基于力控组态软件的牛奶生产自动监测系统.doc

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=yw3+2;//巴氏消毒罐液位填充

endif

ifrun==1&&t>270then

tem=163;//温度变为163℃

endif

ifrun==1&&t>295then

tem=20;//温度恢复常温

endif

ifrun==1&&t>300&&yw3>=2then

b3=0;//阀门和泵关闭

yw3=yw3-2;//巴氏消毒罐液位下降

endif

ifrun==1&&t>300&&t<370&&yw4<=98then

b4=1;//阀门和泵打开

ywa=100;//分离器开始工作，脱脂奶罐和脂肪罐填充

yw4=yw4+2;//高压融合罐液位填充

endif

ifrun==1&&t>370&&yw4>=2then

b4=0;//阀门和泵关闭

ywa=0;//分离器停止工作，脱脂奶罐和脂肪罐清空

yw4=yw4-2;//高压融合罐液位下降

endif

ifrun==1&&t>370&&t<440&&yw5<=98then

b5=1;//阀门和泵打开

yw5=yw5+2;//牛奶存储罐液位开始填充

endif

ifrun==1&&t>440&&yw5>=2then

b5=0;//阀门和泵关闭

yw5=yw5-2;//牛奶存储罐液位开始下降

endif

ifrun==1&&t>440&&t<510&&yw6<=98then

b6=1;//阀门和泵打开

yw6=yw6+2;//灌装机液位上升

endif

ifrun==1&&t>500&&t<520then

guan=guan+2;//牛奶罐上升至灌装机处

endif

ifrun==1&&t>525&&yw6>=2then

yw6=yw6-2;//灌装机液位下降，牛奶罐被灌入牛奶

endif;

ifrun==1&&t>580&&t<600then

guan=guan-2;//牛奶罐下降至传送带处

endif

ifrun==1&&t>600then

b6=0;//阀门和泵关闭

b7=1;//开始装箱运输

guan1=guan1-3;//牛奶罐被送至卡车处

endif

ifrun==1&&t>650then

che1=che1-3;//卡车把牛奶运走

endif

ifrun==1&&t>745then

b7=0;//装箱运输过程结束

che=0;//车子回到原位

che1=0;//车子回到原位

guan1=0;//空的牛奶罐就位

t=0;//系统进入新的循环

endif