蒸发器的系统设计主要针对蒸发器的四个电磁阀进行条件判断，把PLC作为系统的控制单元，上位机为监控单元，展开自动控制设计。系统主控单元用S7-200型号的西门子PLC，由液位、温度传感器和按钮等对外部的信号来采集输入。梯形图的设计过程中，将其分为自动、手动两种控制方式，它的功能要求是用梯形图来实现逻辑，把运算的结果寄存到输出映像寄存器，然后利用输出信号控制外部设备。通过上位机设备与可编程控制器之间的通讯，对控制系统进行驱动建立、通讯从而达到系统的可视化控制。
目录
一、绪论 1
（一）课题研究的目的及意义 1
（二）蒸发器的研究内容 1
二、蒸发器控制的总体设计 2
（一）系统设计的思路 2
（二）蒸发器控制的工作要求 2
（三）系统的方案确定 3
三、蒸发器控制的硬件设计 4
（一）可编程控制器的选型 4
（二）温度传感器的选型 4
（三）液位传感器的选型 4
（四）系统的I/O分配设计 5
（五）系统的接线图设计 6
四、蒸发器控制的软件设计 6
（一）系统的功能流程设计 6
（二）数据换算程序设计 8
（三）手动控制程序设计 8
（四）自动控制程序设计 10
（五）报警及电磁阀输出程序设计 11
五、蒸发器控制的上位机设计 14
（一）上位机开发的过程 14
（二）上位机的仿真调试 17
总 结 21
参考文献 22
谢辞 23
绪论
（一）课题研究的目的及意义
蒸发器控制系统把可编程控制器用为本系统的控制单元，对稀液管线阀门、过热蒸汽阀门。二次蒸汽阀门以及浓缩液阀门进行控制，从而使系统实现自动控制。
（二）蒸发器的研究内容
蒸发器控制主要控制稀液管线阀门、过热蒸汽阀门、二次蒸汽阀门以及浓缩液出口阀门。稀液管线阀门的作用是将需要蒸发的液体注入蒸发器内，通过液位传感器来控制阀门的打开和闭合。过热蒸汽阀门和二次蒸汽阀门主要作用是对 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: *351916072* 
蒸发器内的温度进行加热，将水蒸气开始排出，留下浓缩液，通过浓缩液阀门将浓缩液排出。
（二）蒸发器控制的总体设计
（一） 系统设计的思路
蒸发器控制系统的设计主要对蒸发器的稀液管线阀门、过热蒸汽阀门以及二次蒸汽阀门、浓缩液出口阀进行自动控制。采用经验、顺序控制的方法来完成系统自动以及手动控制，具体的设计思路如下：
（1）了解蒸发器系统设计的需求，完成系统的控制方案。
（2）要知道系统的输入和输出部分。
（3）绘制蒸发器系统控制的方案原理图并进行软件以及硬件的设计。
（4）对蒸发器控制系统的PLC、电动机、传感器选型，设计I/O分配表。
（5）绘制电气接线图，对电源电路以及输入、输出电路进行设计与说明。
（6）绘制功能流程图，从而进行梯形图的设计。
（7）用系统的上位机软件，对蒸发器控制系统各个功能进行监控，对每个功能仿真以及监控。
（二）蒸发器控制工作需求
蒸发器的主要工作原理是通过稀液管线阀门向蒸发器内注入需要浓缩的液体，然沟通过过热蒸汽阀门以及二次蒸汽阀门实现蒸发器内的水分蒸发，通过浓缩液阀门将蒸发器内的浓缩液体排出。实现了稀液到浓缩液的转换。蒸发器的工作示意图如下图21蒸发器工作示意图所示。


图21 蒸发器工作示意图
通过蒸发器的工作示意图可得，系统的控制要求如下述分析：
（1）当系统启动之前，所有的阀门处于关闭状态；当系统启动后，首先稀液管线阀门打开，然后向蒸发器内注入蒸发浓缩的稀液。
（2）当蒸发器内的稀液液位达到80%左右时，然后把稀液管线阀门关闭。把过热蒸汽阀门和二次蒸汽管线阀门同时打开，可以让蒸发器内的温度提升，使蒸发器内的温度达到108摄氏度附近。
（3）打开浓缩液阀门，将浓缩液排出，此时蒸发器内的液位不能低于50%，并且蒸发器内的温度不能低于100摄氏度。如果以上条件有一个不满足，将关闭浓缩液阀门，确保产品的安全和卫生。
（4）如果蒸发器内的液位值超过90%，进行高液位报警，如果低于50%，进行低液位报警；如果蒸发器内的温度值高于200°，发生过温报警，如果低于100°，发生低温报警。
（三）系统方案的确定
蒸发器控制系统的设计主要是实现蒸发器的稀液管线阀门、过热蒸汽阀门以及二次蒸汽阀门、浓缩液出口阀进行自动控制，实现蒸发器内的液位稳定和温度稳定，达到蒸发器正常运行的功能。
根据系统方案来进行选择，可编程控制器用作控制系统的主控制单元，触摸屏上位机仿真用作系统的监控单元，液位传感器用来实现蒸发器内的液位检测，采用温度传感器实现蒸发器内的温度检测。按照系统的设计要求，系统的输入变量主要包括液位模拟量、温度模拟量、手动启停、系统启停、手自动选择。系统的输出变量主要包括稀液管线阀输出、过热蒸汽管线阀输出、二次蒸汽管线阀输出、浓缩液出口阀输出、过温或低温指示、液位过高或过低指示。 由此系统的输入输出得出/所示的图22系统设计图。


图22 系统设计图
（三） 蒸发器控制硬件设计
（一） 可编程控制器的选型
西门子的可编程控制器可分为大、中、小三类可编程控制器。对于可编程控制器而言，需要根据具体要求来进行选。S7200可编程控制器的功能能够符合本设计，所以该设计控制器选用型号S7200。如图31 S7200可编程控制器所示。
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图31 S7200可编程控制器
（二）温度传感器的选型
蒸发器控制系统用PT100作为该设计的温度传感器，可以达到该设计中对于介质的温度检测的要求，并且PT100的温度范围适合本设计。

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