工业控制网络平台的构建及其无线化技术研究

工业控制网络平台的构建及其无线化技术研究

论文摘要

随着社会对化工产品需求的逐年增长,化工生产的规模已不能满足人民群众的需求,这就迫切的要求我国的化工企业要提高自己的生产能力,提高效率,安全生产。其最合适的方法就是对我国的化工厂实现工业控制的网络化。本设计是以我校在研某化工厂网络信息化建设项目为背景,从企业的实际情况出发,基于对化工厂需求的分析,设计并实现了化工厂工控以太网的工业控制系统及办公自动化系统的网络拓扑。文中介绍了以太网的相关技术及特点,针对以太网的多种实现方式,结合四平吴华化工厂的需求,选择出了工业控制以太网的实现方式,给出了工控以太网的拓扑结构设计,在经过考察完厂区的位置布局后,规划了厂区的线缆布局及线缆应用的具体方案。文中给出了工控以太网的实现方式。重点介绍了工控以太网终端数据通过串口转换器加载TCP/IP协议的实现方式,利用W3150A+实现TCP/IP处理平台的方案选择及电路设计,给出了实现TCP/IP处理平台的软件设计及程序流程,并以化工厂PVC分厂的炼化系统反应罐的温度监测为例,介绍了信号从采集到传输再到上位机处理,做出相应的PLC控制电机伺服系统的各主要环节的介绍,并对工控以太网的实时性做了验证性的分析。提出了有线的连接方案的同时对无线网络的连接解决方案进行了叙述,针对化工厂网络的无线化需求设计给出了设计方案并做了比较分析,拓扑了有线网络结构,对工控以太网实现方式的多样性做了很好的补充,为今后工控以太网的发展奠定了基础。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题的背景和意义
  • 1.2 工业控制网络技术发展现状
  • 1.3 本文研究的主要内容
  • 第2章 工控以太网相关技术及组网设备的选择
  • 2.1 以太网的技术要求及特点
  • 2.2 工控以太网技术的选用
  • 2.3 工控以太网设备的功能及选择
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 基于工控以太网的化工厂网络平台的设计
  • 3.1 工控网络拓扑结构的设计
  • 3.2 交换机S8505/S6506及防火墙PIX525功能配置的实现
  • 3.3 网络接入方案的设计
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 化工厂工业控制以太网的实现
  • 4.1 工控以太网串口转换器的设计与实现
  • 4.1.1 串口转换器系统的总体设计
  • 4.1.2 串口转换器系统的硬件选择
  • 4.1.3 基于W3150A+的TCP/IP处理平台的电路设计
  • 4.1.4 TCP/IP协议数据传输软件设计
  • 4.1.5 串口转换器的调试
  • 4.2 基于工控以太网的温度随动系统的设计与实现
  • 4.2.1 温度监测的工业控制流程设计
  • 4.2.2 基于DS18B20的温度采集单元的设计与实现
  • 4.2.3 工控以太网PC机与西门子PLC S7-224通讯的设计与实现
  • 4.3 工控以太网实时性的验证分析
  • 4.4 本章小结
  • 第5章 网络无线化技术的研究
  • 5.1 无线传输方式的选择
  • 5.2 基于数传电台的无线网络传输的设计与实践
  • 5.3 基于GPRS终端的无线网络传输的设计
  • 5.4 数传电台与GPRS通信技术的比较
  • 5.5 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
  • 致谢
  • 附录A 温度采集单元电路原理图
  • 附录B 串口转换器电路原理图
  • 附录C 西门子S7-224 PLC梯形图程序
  • 相关论文文献

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