基于软PLC的三峡左岸电站通用控制平台的研究与应用

论文摘要

三峡水利枢纽作为一个集防洪、航运和发电等多目标开发的综合性水利工程,其中左岸电站共装机组14台。为了能够更好地满足机组运行等要求,需要对三峡左岸电站内涉及的各个系统的PLC控制进行整合,其目的就是为了使得各个PLC系统能够较好的通讯和协同工作,基于此目的,本文提出了进行三峡左岸电站面向PLC通用控制平台的设计研究命题,旨在为通用平台的开发提供思路和必要的设计技术储备。在三峡左岸电站的不同控制系统中,包含了不同的PLC系统,这些PLC之间以及PLC同其它控制设备之间的相互耦合作用很强,但是由于不同控制系统的PLC生产厂家和公司都用自己专用的网络通讯方式,各种机型互不兼容且没有明确一致的标准,在编程元件的种类、数目、编程语言等方面各不相同、互不兼容,这造成了不同PLC之间的通讯困难,不利于进行电站的综合控制,随着三峡发电机组逐步进入正常的运行阶段,这样的问题将越来越突出。针对这些问题,本文研究设计了基于软PLC的三峡左岸电站通用控制平台。该平台采用面向对象编程的设计思想,并用图形方式实现风格一致的编程和调试程序,它不仅可以取代众多的PLC编程调试软件,还能实现控制网络中的不同型号PLC之间进行联网和通讯。该平台基于当今国际上流行的软PLC系统,利用Delphi作为开发工具,对控制平台的功能进行了应用开发。控制平台采用星形的网络结构和串行通讯技术,能够根据主流PLC的通讯协议,自动识别PLC的型号和指令格式,可以实现不同PLC应用程序在功能相同的前提下的相互转换。通过对开发的PLC通用控制平台在三峡左岸电站多PLC控制系统上进行了性能测试,平台满足了实时性、准确性、可靠性和稳定运行的要求,人机交互界面友好,运行方便,能够满足三峡左岸电站各种PLC控制系统要求联网协作控制的实际要求,促进了三峡左岸电站机组运行的稳定性,大大的降低运营成本,综合提高整个电站运行的经济效益和社会效益。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 国内外 PLC的应用现状与发展趋势
• 1.1.1 国内外 PLC的应用
• 1.1.2 PLC的发展趋势
• 1.2 软PLC技术的发展状况及优势
• 1.2.1 软PLC技术的发展背景
• 1.2.2 软PLC技术的发展状况
• 1.2.3 软PLC与传统 PLC的比较
• 1.2.4 基于PC的软PLC控制的优势
• 1.3 课题的研究背景
• 1.4 本论文的主要工作
• 1.5 本章小结
• 2 软 PLC的工作原理与三峡左岸电站通用控制平台结构分析
• 2.1 三峡左岸电站通用控制平台的软件需求分析
• 2.1.1 软件的综合要求
• 2.1.2 软件的逻辑模型
• 2.1.3 软件的开发工具
• 2.2 软 PLC的工作原理与系统结构
• 2.2.1 软PLC的工作原理
• 2.2.2 软PLC系统结构和应用特点
• 2.3 三峡左岸电站通用控制平台的工作原理
• 2.4 三峡左岸电站通用控制平台的结构分析
• 2.4.1 PLC通讯的硬件基础
• 2.4.2 通用控制平台的软件基础
• 2.5 本章小结
• 3 基于软 PLC的三峡左岸电站通用控制平台的开发和实现
• 3.1 三峡左岸电站通用控制平台的硬件构成
• 3.1.1 上位机操作系统
• 3.1.2 通讯卡
• 3.2 三峡左岸电站通用控制平台的网络组态
• 3.2.1 网络结构
• 3.2.2 网络配置
• 3.3 三峡左岸电站通用控制平台的通讯协议及通讯转换
• 3.3.1 PLC网络协议及其分层结构
• 3.3.2 三峡左岸电站通用控制平台的协议转换
• 3.4 基于软件 PLC的数据库开发与建设
• 3.4.1 数据库类型与特点
• 3.4.2 数据库开发
• 3.5 三峡左岸电站通用控制平台主要管理功能的实现
• 3.5.1 图元管理器
• 3.5.2 协议编辑器
• 3.5.3 通讯模块
• 3.6 三峡左岸电站通用控制平台辅助功能的实现
• 3.6.1 图形处理功能
• 3.6.2 工程管理窗口
• 3.6.3 运行监控功能
• 3.7 本章小结
• 4 基于软 PLC的三峡左岸电站通用控制平台的效果测试
• 4.1 基于软PLC的通用控制平台的硬件调试
• 4.2 基于软 PLC的通用控制平台通讯模块的测试
• 4.3 基于软 PLC的通用控制平台功能模块之间的性能测试
• 4.4 基于软 PLC的通用控制平台的综合性能测试
• 4.5 测试结论
• 4.6 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献