制氮机PLC控制系统设计.docx

摘要：氮气的用途非常广泛，可用于各行各业，包括化工行业，冶金行业，煤矿行业，制药行业，食品行业等，因此氮气的制取显得尤为重要。氮气在空气中所占的比重是最大的，然而想要获得高纯度的氮气就需要一种专门的设备—制氮机。制氮机是把空气作为原料，利用物理方法将氧气和氮气分离从而获得氮气，它是制取氮气的关键设备，所以设计出一个完整可靠运行的制氮机可以帮助我们高效率的获取氮气。

本文设计了以变压吸附原理（PSA）为基础的制氮机PLC控制系统，在介绍空分设备工艺流程和系统功能的基础上，给出了控制系统总体设计方案，然后分别介绍了PLC、传感器、AD模块、通信模块的选型。系统采用了三菱FX3U系列的PLC作为控制器，以GS2107-WBTD触摸屏作为人机界面，利用PLC的以太网网络模块实现下位机与上位机服务器之间的数据通讯，从而达到远程监控的目的。本文进一步的设计了系统的硬件电路、PLC软件程序，给出了详细的设计过程。此外，为了可以在PLC与服务器之间安全可靠的实现数据的传输，本文还设计了通信协议。最后，对系统与触摸屏、服务器进行了调试，完善了系统的各方面功能。最终调试结果表明，本文设计的控制系统很好的实现了制氮机的现场控制和远程控制，运行良好，稳定可靠，制取的氮气符合设定要求。

关键词：制氮机；FX3U；变压吸附原理；远程监控 

目录

摘要

Abstract

第一章 绪  论-1

1.1研究意义及现状-1

1.2发展前景-2

1.3本文的主要工作-3

第二章 控制系统方案设计-5

2.1空分工艺流程-5

2.2系统功能分析-6

2.3总体方案设计-7

第三章 控制系统硬件设计-10

3.1控制系统硬件选型-10

3.1.1空压机选型-10

3.1.2 传感器选型-11

3.1.3 AD模块选型-14

3.1.4 通信模块选型-15

3.2 硬件电路设计-16

第四章 控制系统软件设计-18

4.1主程序设计-18

4.2自动控制子程序-19

4.3手动控制子程序-20

4.4通信子程序-21

4.4.1数据发送-21

4.4.2数据接收-23

4.5 AD转换子程序-26

4.6其他子程序-26

第五章 系统联调-28

5.1 PLC与触摸屏联调-28

5.2 PLC与服务器联调-30

第六章-总结与展望-33

参考文献-35

致  谢-36

附  录-37