本文關(guān)鍵詞：基于PLC和WinCC的綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 自動化監(jiān)控系統(tǒng) PLC WinCC 冗余配置 組態(tài)

【摘要】：隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)進程不斷加速,城鎮(zhèn)人口劇增帶來的城市飲用水不足問題日益嚴重。傳統(tǒng)泵站自動化程度不高,運行效率低下,無法滿足城市供水需求。泵站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)具有完善的設(shè)備控制和調(diào)度管理功能,能夠有效提高泵站運行效率滿足城市供水需求,從而緩解城市飲用水不足問題。本文以省重點水利項目東江與水庫聯(lián)網(wǎng)工程為背景,設(shè)計了一套基于西門子PLC和WinCC的泵站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用PC+PLC控制模型作為整體架構(gòu),且其主機PLC、上位機數(shù)據(jù)服務(wù)器和通信通道等關(guān)鍵部分采用冗余配置方式,使得局部的設(shè)備故障不會造成系統(tǒng)停機,具有較高的安全系數(shù)。此外,系統(tǒng)還具有故障自診斷功能和良好的人機交互界面。論文的主要工作包括:(1)分析泵站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢,并結(jié)合工程背景和功能需求采用PC+PLC架構(gòu)的層次化控制模型。(2)根據(jù)系統(tǒng)對控制器的高性能和數(shù)據(jù)通信的高速率要求,選用西門子PLC和工業(yè)以太網(wǎng)組建下位PLC控制網(wǎng)絡(luò),并完成主泵組和公用輔機系統(tǒng)PLC的硬件組態(tài)、I/O地址分配和相關(guān)控制程序的編寫工作。(3)根據(jù)系統(tǒng)對上位機監(jiān)控功能的便捷性和安全性需求,在WinCC平臺上對人機交互界面、報警消息系統(tǒng)和安全策略等監(jiān)控功能模塊進行組態(tài)設(shè)計與實現(xiàn)。(4)根據(jù)系統(tǒng)對通訊可靠性的需求,在主機PLC與WinCC之間建立基于以太網(wǎng)的S7冗余通訊連接,并在輔機PLC與WinCC之間建立普通以太網(wǎng)(TCP/IP)連接。(5)利用S7-PLCSIM仿真軟件對監(jiān)控系統(tǒng)進行功能仿真,并在完成現(xiàn)場系統(tǒng)配置后進行現(xiàn)場測試,同時提出系統(tǒng)的改進方案及未來的研究方向。該系統(tǒng)現(xiàn)已投入泵站使用,且運行狀況良好,實現(xiàn)供水總量控制和對泵站設(shè)備的管理調(diào)度功能,提高了泵站的運行效率。
【關(guān)鍵詞】：自動化監(jiān)控系統(tǒng) PLC WinCC 冗余配置 組態(tài)
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV675;TP277
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 課題背景及研究意義14-16
• 1.1.1 課題背景14-15
• 1.1.2 研究目的及意義15-16
• 1.2 泵站自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢16-18
• 1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容18-19
• 1.3.1 課題來源18
• 1.3.2 主要研究內(nèi)容18-19
• 1.4 論文研究思路及結(jié)構(gòu)19-22
• 第二章 泵站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計22-34
• 2.1 系統(tǒng)的工程背景22-27
• 2.1.1 江庫聯(lián)網(wǎng)工程概況22
• 2.1.2 工程全線輸水工藝22-23
• 2.1.3 變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)23-25
• 2.1.4 泵站自動化系統(tǒng)控制單元組成25-27
• 2.2 系統(tǒng)設(shè)計的總體要求與原則27-28
• 2.2.1 系統(tǒng)設(shè)計的總體要求27
• 2.2.2 系統(tǒng)設(shè)計遵循的原則27-28
• 2.3 系統(tǒng)總體設(shè)計方案28-33
• 2.3.1 總體設(shè)計方案及功能概述28-30
• 2.3.2 系統(tǒng)的硬件組成方案30-31
• 2.3.3 基于PLC和WinCC的SCADA系統(tǒng)設(shè)計方案31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 下位機PLC控制網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與實現(xiàn)34-58
• 3.1 PLC控制網(wǎng)絡(luò)的類型選擇34-36
• 3.1.1 控制網(wǎng)絡(luò)的選型依據(jù)34-35
• 3.1.2 工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)勢35-36
• 3.2 系統(tǒng)PLC控制器選型36-38
• 3.2.1 PLC選型總則36
• 3.2.2 主泵組系統(tǒng)及輔機PLC介紹36-38
• 3.3 PLC控制網(wǎng)絡(luò)的總體方案設(shè)計38-46
• 3.3.1 總體方案概述38
• 3.3.2 控制網(wǎng)絡(luò)的硬件系統(tǒng)組態(tài)38-44
• 3.3.3 控制網(wǎng)絡(luò)的程序結(jié)構(gòu)設(shè)計44-46
• 3.4 控制網(wǎng)絡(luò)程序的設(shè)計與實現(xiàn)46-57
• 3.4.1 泵組主控程序的設(shè)計與實現(xiàn)46-52
• 3.4.2 公用輔機程序的設(shè)計與實現(xiàn)52-57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第四章 上位機監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)58-76
• 4.1 SIMATIC WinCC軟件介紹58
• 4.2 上位機監(jiān)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計58-62
• 4.2.1 基于C/S架構(gòu)的冗余服務(wù)器設(shè)計58-61
• 4.2.2 監(jiān)控系統(tǒng)功能與界面設(shè)計61-62
• 4.3 監(jiān)控系統(tǒng)功能組態(tài)實現(xiàn)62-72
• 4.3.1 系統(tǒng)配置及服務(wù)器組態(tài)62-64
• 4.3.2 人機交互界面組態(tài)64-68
• 4.3.3 報警消息系統(tǒng)組態(tài)68-69
• 4.3.4 趨勢圖組態(tài)69-70
• 4.3.5 報表系統(tǒng)組態(tài)70
• 4.3.6 安全策略組態(tài)70-72
• 4.4 下位PLC與上位WinCC的通訊連接72-75
• 4.5 本章小結(jié)75-76
• 第五章 系統(tǒng)仿真與現(xiàn)場調(diào)試76-85
• 5.1 基于西門子S7-PLCSIM的仿真測試76-80
• 5.1.1 S7-PLCSIM介紹76
• 5.1.2 仿真調(diào)試過程76-80
• 5.2 現(xiàn)場運行調(diào)試80-83
• 5.2.1 現(xiàn)場調(diào)試的準備工作80-82
• 5.2.2 現(xiàn)場調(diào)試82-83
• 5.3 本章小結(jié)83-85
• 總結(jié)與展望85-87
• 參考文獻87-92
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果92-93
• 致謝93-94
• Ⅳ-2答辯委員會對論文的評定意見94

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