PLC工控系统设计及其在自来水控制中的应用

论文题目: PLC工控系统设计及其在自来水控制中的应用

论文类型: 硕士论文

论文专业: 控制工程

作者: 黄建春

导师: 章兢,杨斌文

关键词: 可编程序控制器,状态转移图,顺序控制,人机界面,冗余系统,自动供水系统,通信协议,上位机监控系统

文献来源: 湖南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着可编程序控制器(PLC)技术的发展,由于其高可靠性、高性价比、广泛的工业现场适应性和方便的工艺扩展性能,PLC在工业自动控制过程中得到了越来越广泛的应用。 本文正是在这种背景下,从PLC的基本结构入手,就目前国内常用的几种PLC进行了性能比较,并对PLC控制系统的通用设计方法和提高系统可靠性的一些基本措施的应用研究作了尝试,重点探讨了PLC控制系统硬件、软件的设计方法,综合对比了经验设计法、逻辑设计法、时序图设计法和顺序控制设计法,同时讨论了控制系统人机界面的设计方法。对PLC在实际现场控制过程中经常遇到的一些实际问题,如:电源干扰问题、扩展I/O点数和系统连锁问题等,提出了具体解决方案。最后,以皂市水利枢纽工程自动供水系统为工程背景,利用PLC控制技术,对整个控制系统进行了自动控制系统设计。针对本工程的特点和性能要求,采用了德国西门子公司S7-200系列中的S7-226作为系统控制器。该型号的PLC有良好性价比,同时提供了良好的开发平台以及大量的相关参考资料,在小型PLC控制系统中得到了广泛的应用。本系统使用了西门子公司提供的STEP7/WIN软件,并在WINDOWS2000完成了系统软件的编制和调试。上位机采用北京杰控fameview5.5实现对PLC的监控,上下位机间通信采用MODBUS通信。 经运行,系统的可靠性和实时性良好,完全满足系统设计要求,取得了很好的效益。

论文目录:

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 PLC的定义

1.2 PLC的发展阶段及发展方向

1.3 PLC的特点与应用领域

1.3.1 可编程序控制器的特点

1.3.2 可编程序控制器与继电器控制系统的比较

1.3.3 可编程序控制器的应用领域

1.4 PLC在现代自动控制系统应用中所面临的问题

1.5 本论文主要研究内容与研究成果

1.6 论文的组织

第2章 我国常用PLC的性能比较的研究

2.1 概述

2.1.1 PLC的一般结构

2.1.2 PLC基本工作原理

2.2 我国常用PLC的性能特点

2.2.1 SIMATIC S7系列PLC

2.2.2 GE Fanuc系列PLC

2.2.3 OMRON系列PLC

2.2.4 三菱系列PLC

2.3 可编程序控制器的综合比较

第3章 PLC应用系统的设计及实验

3.1 PLC控制系统的设计

3.1.1 PLC控制系统的设计内容及设计步骤

3.1.2 PLC控制系统的硬件设计

3.1.3 PLC控制系统的软件设计

3.2 PLC程序设计的常用方法

3.2.1 经验设计法

3.2.2 逻辑设计法

3.2.3 时序图设计法

3.2.4 顺序控制设计法

3.3 PLC程序设计步骤

3.4 人机界面的设计

3.4.1 人机界面设计时应考虑的几个问题

3.4.2 人机界面设计的基本方法

3.4.3 人机界面设计原则

第4章 PLC在工业应用中的若干问题

4.1 降低PLC控制系统硬件费用的方法

4.1.1 减少所需PLC输入点数的方法

4.1.2 减少所需PLC输出点数的方法

4.2 提高PLC控制系统可靠性的措施

4.2.1 PLC控制系统环境改善的措施

4.2.2 提高供电系统可靠性的措施

4.2.3 PLC的接地

4.2.4 防止输入、输出信号干扰的措施

4.2.5 PLC外部电气设备可能出现的故障及相应措施

4.3 PLC控制系统的防雷措施

4.3.1 雷击对PLC控制系统的危害

4.3.2 PLC控制系统的防雷措施

第5章 PLC工控系统在自来水控制中的应用

5.1 控制系统分析

5.1.1 系统概况

5.1.2 自动供水控制系统要求、组成及功能

5.2 自来水工程PLC控制系统设计

5.2.1 PLC控制系统结构框图

5.2.2 PLC控制系统控制流程图

5.2.3 控制系统的检测、控制、显示、执行的分布和信号传输关系

5.2.4 PLC控制系统的I／O点数分布和所需其他各电气元器件

5.2.5 控制系统PLC和液位变送器的选型及I／O地址分配

5.3 控制系统电路设计

5.4 PLC控制系统的软件设计

5.5 控制系统上位机监控系统设计

5.5.1 系统设计目标

5.5.2 系统的组成部分

结论

参考文献

致谢

附录A (攻读学位期间发表的论文)

附录B 皂市自来水工程控制系统电气原理图

附录C 皂市自来水工程PLC控制系统梯形图

发布时间: 2005-09-27

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