PLC與組態軟件在配料控制系統中的應用研究

電氣自動化論文編號:ZD376  論文字數:28205,頁數:58，有開題報告，任務書，文獻綜述

目   錄
摘  要  Ⅰ
Abstract Ⅱ
第1章 緒 論 1
1.1配料控制系統的概述 1
1.2 PLC及其控制的概述 1
 1.2.1 PLC的發展趨勢 1
 1.2.2 PLC的控制特點 2
 1.2.3西門子PLC的概述 3
1.3組態軟件的概述 4
 1.3.1 組態軟件的發展趨勢 4
 1.3.2 西門子WINCC的概述 5
 1.3.3 混合控制系統與組態軟件 5
1.4現場總線的概述 6
 1.4.1 現場總線的發展趨勢 6
 1.4.1.1現場總線的發展不會被計算機通信技術取代 6
 1.4.1.2國內現場總線的發展趨勢 7
 1.4.2 現場總線的特點 8
1.5論文的主要工作 10
第2章 系統硬件設計 11
2.1系統原理和控制要求 11
 2.1.1配料工藝過程分析 11
 2.1.2系統的組成和結構圖 12
 2.1.3配料控制系統的硬件總體設計 12
2.2 硬件選型及模塊介紹 12
 2.2.1 SIMATIC S7-300 PLC 13
 2.2.2 CPU315-2 DP 14
 2.2.3模擬量輸入模塊SM331 15
 2.2.4數字量輸入模塊SM321 18
 2.2.5數字量輸出模塊SM322 19
 2.2.6接口模塊IM360和IM361 20
 2.2.7通訊處理器模塊CP343-5 21
 2.2.8 PS 307電源模塊(5A) 21
第3章 系統軟件設計 24
3.1 PLC編程軟件STEP7及其應用 24
 3.1.1控制系統中的PLC設計 27
 3.1.1.1傳感器與執行機構 27
 3.1.1.2 PLC的地址分配 28
 3.1.1.3 PLC的程序設計 32
3.2 西門子WINCC監控軟件及其應用 39
 3.2.1配料監控界面的設計 39
第4章 系統的通訊實現 44
4.1現場總線與系統監控軟件之間橋梁——OPC 44
4.2視窗控制中心(WINCC)與PLC之間的通訊 45
4.3 S7-300 PLC與WINCC之間的通訊實現 46
第5章 結束語 48
參考文獻 50
致  謝 51

摘 要：可編程序控制器(PLC,Programmable Logic Controller)因其高可靠性和較高的性價比,而在工業控制中被廣泛應用.該文配料系統設計了電氣控制、PLC程序控制和計算機監控這三個系統。文中在對三個系統分別介紹之余,著重于對后兩個系統的闡述。
 本項目采用的是德國Siemens公司的S7-300系列PLC,運用與之相配的STEP7編程軟件,通過STL和LAD兩種編程語言編制了下位機的控制程序,從而使該槽下配料系統可以按要求自動完成配料、稱量、裝料全過程,并自動實現稱量補償。
 采用了同是Siemens公司的WINCC 工控組態軟件對上位機監控軟件組態,實現現場數據實時記錄和監控,設計了實時稱重。記錄查詢、報警、實時模擬等具有Windows風格的動態操作畫面。PLC和設置在槽下操作室和高爐值班室的工控機組通過PROFIBUS現場總線組成一個混合型的工業控制系統,發揮上級工業PC和下級PLC各自的優勢。此外,文中對系統中的檢測設備--稱重傳感器和重量變送器的工作原理也作了較為詳盡的探討。為了提高生產效率,保持穩定可靠運行,提供便利的監控手段,在改造工程中采用了PLC和IPC相結合的混合控制系統方案,具有配置靈活、計量準確、控制協調、性能可靠和維修方便等優勢,使槽下配料達到較高的自動化水平。論文內容包括對生產過程控制系統發展和現狀的概述；配料系統工作原理和配料控制系統的總體設計,重點描述了包括硬件設計、編程環境及軟件設計在內的西門子PLC在配料系統中的應用一些細節,組態軟件WinCC及其在上位機監控系統中一些基本設計,以及PLC與上位機之間的通訊。

關鍵詞：可編程序控制器；配料；組態軟件；現場總線

 PLC and Configuration Software
 in the Blast Furnace Proportioning System
Abstract：PLC is widely used in industry for its high reliability and performance/price ratio. The configuration software also enjoys fast development due to the popularization of personal computer, and is recognized of the value originated from the merits such as real-time multitasking, openness, flexibility, versatility, and reliability. Based on the work of the innovation project for the proportioning system the paper presents the design of the electrical system, PLC system and the supervision system, and puts the stress on the later two systems.
 With the Siemens PLC S7-300 and the corresponding programming software STEP7 that helps in control software programming, the proportioning system meets the requirements of automatic proportioning, weighing, loading and weight compensating.
 The design work uses WinCC, that is also a product from Siemens, to configure the supervisory software, realizing the real-time data-logging, supervising and controlling, as well as various visual HMI with Windows features such as real-time weighing, record checking, alarming, dynamic simulation. PLC and the IPCs in the scheduler room are linked together via Profibus to form a hybrid industry control system，in order to make profit of the unique merits of PLC and IPC.

 Keywords: programmable controller, proportioning, configuration software, fieldbus