基于PLC的水闸自动化监控系统设计

论文编号:ZD223 论文字数:25069,页数:53

摘  要

 随着社会生产规模的扩大、生产水平的提高，科学管理水资源越来越显示其重要性和必要性，水闸自动化监控系统是当前我国大力推进的水利信息化的重要组成部分。
 论文主要解决通过下游闸门对上游液位的控制，以满足取水口对闸门水位的要求。基于对工控网络的理解，为实现闸门的远程监控，论文构建了3层网络控制系统:现场控制层、在过程监控层、远程监控层。本文选用了的西门子公司的S7-300型PLC作为闸门控制系统的主站，选择了远程I/0站ET200M作为子站。选用组态王为系统组态软件。将现场总线技术和工业以太网运用到监控系统中，实现了闸门的自动控制。
 
关键词:水闸; 现场总线技术; PLC; 组态王； 工业以太网

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

目    录
 
 摘  要 1
 Abscract 2
 1 绪论 5
 1.1水闸自动化监控系统的意义 5
 1.2 控制系统功能 5
 1.3 论文完成的主要工作 6
 2 闸门控制系统 7
 2.1 现场总线控制系统(FCS) 7
 2.1.1 现场总线控制系统概述 7
 2.1.2 现场总线控制系统的组成 7
 2.1.3 现场总线技术的主要特点 8
 2.1.4 现场总线通信协议 8
 2.1.5 现场总线（PROFIBUS）的协议结构和类型 10
 2.1.6 现场总线网络中的总线存取控制 11
 3 PLC控制系统的设计 14
 3.1 PLC概述 14
 3.2 PLC的组成 14
 3.2.1 PLC的组成框图 14
 3.2.2中央处理器(CPU) 16
 3.2.3 存储器 16
 3.2.4 输入/输出接口 18
 3.2.5 其他部件 18
 3.3 PLC的工作原理 19
 3.3.1 PLC的循环扫描工作方式 19
 3.4 系统设计方法 21
 3.5 本课题PLC控制系统的硬件设计 23
 3.5.1 CPU模块 23
 3.5.2 电源模块(PS) 24
 3.5.3 数字信号模块(DI/DO) 24
 3.5.4 模拟信号模块 24
 3.5.5 通讯处理器(CP) 24
 3.5.6 远程I/O模块的选择 24
 3.6 PLC编程 25
 3.6.1 编程软件的选用 25
 3.6.2 STL和LAD编程语言 26
 3.6.3 闸门控制系统的部分程序 27
 4 监控系统软件的组态 32
 4.1 组态软件概述 32
 4.2 组态软件的特点 32
 4.3 组态软件的性能要求 33
 4.4 组态软件的系统构成 33
 4.4.1 以使用软件的工作阶段划分 33
 4.4.2 按照成员构成划分 34
 4.5 本课题组态软件的设计 35
 4.5.1 组态软件的选择 35
 4.5.2 “组态王”软件的分析 35
 4.5.3 人机界面的设计 37
 5 自控系统的网络通讯 39
 5.1 自控系统的网络通讯模型 39
 5.2 主从站通讯方式 39
 5.2.1 设备级现场总线Profbus-DP 39
 5.1.2 PROFIBUS-DP的基本特征 39
 5.2.3 PROFIBUS-DP的特点 40
 5.2.4 PROFIBUS-DP的协议结构 41
 5.2.4 PROFIBUS-DP在系统中的应用 41
 5.3 以太网技术 42
 5.3.1 以太网的重要概念 43
 5.3.2 以太网协议 44
 5.3.3 IP地址与以太网地址 45
 5.3.4 工业以太网的研究现状 47
 5.3.5 工业以太网在系统中的应用 48
 6 总结 50
 致谢 51
 参考文献 52

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