业部门或机电设备配套中测量无爆炸危险的各种流体介质压力。通常，仪表经与相应的电气器件(如继电器及变频器等)配套使用，即可对被测(控)压力的各种气体与液体介质经仪表实现自动控制和发信(报警)的目的。在电接点压力表装置的电接触信号针上，装有可调节的永久磁钢，可以增加接点吸力，加快接触
35、动作，从而使触点接触可靠，消除电弧，能有效的避免仪表由于工作环境振动或介质压力脉动造成触点的频繁关断。所以电接点压力表具有动作可靠、使用寿命长、触点开关功率较大等优点。3.4.2 结构原理电接点压力表由测量系统、指示系统、磁助电接点装置、外壳、调整装置和接线盒（插头座）等组成。一般电接点压力表是用于测量对铜和铜合金不起腐蚀作用的气体、液体介质的正负压力，不锈钢电接点压力表用于测量对不锈钢不起腐蚀作用的气体、液体介质的正负压力并在压力达到预定值时发出信号，接通控制电路，达到自动控制的报警得目的。电接点压力表基于测量系统中的弹簧管在被测介质的压力作用下，迫使弹簧管之末端产生相应的弹性变形一位移，借
36、助拉杆经齿轮传动机构的传动并予放大，由固定齿轮上的指示（连同触头）逐将被测值在度盘上指示出来。与此同时，当其与设定指针上的触头（上限或下限）相接触（动断或动合）的瞬时，致使控制系统中的电路得以断开或接通，以达到自动控制和发信报警的目的。3.4.3 技术参数表盘标度范围、精确度等级表10 表盘参数表盘直径（mm）标度范围(MPa)精度度等级(%)600100；-0.10、-0.12.42.51000100；-0.10、-0.12.41.6(1)1500100；-0.10、-0.12.41.6(1)3.4.4 安装方式1.径向直接安装2.轴向直接安装3.径向带前边直接安装4.轴向带前边直接安装3.
37、4.5 接点电气参数工作电压(最高):380VAC;220VDC最大工作电流:1A持续电流;0.6A最大功率:30W电接点压力表使用工作温度：-2555工作压力上限：不大于仪表上限的2/3工作环境振动频率不大于25Hz，振幅不大于0.5mm3.4.6 产品种类鉴于本系列仪表不仅具有设计新颖、结构可靠、品种规格齐全、动作稳定性好、适应性强的特点外，而且又具有测控并茂、安装简单、维护量小等优点，因此，它是一般无指示、无切换差调整和无外设定装置的压WinCC flexible 制器所无可比拟的压力测控仪表。为满足被测对象的各异(有耐震或耐腐蚀及防爆等要求),可选用符合要求的耐震电接点压力表或耐腐蚀电
38、接点压力表及防爆电接点压力表等。普通型 适于测量对铜合金、铁无腐蚀作用的气体及液体的压力。防腐型 主要测压元件及仪表外壳均采用不锈钢材料设计，适于测量腐蚀性较强的气体及液体的压力。防腐耐震型通过对表体内充油，利用液体阻尼确保无振动显示，适用于测量介质强烈脉动及环境震动较大的场所。防爆型 适用于环境有爆炸性混合物的危险场所。3.5 微型打印输出表11 通讯接口引脚定义引脚号定义说明1NC空信号引脚端2RXDRS232通讯接收数据3TXDRS233通讯发送收数据4ARS485通讯“+”信号5GND信号地6NC空信号引脚端7BRS485通讯“”信号8NC空信号引脚端9NC空信号引脚端Dwonload
39、接口默认处于下载模式，需将下载模式转换成通讯模式，操作如下：图12 下载模式转换成通讯模式保持触摸屏处于断电状态，使用导线将Dwonload接口的5脚和6脚短接，短接完成后，给触摸屏通电，而后取下短接导线，插上通讯电缆即可。第四章 软件设计部分4.1西门子SMART700通讯4.1.1 人机界面THPSSM-1型系统的人机界面采用西门子SMART触摸屏。人机界面采用西门子Smart 700触摸屏。人机界面是在操作人员和机器设备之间做双向沟通的桥梁，用户可以自由的组合文字、按钮、图形、数字等来处理、监控、管理随时可能变化的信息的多功能显示屏幕。图12 西门子smart700IE4.1.2 连接组
40、态PC1.组态PC 能够提供下列功能： 传送项目；传送设备映像；将HMI 设备恢复至工厂默认设置；备份、恢复项目数据。2.将组态PC 与Smart Panel 连接：关闭HMI 设备；将 PC/PPI 电缆的RS485 接头与HMI 设备连接；将PC/PPI 电缆的RS232 接头与组态PC 连接。图13 PPI电缆连接PC4.1.3 连接HMI设备表13 串行接口序号D-sub 接头针脚号RS485RS42211NC.NC.22M24_OutM24_Out33B(+)TXD+44RTS*)RXD+55MM66NC.NC.77P24_OutP24_Out88A(-)TXD-99RTS*)RXD
41、-2. 下表显示了 DIP 开关设置。可使用 RTS 信号对发送和接收方向进行内部切换。表14 DIP 开关设置通讯开关设置含义RS485SIMATIC PLC 和 HMI 设备之间进行数据传输时，连接头上没有 RTS 信号（出厂状态）与 PLC 一样，针脚 4 上出现 RTS 信号，例如，用于调试时与编程设备一样，针脚9 上出现RTS 信号，例如，用于调试时。RS422在连接三菱 FX 系列 PLC 和欧姆龙CP1H / CP1L /CP1E-N 等型号 PLC 时，RS422/RS485 接口处于激活状态。4.1.4 启用数据通道用户必须启用数据通道从而将项目传送至 HMI 设备。说明：完
42、成项目传送后，可以通过锁定所有数据通道来保护HMI设备，以免无意中覆盖项目数据及 HMI设备映像。启用一个数据通道 - Smart Panel（Smart 700）按“Transfer”按钮，打开“TransferSettings”对话框。如果 HMI 设备通过 PC-PPI 电缆与组态 PC 互连， 则在“Channel 1” 域中激活“Enable Channel”复选框。使用“OK”关闭对话框并保存输入内容。4.1.5 WinCC flexible 2008 的安装安装步骤：先装Wincc flexible 2008 CN其次装Wincc flexible 2008_SP2最后装Smar
43、t panelHSP按向导提示，一路按下【下一步】，按下【完成】，软件安装完毕。4.1.6 工程制作安装好Wincc flexible 2008软件后，在【开始】/【程序】/【 WinCC flexible 2008】下找到相应的可执行程序点击，打开触摸屏软件。界面如下：点击菜单选项里的创建一个空项目，在弹出的界面中选择触摸屏【Smart Line】【 Smart 700】,点击确定，进入如下界面。在上述界面中，左侧菜单选择通讯下的双击“连接”，选择通讯驱动程序（SIMATIC S7 200）。设置完成，再双击左侧菜单选择通讯下的“变量”，建立变量表。如下图变量建立完成，再双击左侧菜单选择画面下的“添加 画面”，可以增加画面的数量，再选择画面一，进行画面功能制作，如制作一个返回初始画面按钮，选择右侧“按钮”，在“常规”下设置文字显示，在“事件”下选择“单击”设置函数如下图，在“外观”下设置其他外观显示，返回功能按钮设置完成。制作指示灯，用于监控PLC输入输出端口状态，选择右侧“圆”
