本文關鍵詞：基于冗余的電排站控制系統(tǒng)設計

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【摘要】：隨著數(shù)字通信及微處理器技術的不斷發(fā)展,工業(yè)控制領域的自動化程度越來越高。電排站作為防洪排澇的水利設施之一,其工作的可靠性和實時性直接關系到人們的生產(chǎn)生活。本文以南昌市昌北豐和電排站改造工程項目為設計背景,設計出一套基于冗余的電排站控制系統(tǒng),并將視覺檢測技術應用于閘門開度的檢測當中。本文分別對閘門控制系統(tǒng)、水泵控制系統(tǒng)和PLC(Programmable Logic Controller)控制系統(tǒng)的硬件和控制程序進行了設計。硬件的設計側重于PLC冗余控制系統(tǒng)的硬件模塊選型和硬件組態(tài),控制程序以PLC冗余程序為核心展開了設計。在PLC冗余系統(tǒng)的程序設計中,首先以數(shù)據(jù)同步功能塊FB101為例詳細地敘述了利用西門子SWR_AGSEND_300軟件冗余程序庫實現(xiàn)冗余功能的原理,然后重點對組織塊OB35、OB86和功能FC100進行冗余程序的設計,最后通過插入其它系統(tǒng)組織塊完成冗余程序的設計。在閘門控制系統(tǒng)的程序設計中,主要通過流程圖和STL語句分別對閘門的升降控制和故障處理進行程序設計,并側重對閘門升降控制中的遠程預設控制進行設計。水泵控制系統(tǒng)的程序設計采用FB6與FC3相結合的編程方法,提高了程序編制的效率和靈活性。為了實現(xiàn)控制系統(tǒng)的遠程實時監(jiān)控,利用西門子組態(tài)軟件WinCC(Windows Control Center)分別對監(jiān)控啟動畫面、閘門運行監(jiān)控畫面和水泵運行監(jiān)控畫面進行了組態(tài)監(jiān)控的設計,并通過OPC(OLE for Process Control)技術成功實現(xiàn)了WinCC與PLC的通訊鏈接。最后,針對閘門開度檢測中存在的不足,本文研究了視覺檢測技術在閘門開度檢測中的應用。首先根據(jù)電排站的運行要求繪制出MATLAB圖形用戶界面,然后再側重闡述利用攝像機、圖像采集卡和MATLAB圖形用戶界面程序實現(xiàn)閘門開度圖像的獲取及處理過程,最終通過本地OPC服務器成功實現(xiàn)了將處理結果直接送至WinCC組態(tài)軟件中,從而根據(jù)運行要求發(fā)出相應的動作指令。整套控制系統(tǒng)利用冗余和視覺檢測技術旨在提高電排站運行的可靠性、實時性和精確性,切實保障了人民的生命財產(chǎn)安全,真正體現(xiàn)了電排站“無人值班,少人值守”的工作模式。
【關鍵詞】：電排站 PLC冗余系統(tǒng) 圖像處理 WinCC 通信
【學位授予單位】：南昌工程學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TV675
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 選題背景及意義8
• 1.2 電排站控制系統(tǒng)概述8-11
• 1.2.1 電排站控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程8-9
• 1.2.2 電排站控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.3 電排站控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢10-11
• 1.2.4 冗余控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展11
• 1.3 論文的研究內容11-13
• 第2章 豐和電排站現(xiàn)地控制系統(tǒng)硬件設計13-22
• 2.1 閘門控制系統(tǒng)13-15
• 2.1.1 閘門控制系統(tǒng)硬件組成13
• 2.1.2 閘門控制電氣原理圖13-14
• 2.1.3 閘門控制二次回路14-15
• 2.2 水泵控制系統(tǒng)15-17
• 2.2.1 水泵控制系統(tǒng)硬件組成15-16
• 2.2.2 水泵控制二次回路16
• 2.2.3 驅動電路及部分端子排16-17
• 2.3 PLC冗余系統(tǒng)的硬件配置17-21
• 2.3.1 電排站控制節(jié)點17
• 2.3.2 PLC冗余系統(tǒng)硬件結構17-18
• 2.3.3 PLC冗余系統(tǒng)硬件模塊選型18-20
• 2.3.4 PLC冗余控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)設計20-21
• 2.4 本章小結21-22
• 第3章 豐和電排站現(xiàn)地控制系統(tǒng)程序設計22-41
• 3.1 西門子PLC軟件冗余運行特點22-26
• 3.1.1 西門子軟件冗余程序包22-24
• 3.1.2 數(shù)據(jù)同步功能塊FB10124-26
• 3.2 閘門控制系統(tǒng)程序設計26-30
• 3.2.1 閘門控制系統(tǒng)程序實現(xiàn)功能26
• 3.2.2 閘門升降控制程序設計26-29
• 3.2.3 閘門故障處理程序設計29-30
• 3.3 水泵控制系統(tǒng)程序設計30-33
• 3.3.1 FC和FB編程特點30-32
• 3.3.2 FB6水泵啟�？刂瞥绦�32-33
• 3.3.3 基于FB6的水泵控制程序33
• 3.4 現(xiàn)地控制系統(tǒng)的冗余程序設計33-37
• 3.5 控制程序調試37-40
• 3.5.1 控制程序調試步驟37-38
• 3.5.2 調試結果分析38-39
• 3.5.3 系統(tǒng)應用的效果39-40
• 3.6 本章小結40-41
• 第4章 豐和電排站上位機監(jiān)控程序設計41-50
• 4.1 上位機變量組態(tài)41-42
• 4.2 上位機監(jiān)控畫面的設計42-44
• 4.2.1 監(jiān)控啟動畫面的設計42-43
• 4.2.2 閘門運行監(jiān)控畫面的設計43-44
• 4.2.3 水泵運行監(jiān)控畫面的設計44
• 4.3 上位機監(jiān)控畫面的動態(tài)鏈接44-46
• 4.3.1 監(jiān)控啟動畫面的動態(tài)鏈接44-45
• 4.3.2 閘門運行監(jiān)控畫面的動態(tài)鏈接45-46
• 4.3.3 水泵運行監(jiān)控畫面的動態(tài)鏈接46
• 4.4 WinCC與PLC的通信46-48
• 4.5 調試試驗48-49
• 4.6 本章小結49-50
• 第5章 閘門開度的視覺檢測50-56
• 5.1 MATLAB圖形用戶界面的繪制50-51
• 5.2 閘門開度圖像的獲取及處理51-54
• 5.2.1 閘門開度圖像的獲取步驟51
• 5.2.2 開度圖像獲取程序51-53
• 5.2.3 基于圖像的開度計算53-54
• 5.3 MATLAB與WinCC通訊54-55
• 5.4 本章小結55-56
• 第6章 總結與展望56-57
• 6.1 總結56
• 6.2 展望56-57
• 參考文獻57-60
• 致謝60-61
• 附錄61-69

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本文編號：686327