基于PLC和GPRS沥青拌合站监控系统的研究

论文摘要

沥青拌合站已经成为当今高速公路修筑的主要设备。由于现阶段的沥青的生产与监控的脱节已经严重影响了拌合料的质量,要实现拌合料质量的全面升级,单一的控制和采集已经不能满足要求。本文为了适应沥青路面的时代要求,通过沈阳市周边高速公路的实际调研,提出了沥青拌合站监控系统方案。首先,在沥青拌合站端,采用SIEMENS S-300PLC对沥青拌合站进行控制和数据采集。重点对称重部分进行了研究,并且引入了迭代学习控制算法,提高了配比精度,保证了拌合料的质量。其次,在数据通讯部分,引入了GPRS无线传输技术。本部分主要由传输终端和监控中心组成。GPRS传输终端采用μC/OS-Ⅱ实时操作系统作为软件开发体系,以S3C44BOX处理器为核心和嵌入式硬件平台组成DTU终端。通过RS-232与拌合设备进行连接,实现了透明传输。监控中心和传输终端通过Internet和GPRS网络联系起来,采用客户机/服务器模式、面向连接的TCP服务和Socket编程技术实现了数据的网络通信。最后,监控中心读取数据库中的数据,并对数据进行综合分析,数据融合,最终实现页面显示和指标下达功能。本系统通过实际的测试和应用得到了预期的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 现有系统存在的问题
• 1.4 主要研究内容
• 1.5 论文安排
• 第2章 相关知识与理论的介绍
• 2.1 沥青拌合站的概述
• 2.1.1 间歇式沥青拌合站概述
• 2.1.2 间歇式沥青拌合站的组成与工作原理
• 2.2 沥青拌合站的设备介绍
• 2.2.1 温度传感器
• 2.2.2 流量传感器
• 2.2.3 称重传感器
• 2.3 迭代学习控制算法
• 2.3.1 迭代学习的提出
• 2.3.2 迭代学习的工作原理
• 2.4 GPRS无线模块
• 2.5 本章小结
• 第3章 沥青拌合控制与数据采集功能设计
• 3.1 PLC的选型
• 3.2 沥青拌合配料系统工艺分析和设计思路
• 3.3 称重系统的设计
• 3.3.1 称重系统的组成与工作原理
• 3.3.2 称重过程分析
• 3.3.3 配料过程的数学模型分析
• 3.4 迭代学习控制算法在配料过程中的应用
• 3.4.1 称重配料的深入分析
• 3.4.2 迭代学习控制算法的应用
• 3.4.3 迭代学习控制算法的仿真
• 3.5 PLC控制系统的设计
• 3.5.1 主程序的设计
• 3.5.2 称重系统的设计
• 3.5.3 搅拌子程序设计
• 3.5.4 迭代学习子程序
• 3.6 沥青拌合站数据采集系统的设计
• 3.7 本章小结
• 第4章 基于GPRS数据传输功能设计
• 4.1 整体方案设计
• 4.1.1 GPRS数据传输组网结构的选择
• 4.1.2 DTU终端接入方式的选择
• 4.1.3 监控中心接入方式选择
• 4.1.4 通讯方式的选择
• 4.2 GPRS DTU终端的设计
• 4.2.1 嵌入式操作系统的选择
• 4.2.2 硬件设计
• 4.2.3 软件设计
• 4.3 监控中心的设计
• 4.3.1 通讯技术与协议
• 4.3.2 网络通讯的实现
• 4.3.3 客户机/服务器模型
• 4.3.4 SOCKET编程技术
• 4.3.5 服务器端的程序设计
• 4.4 本章小结
• 第5章 沥青拌合站监控系统的实现
• 5.1 沥青拌合站监控系统的框架
• 5.2 沥青拌合站数据通信的实现
• 5.2.1 PLC与GPRS DTU通信的实现
• 5.2.2 监控中心与GPRS DTU通信的实现
• 5.2.3 客户端监控数据的实现
• 5.3 沥青拌合站数据监控的实现
• 5.3.1 功能实现
• 5.3.2 工程用量监控
• 5.3.3 数据采集监控
• 5.3.4 生产配比监控
• 5.3.5 实时监控
• 5.3.6 综合监控
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间参加的科研项目和获奖情况
• 科学研究和学习经历的简历