基于PLC的水閘自動化監控系統設計

電氣自動化論文編號:ZD223 論文字數:25069,頁數:53

目    錄
 
 摘  要 1
 Abscract 2
 1 緒論 5
 1.1水閘自動化監控系統的意義 5
 1.2 控制系統功能 5
 1.3 論文完成的主要工作 6
 2 閘門控制系統 7
 2.1 現場總線控制系統(FCS) 7
 2.1.1 現場總線控制系統概述 7
 2.1.2 現場總線控制系統的組成 7
 2.1.3 現場總線技術的主要特點 8
 2.1.4 現場總線通信協議 8
 2.1.5 現場總線（PROFIBUS）的協議結構和類型 10
 2.1.6 現場總線網絡中的總線存取控制 11
 3 PLC控制系統的設計 14
 3.1 PLC概述 14
 3.2 PLC的組成 14
 3.2.1 PLC的組成框圖 14
 3.2.2中央處理器(CPU) 16
 3.2.3 存儲器 16
 3.2.4 輸入/輸出接口 18
 3.2.5 其他部件 18
 3.3 PLC的工作原理 19
 3.3.1 PLC的循環掃描工作方式 19
 3.4 系統設計方法 21
 3.5 本課題PLC控制系統的硬件設計 23
 3.5.1 CPU模塊 23
 3.5.2 電源模塊(PS) 24
 3.5.3 數字信號模塊(DI/DO) 24
 3.5.4 模擬信號模塊 24
 3.5.5 通訊處理器(CP) 24
 3.5.6 遠程I/O模塊的選擇 24
 3.6 PLC編程 25
 3.6.1 編程軟件的選用 25
 3.6.2 STL和LAD編程語言 26
 3.6.3 閘門控制系統的部分程序 27
 4 監控系統軟件的組態 32
 4.1 組態軟件概述 32
 4.2 組態軟件的特點 32
 4.3 組態軟件的性能要求 33
 4.4 組態軟件的系統構成 33
 4.4.1 以使用軟件的工作階段劃分 33
 4.4.2 按照成員構成劃分 34
 4.5 本課題組態軟件的設計 35
 4.5.1 組態軟件的選擇 35
 4.5.2 “組態王”軟件的分析 35
 4.5.3 人機界面的設計 37
 5 自控系統的網絡通訊 39
 5.1 自控系統的網絡通訊模型 39
 5.2 主從站通訊方式 39
 5.2.1 設備級現場總線Profbus-DP 39
 5.1.2 PROFIBUS-DP的基本特征 39
 5.2.3 PROFIBUS-DP的特點 40
 5.2.4 PROFIBUS-DP的協議結構 41
 5.2.4 PROFIBUS-DP在系統中的應用 41
 5.3 以太網技術 42
 5.3.1 以太網的重要概念 43
 5.3.2 以太網協議 44
 5.3.3 IP地址與以太網地址 45
 5.3.4 工業以太網的研究現狀 47
 5.3.5 工業以太網在系統中的應用 48
 6 總結 50
 致謝 51
 參考文獻 52

摘  要

 隨著社會生產規模的擴大、生產水平的提高，科學管理水資源越來越顯示其重要性和必要性，水閘自動化監控系統是當前我國大力推進的水利信息化的重要組成部分。
 論文主要解決通過下游閘門對上游液位的控制，以滿足取水口對閘門水位的要求。基于對工控網絡的理解，為實現閘門的遠程監控，論文構建了3層網絡控制系統:現場控制層、在過程監控層、遠程監控層。本文選用了的西門子公司的S7-300型PLC作為閘門控制系統的主站，選擇了遠程I/0站ET200M作為子站。選用組態王為系統組態軟件。將現場總線技術和工業以太網運用到監控系統中，實現了閘門的自動控制。
 
關鍵詞:水閘; 現場總線技術; PLC; 組態王； 工業以太網

Abscract
 
 Along with the social product scale expansion, the production level enhancement, the scientific management water resources more and more demonstrate its importance and the necessity. Water intake automated control system is important component of currently vigorously promoting China's water information.
 The thesis mainly directs at the method controlling the upper level through manipulating the tail strobe for the satisfaction of the demand of water intake for level before strobe. Understanding of Industrial control networks，for the destination of remote supervisory control, three-layered network control system is suspended: the field control layer, the supervisory layer, the remote monitoring control layer. The choice of the S7-300 type of Siemens Plc control system as the main gate stands, has selected long-distance I/O stands ET200M to take the sub- station. Selects the King View for the system configuration software. Utilizes the fieldbus technology and the industry ethernet to the supervisory system. Achieved Water intake automatic.

Keywords: Water intake; Fieldbus; PLC; King View; Industry Ethernet