基于Ethernet的洒水除尘及污水处理控制系统的设计与实现

【摘要】：可编程序控制器(PLC,Programmable Logic Controller)因其高可靠性和较高的性价比,在工业控制中被广泛应用。监控组态软件也是自80年代后期伴随个人计算机的普及而迅猛发展起来的。它以其具备的实时多任务、接口开放、使用灵活、功能多样、运行可靠等特点而具有很强的实用价值。工业以太网技术具有数字化、全分散性、开放性和互操作性等特点,代表了今后工业控制网络发展的方向,是当前自动控制领域中倍受关注的技术之一。 本论文结合南方某港务局码头的自动洒水除尘和污水处理项目,设计了PLC程序控制、网络通信和上位机监控这三个功能块。文中对三个功能块分别介绍,着重于对前两个部分系统的阐述。 该项目采用的是法国施耐德公司的Modicon系列PLC下的两个品种:Quantum PLC和Momentum PLC,运用Modicon TSX Quantum和SY/MAX产品的统一组态工具Concept 2.6进行编程,使用LAD和FBD两种语言编制下位机程序,使整个矿石码头的系统功能更加齐全,可以按要求实现对矿石堆场自动洒水、收集污水、净化污水再循环利用的全过程。 采用了北京杰控公司的FameView工控组态软件设计上位机监控软件,实现对现场数据实时记录和监控,制作了记录查询、报警、用户登陆等具有Windows风格的动态操作画面。 PLC主站与设置在中控室的工业PC机和各I/O子站之间采用基于Modbus_TCP/IP协议工业以太网连接,PLC主站和10个分布式I/O子站组成一个环形光纤网络,发挥了上级工业PC和下级PLC各自的优势。 在文章的最后,本文对工业以太网技术在工控领域的应用前景作了展望。 【关键词】：工业以太网 组态软件 可编程序控制器 监控 污水处理
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP273.5
【目录】：

• 第1章 绪论8-11
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 国内外研究现状8-9
• 1.3 本论文主要研究内容9-11
• 1.3.1 问题的提出10
• 1.3.2 主要内容10-11
• 第2章 系统概述及其总体设计11-28
• 2.1 可编程控制器技术11-15
• 2.1.1 可编程序控制器的工作原理和分类12-13
• 2.1.2 可编程序控制器的特点13-14
• 2.1.3 可编程序控制器与其他逻辑控制系统的比较14-15
• 2.2 工业以太网简介15-21
• 2.2.1 工业以太网的特点及工作原理16-18
• 2.2.2 工业以太网的发展18-21
• 2.3 组态软件简介21-22
• 2.4 系统分析22-24
• 2.4.1 系统的生产工艺过程22-23
• 2.4.2 系统的控制要求23-24
• 2.5 系统构成及工作原理24-26
• 2.6 本章小结26-28
• 第3章 洒水除尘及污水处理系统硬件配置28-48
• 3.1 操作站位置及I/O分布28-34
• 3.2 PLC选型配置34-38
• 3.2.1 容量的选择34-35
• 3.2.2 时间响应及其它要求35
• 3.2.3 PLC模块选型35-38
• 3.3 Quantum PLC模块介绍和配线连接38-41
• 3.3.1 电源模块140 CPS 114 00 AC Power Supply38
• 3.3.2 PLC的中央处理器140 CPU 113 03S38-39
• 3.3.3 32路数字量输入模块140 DDI 353 00 DI32*24VDC/0.5A39-40
• 3.3.4 32路数字量输出模块140 DDO 353 00 D032*24VDC/0.5A40
• 3.3.5 8路12位分辨率模拟量输入模块140 ACI040 0040
• 3.3.6 以太网通信模块140 NOE 771 0040-41
• 3.4 Momentum PLC模块介绍和配线连接41-43
• 3.5 系统网络结构43-47
• 3.5.1 可编程序控制器网络44
• 3.5.2 微机-可编程序控制器网络44-45
• 3.5.3 控制网络的组建与实现45-47
• 3.6 本章小结47-48
• 第4章 PLC控制程序设计48-63
• 4.1 Concept软件介绍48-50
• 4.1.1 Concept概述及性能特点48-49
• 4.1.2 Concept 2.6环境介绍49-50
• 4.2 硬件组态50-55
• 4.2.1 主站硬件组态及以太网通讯组态51-54
• 4.2.2 Momentum PLC的硬件组态54-55
• 4.3 应用程序设计55-62
• 4.3.1 程序结构55-56
• 4.3.2 程序设计方法56-62
• 4.4 本章小结62-63
• 第5章 上位监控系统设计63-76
• 5.1 基于组态软件的控制方式63-64
• 5.2 杰控 FameView V5.5组态软件64-68
• 5.3 监控系统功能实现68-75
• 5.3.1 设备及设备变量的定义68-71
• 5.3.2 杰控 Fame View运行数据库71
• 5.3.3 人机交互界面的设计及其动画实现71-73
• 5.3.4 报警系统73
• 5.3.5 安全管理和帮助系统73-75
• 5.4 本章小结75-76
• 第6章 工作总结与展望76-78
• 6.1 所做工作的总结76-77
• 6.2 展望77-78
• 参考文献78-81
• 致谢81-82
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文82
• 攻读硕士期间参加的科研项目82

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