PLC与组态软件在配料控制系统中的应用研究

论文编号:ZD376  论文字数:28205,页数:58，有开题报告，任务书，文献综述

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,而在工业控制中被广泛应用.该文配料系统设计了电气控制、PLC程序控制和计算机监控这三个系统。文中在对三个系统分别介绍之余,着重于对后两个系统的阐述。
 本项目采用的是德国Siemens公司的S7-300系列PLC,运用与之相配的STEP7编程软件,通过STL和LAD两种编程语言编制了下位机的控制程序,从而使该槽下配料系统可以按要求自动完成配料、称量、装料全过程,并自动实现称量补偿。
 采用了同是Siemens公司的WINCC 工控组态软件对上位机监控软件组态,实现现场数据实时记录和监控,设计了实时称重。记录查询、报警、实时模拟等具有Windows风格的动态操作画面。PLC和设置在槽下操作室和高炉值班室的工控机组通过PROFIBUS现场总线组成一个混合型的工业控制系统,发挥上级工业PC和下级PLC各自的优势。此外,文中对系统中的检测设备--称重传感器和重量变送器的工作原理也作了较为详尽的探讨。为了提高生产效率,保持稳定可靠运行,提供便利的监控手段,在改造工程中采用了PLC和IPC相结合的混合控制系统方案,具有配置灵活、计量准确、控制协调、性能可靠和维修方便等优势,使槽下配料达到较高的自动化水平。论文内容包括对生产过程控制系统发展和现状的概述；配料系统工作原理和配料控制系统的总体设计,重点描述了包括硬件设计、编程环境及软件设计在内的西门子PLC在配料系统中的应用一些细节,组态软件WinCC及其在上位机监控系统中一些基本设计,以及PLC与上位机之间的通讯。

关键词：可编程序控制器；配料；组态软件；现场总线

 PLC and Configuration Software
 in the Blast Furnace Proportioning System
Abstract：PLC is widely used in industry for its high reliability and performance/price ratio. The configuration software also enjoys fast development due to the popularization of personal computer, and is recognized of the value originated from the merits such as real-time multitasking, openness, flexibility, versatility, and reliability. Based on the work of the innovation project for the proportioning system the paper presents the design of the electrical system, PLC system and the supervision system, and puts the stress on the later two systems.
 With the Siemens PLC S7-300 and the corresponding programming software STEP7 that helps in control software programming, the proportioning system meets the requirements of automatic proportioning, weighing, loading and weight compensating.
 The design work uses WinCC, that is also a product from Siemens, to configure the supervisory software, realizing the real-time data-logging, supervising and controlling, as well as various visual HMI with Windows features such as real-time weighing, record checking, alarming, dynamic simulation. PLC and the IPCs in the scheduler room are linked together via Profibus to form a hybrid industry control system，in order to make profit of the unique merits of PLC and IPC.

 Keywords: programmable controller, proportioning, configuration software, fieldbus

目   录
摘  要  Ⅰ
Abstract Ⅱ
第1章 绪 论 1
1.1配料控制系统的概述 1
1.2 PLC及其控制的概述 1
 1.2.1 PLC的发展趋势 1
 1.2.2 PLC的控制特点 2
 1.2.3西门子PLC的概述 3
1.3组态软件的概述 4
 1.3.1 组态软件的发展趋势 4
 1.3.2 西门子WINCC的概述 5
 1.3.3 混合控制系统与组态软件 5
1.4现场总线的概述 6
 1.4.1 现场总线的发展趋势 6
 1.4.1.1现场总线的发展不会被计算机通信技术取代 6
 1.4.1.2国内现场总线的发展趋势 7
 1.4.2 现场总线的特点 8
1.5论文的主要工作 10
第2章 系统硬件设计 11
2.1系统原理和控制要求 11
 2.1.1配料工艺过程分析 11
 2.1.2系统的组成和结构图 12
 2.1.3配料控制系统的硬件总体设计 12
2.2 硬件选型及模块介绍 12
 2.2.1 SIMATIC S7-300 PLC 13
 2.2.2 CPU315-2 DP 14
 2.2.3模拟量输入模块SM331 15
 2.2.4数字量输入模块SM321 18
 2.2.5数字量输出模块SM322 19
 2.2.6接口模块IM360和IM361 20
 2.2.7通讯处理器模块CP343-5 21
 2.2.8 PS 307电源模块(5A) 21
第3章 系统软件设计 24
3.1 PLC编程软件STEP7及其应用 24
 3.1.1控制系统中的PLC设计 27
 3.1.1.1传感器与执行机构 27
 3.1.1.2 PLC的地址分配 28
 3.1.1.3 PLC的程序设计 32
3.2 西门子WINCC监控软件及其应用 39
 3.2.1配料监控界面的设计 39
第4章 系统的通讯实现 44
4.1现场总线与系统监控软件之间桥梁——OPC 44
4.2视窗控制中心(WINCC)与PLC之间的通讯 45
4.3 S7-300 PLC与WINCC之间的通讯实现 46
第5章 结束语 48
参考文献 50
致  谢 51

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