组态王钢管自动喷漆机控制系统设计【字数：9356】
目录
1 绪论 1
1.1 课题来源与控制需求分析 1
1.1.1 课题来源 1
1.1.2 控制需求分析 1
1.2 系统总体设计方案 2
1.2.1 系统结构 2
1.2.2 各部分作用 2
1.3 主要研究内容和实施方案 3
1.3.1 主要研究内容 3
1.3.2 实施方案 3
2 设备选型与电气原理图设计 4
2.1 设备选型 4
2.1.1 压力变送器 4
2.2 电动调节阀的结构与选型 4
2.3 变频器的结构与选型 5
2.4 PLC接线图设计 5
2.4.1 PLC选型及IO口分配 5
2.4.2 PLC接线图绘制 7
2.5 拖动电路图设计 10
3 PLC编程软件及其程序设计 11
3.1 PLC编程软件STEP7Micro/WIN 11
3.2 系统运行程序设计 11
3.2.1 系统运行报警处理 13
3.3 喷漆压力的PID控制程序 15
3.3.1 PID控制算法 15
3.3.2 PID参数整定 15
3.3.3 喷漆压力的PID程序 16
4 上位机监控软件设计 19
4.1 监控软件设计流程及组态王（KingView）平台简介 19
4.1.1 监控软件设计流程 19
4.1.2 组态王（KingView）开发平台 19
4.2 监控界面设计 20
4.2.1 定义数据变量 20
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4.2.2 建立动画连接 21
4.3 趋势曲线设计 21
4.3.1 趋势曲线 21
4.4 监控画面与模拟仿真 22
4.5 现场通信与调试 24
结束语 27
致谢 28
参考文献 29
附录1 监控软件界面 30
附录2 现场调试 31
1 绪论
钢管喷漆机是一款给各种规格的管材外表面喷涂油漆的机械设备,广泛用于钢管刷漆、废旧钢管二次利用等场合，其原理是通过高压空气将防锈涂料等直接喷射到钢管的外表面，具备节约涂料、环保安全、喷涂效率高等优点。
本章在了解了钢管自动喷漆在工业控制领域这方面的作用，并在本次设计控制要求上，通过对PLC进行系统的程序编写、以及用组态王进行监控、传感器技术来完成这次的设计。
1.1 课题来源与控制需求分析
1.1.1 课题来源
随着人类社会的快速发展，对各种规格钢管等钢材的需求也呈现出爆炸性增长,钢管喷漆等工艺在社会中也得到了普及,传统的人工喷漆具有喷漆效率低、喷涂不均匀，对环境污染严重、对人体危害较大等缺点，已经无法满足建筑生产、消防与污水管道、钢管制造加工等相关行业的迫切需求。
钢管喷漆机的产生有效满足了当前社会的发展需求，也是当前相关企业不可或缺的喷漆设备，所以研制钢管喷气机的自动控制系统，提高其自动化水平和人机交互程度，是钢管喷漆机提高其工作效率和喷涂质量、减少环境污染的客观需求，也是当前检测传感、组态软件、通信组网等相关控制技术发展的必然选择。
在此背景下设计的钢管自动喷漆机运行参数在线监测与控制系统。
1.1.2 控制需求分析
本文将构建一套参数在线监测与控制系统，并提出如下控制要求：
1、可实时在线监测喷漆的气体压力参数。
2、可远程控制设备的启停，可直观、动态的观察钢管喷漆机的运行状态，对送管电机、喷枪、烘干器等设备的状态在线监测。
3、喷漆箱内因喷漆工艺需求，喷枪工作时应先开高压气阀，再开油漆阀；停止喷漆时应先关闭油漆阀，在关闭高压气阀。
设计的监控系统要能够运行完整，操作界面简单，能够直观的监视系统运行参数的变化情况，一次大大提高工作效率。
1.2 系统总体设计方案
1.2.1 系统结构
通过PLC的编程，组态王界面的设计监控，传感器技术，为本次设计了一套以PC为上位机监控、PLC作为下位机控制的系统，具体的系统结构如图11所示。
图11 钢管喷漆机系统结构示意图
在图11所构建的的监控系统主要有PC（上位机）、可编程控制器（PLC）、压力变送器、送管电机、烘干器、卸料机构等元器件组成，实现本次设计的系统监控。
1.2.2 各部分作用
钢管喷漆结构中，各元器件的作用如下：
（1）计算机
计算机作为上位机监控的设备，同时也是一些软件运行的基础，能够清楚的显示出整个操作系统的运行过程和系统参数的变化情况。此外，PC还可以现场与可编程控制器（PLC）进行数据交换，实现现场数据的上传与操作人员命令的下达。为保证整个系统运行的稳定性，具体选择研华科技（中国）有限公司的工业控制计算机。
（2）可编程控制器（PLC）
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