基于PROFIBUS的PLC控制系统的设计研究

论文摘要

现场总线作为计算机技术、通信技术、仪表技术以及控制技术高度集成与综合的产物,已成为当今自动化领域技术发展的热点之一。它是连接智能现场设备和自动化系统的全分散、数字式、双向、多变量、多点、多站的通信网络。在众多现场总线标准中,过程现场总线（PROFIBUS）以其国际化、开放式,高灵活性、高可靠性等优势,在过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域内得到广泛的应用。首先,本文阐述了课题的研究背景与选题依据,接着从基本概念、技术特点、典型标准等方面对现场总线技术进行探讨,并研究了PROFIBUS现场总线的协议组成、技术特点和优势,着重介绍了PROFIBUS-DP协议标准的特点、主要功能以及通信类型。在此基础上,本文研究、设计了一套采用西门子S7-300系列PLC,在针对干熄焦的整个工艺过程构建基于PROFIBUS-DP的主从结构控制系统的整体方案,并针对该系统的网络组态、硬件组成、软件设计以及监控界面组态进行了详细论述。该基于PROFIBUS-DP的主从结构控制系统实现了主站对智能从站（CPU315-2DP）的实时监控,成功完成了干熄焦工艺的控制要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 相关技术背景简介
• 1.2.1 现场总线技术
• 1.2.2 PLC 技术
• 1.2.3 西门子工业控制网络技术简介
• 1.3 相关技术发展
• 1.4 本论文研究内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 PROFIBUS 现场总线技术分析研究
• 2.1 现场总线概述
• 2.1.1 现场总线的概念
• 2.1.2 现场总线的特点与优点
• 2.2 PROFIBUS 现场总线概述
• 2.2.1 PROFIBUS 协议简介
• 2.2.2 PROFIBUS 传输技术
• 2.2.3 PROFIBUS 总线存取协议
• 2.3 PROFIBUS-DP 协议
• 2.3.1 PROFIBUS-DP 的基本功能
• 2.3.2 PROFIBUS-DP 的数据通信
• 2.3.3 PROFIBUS-DP 的循环
• 2.3.4 PROFIDUS-DP 的交叉通信方式
• 2.4 PROFIBUS 的技术优势
• 2.5 本章小结
• 第三章 现场总线的发展趋势
• 3.1 PROFIBUS 网络拓扑结构
• 3.2 PROFIBUS 的优势
• 3.3 工业以太网的介绍
• 3.3.1 通信确定性与实时性
• 3.3.2 稳定性与可靠性
• 3.4 工业以太网协议
• 3.5 工业以太网与现场总线相结合
• 3.6 本章小结
• 第四章 系统控制器的选用
• 4.1 选择控制器
• 4.2 S7-300 PLC
• 4.2.1 系统单元
• 4.2.2 S7-300 提供功能
• 4.3.3 通信方式及通信类型
• 4.3.4 系统结构及运行流程
• 4.4 监控系统
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于干熄焦的PROFIBUS 网络组态及PLC 设计开发
• 5.1 干熄焦的主要工艺过程
• 5.1.1 干熄焦的发展过程
• 5.1.2 干熄焦的工艺过程
• 5.2 基于PROFIBUS 的PLC 控制网络组组态
• 5.2.1 方案设计分析
• 5.2.2 系统软/硬件配置
• 5.3 组态软件的选择
• 5.4 干熄焦主要控制过程软件设计
• 5.4.1 装焦系统的控制
• 5.4.2 预存室料位的控制
• 5.4.3 排焦、运焦及称量系统的控制
• 5.4.4 气体循环系统的控制
• 5.5 干熄焦HMI 画面监控系统设计
• 5.5.1 变量定义
• 5.5.2 画面设计
• 5.6 本章小结
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 研究生期间发表的论文
• 致谢