基于PROFIBUS和WinCC的散热片生产线监控系统的研究与应用

论文摘要

随着我国国民经济的迅速发展对电力的需求也日趋上升,庞大的电力建设给变压器散热片生产行业带来了前所未有机遇和挑战。一方面巨大的市场需求使得企业有生产的充足动力,另一方面由于价格等客观因素的影响使得企业仍旧使用落后的生产线。生产线的低效率、低性能、自动化程度不够是目前最迫切解决的问题。因此,采用新技术对传统的控制系统进行改造是十分必要的。现场总线就是顺应这一形势发展起来的新技术。现场总线技术集合了自动控制、数字通信、网络、计算机、智能传感器等多项技术的最新成果,是一门新兴的交叉学科。基于现场总线的控制系统是继模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统之后的新一代控制系统,它适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化发展的方向,它一经产生便成为全球工业自动化技术的热点,是改造传统控制系统的最佳选择。本文选用在过程控制领域应用广泛和极具影响的PROFIBUS现场总线进行了研究并将其应用到散热片生产线控制系统改造中。论文首先针对散热片生产线存在的主要问题提出了改造方案,深入学习和研究了PROFIBUS现场总线的基本特点、协议结构、传输技术和总线存取协议。分别对PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA技术进行了阐述和对比。其次,阐述了西门子工业通信网络,对其组建MPI网络和PROFIBUS网络的方法作了研究与实现。最后,对散热片生产线进行了PLC控制和监控系统设计,进行了PLC的PROFIBUS网络组态、建立通信、编写控制程序等,利用组态软件WinCC对整个生产线实时监控,能及时触发报警并将重要参数进行数据归档。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 变压器行业的发展现状
• 1.2 变压器行业存在的主要问题
• 1.3 课题来源及研究意义
• 1.4 本论文主要的研究内容
• 2 现场总线技术对散热片生产线的改造
• 2.1 工艺流程介绍
• 2.2 改造方案设计
• 2.3 PROFIBUS总线技术的研究与实现
• 2.3.1 现场总线概述
• 2.3.2 PROFIBUS概述
• 2.3.3 PROFIBUS协议结构
• 2.3.4 PROFIBUS传输技术
• 2.3.5 PROFIBUS总线存取协议
• 2.3.6 PROFIBUS-DP技术
• 2.3.7 PROFIBUS-FMS技术
• 2.3.8 PROFIBUS-PA技术
• 2.4 现场总线的发展现状和趋势
• 2.5 本章小结
• 3 散热片生产线的PLC网络组态和通信设计
• 3.1 西门子的工业通信网络概述
• 3.2 MPI通信设计
• 3.2.1 MPI通信简介
• 3.2.2 PLC之间的MPI通信设计
• 3.2.3 全局数据包通信设计
• 3.2.4 无组态连接通信设计
• 3.2.5 需组态连接的通讯设计
• 3.3 PROFIBUS通信设计
• 3.3.1 PROFIBUS通信概述
• 3.3.2 DP口主从通信设计
• 3.3.3 DP-CP主从通信设计
• 3.3.4 通信程序设计
• 3.4 本章小结
• 4 散热片生产线PLC控制系统设计
• 4.1 控制方案的设计
• 4.2 系统硬件选型
• 4.3 基于STEP7的PLC控制系统设计
• 4.3.1 编程软件STEP7的简介
• 4.3.2 主从通信的网络组态
• 4.3.3 编写控制程序
• 4.4 本章小结
• 5 散热片生产线监控系统设计
• 5.1 组态软件的现状和发展
• 5.1.1 组态软件的现状
• 5.1.2 组态软件的展望
• 5.2 WINCC简介
• 5.2.1 WinCC的性能特点
• 5.2.2 WinCC系统构成
• 5.2.3 WinCC系统要求
• 5.3 组态项目
• 5.3.1 建立一个项目并更改计算机属性
• 5.3.2 添加逻辑连接
• 5.3.3 建立变量
• 5.3.4 建立和编辑过程画面
• 5.3.5 过程值归档
• 5.3.6 报警系统
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果