基于CC-Link现场总线的坑道运输监控系统的研究与开发

论文摘要

近年来,随着现场总线技术的发展,现有控制技术已不能满足矿山运输监控系统的控制要求。而CC-Link现场总线技术作为一种新兴的控制技术,有数据传送速率快、容量大的特点,且具有自动刷新、预约站和RAS功能,可以满足矿山运输监控系统的控制要求。但CC-Link现场总线在矿山运输监控系统中的应用研究仍然是空白,因此,在该领域进行开发研究具有很大的工程意义本篇论文通过大量查阅有关现场总线技术和矿山监控技术的文献资料后,以云南某集团公司老厂分公司1800运输系统为研究背景,研究开发了基于CC-Link现场总线的1800运输监控系统。系统研发包括网络结构设计、网络通讯程序设计、控制程序设计、监控界面设计等。系统网络结构分三层,第一层网络使用CC-Link现场总线以总线型结构连接远程I/O模块与CC-Link主站模块。第二层网络是控制层网络,使用光纤以双环网的形式连接各控制站PLC,控制层网络具有很强的冗余功能。第三层网络使用以太网连接PLC与上位监控计算机。系统经过网络参数的设置,并经调试后,通讯正常,这种网络结构与其它结构相比,数据传输速率更快,实时性更好,且抗干扰能力强,具有很强的扩展能力。系统程序开发采用功能模块设计方式,既有较强的错误处理能力,又能大大缩短开发周期,该系统的程序设计主要包括尾追灯控制程序设计和三色灯控制程序设计等。采用组态王6.53软件开发系统的监控界面,通过监控界面不仅实现了正常监控、非正常监控、故障诊断等功能,而且可以通过手动方式控制1800运输全线的现场设备,监控界面还具有强大的数据查询功能。研究结果表明,该系统不仅适用于金属矿山运输监控系统,还可以推广到其它矿山运输监控系统及相关行业。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的背景与意义
• 1.2 矿井机车监控系统的国内外发展
• 1.3 现场总线的发展历程
• 1.4 工业监控组态软件的产生及国内外的发展
• 1.5 课题的来源
• 1.6 论文的内容安排
• 第二章 现场总线技术和工业以太网技术基础理论
• 2.1 现场总线技术基础理论
• 2.1.1 现场总线技术的概念
• 2.1.2 现场总线控制系统的特点
• 2.1.3 现场总线的种类
• 2.2 CC-Link现场总线简介
• 2.2.1 CC-Link现场总线的概念
• 2.2.2 CC-Link现场总线MAC层协议
• 2.2.3 CC-Link现场总线通讯原理
• 2.3 工业以太网技术基础理论
• 2.3.1 工业以太网的概念
• 2.3.2 工业以太网的技术特点
• 2.3.3 以太网的工作原理
• 2.3.4 TCP/IP协议模型
• 2.3.4.1 OSI参考模型
• 2.3.4.2 TCP/IP协议栈模型
• 2.3.5 工业以太网技术的前景
• 2.4 小结
• 第三章 1800运输监控系统的结构设计
• 3.1 1800 运输系统的概况
• 3.2 1800 运输监控系统的功能设计
• 3.3 1800 运输监控系统的主要装置设计思想
• 3.4 1800 运输监控系统总体结构与工作原理
• 3.4.1 1800 运输监控系统的总体结构
• 3.4.2 1800 监控系统的工作原理
• 3.5 小结
• 第四章 1800运输监控系统的硬件选择
• 4.1 可编程控制器PLC及其模块的选型
• 4.1.1 PLC作原理
• 4.1.2 三菱PLC的种类
• 4.1.3 PLC的容量
• 4.1.4 CPU的选择
• 4.1.5 网络通讯模块的选择
• 4.1.5.1 CC-Link IE模块
• 4.1.5.2 主站模块
• 4.1.5.3 远程I/O模块
• 4.1.5.4 以太网模块
• 4.1.5.5 中继模块
• 4.2 传感器的选择
• 4.2.1 磁感应接近开关
• 4.2.1.1 磁感应接近开关原理
• 4.2.1.2 磁感应接近开关的优缺点
• 4.2.2 光电传感器
• 4.2.2.1 光电传感器的原理
• 4.2.2.2 单光束反射传感器的优缺点
• 4.3 上位监控计算机的选择
• 4.4 小结
• 第五章 1800运输监控系统的软件设计
• 5.1 GX Developer开发环境简介
• 5.2
• 5.2.1 CC-Link网络参数的设定
• 5.2.1.1 主站模块配置
• 5.2.1.2 I/O设置项目
• 5.2.2 CC-Link IE网络参数设置
• 5.2.3 以太网网络参数设置
• 5.3 可编程控制器PLC程序设计
• 5.4 监控界面的设计
• 5.4.1 界面监控平台的基本要求
• 5.4.2 人机界面的设计原则
• 5.4.3 监控界面的设计
• 5.4.3.1 监控主界面的设计
• 5.4.3.2 视频监控界面的设计
• 5.4.3.3 I/O状态及PLC状态监控界面的设计
• 5.4.4 查询功能设计
• 5.4.4.1 实时报警查询设计
• 5.4.4.2 历史报警查询设计
• 5.4.4.3 操作事件查询设计
• 5.4.4.4 登录事件查询设计
• 5.4.4.5 进出车闯红灯事件查询设计
• 5.5 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 硕士在读期间发表论文题目