基于PROFIBUS现场总线的胜利作业八号平台设备控制系统的研究

论文摘要

海洋修井作业已经成为提高原油上产的重要手段,2002年胜利石油管理局井下作业公司,胜利作业三号平台建成投产,标志我国自行设计制造海洋修井平台的技术已十分成熟,但目前海洋平台多种设备的控制和管理都是独立进行,导致平台建造、维修成本高,造成了人力、物力上的很大浪费。本文结合国内外新型PLC控制电机技术、通过PROFIBUS-DP总线,实现海洋平台设备的整体控制和保护。论文通过西门子公司STEP7 V5.3编程软件对海洋作业平台修井机、撬装修井柱塞泵、深井泵的PLC进行组态和编程,研究他们的PROFIBUS-DP网络配置方案,实现海洋作业平台设备的整体管理。并使该系统具有过压、过频、过流、过负荷、逆功率等保护功能;同时修井设备实现司钻电控台和脚踏控制器双重控制功能及自诊断和故障声光报警,方便使用者检查和维修,有效地预防事故发生并能实现一定程度的节能。最后,同胜利石油管理局胜利电器有限责任公司,在井下作业公司新建胜利作业八号平台进行网络组态、通信及程序调试三个方面的分别测试,从而验证了上述设计思路的正确性及控制系统的可靠性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 前言
• 1.1 引言
• 1.2 现场总线概况
• 1.3 PROFIBUS 现场总线的技术优势
• 1.4 论文选题的目的及意义
• 1.5 国内外研究现状
• 1.6 课题研究的预期目标、内容及技术关键
• 1.6.1 课题研究的预期目标
• 1.6.2 研究内容及技术关键
• 1.6.3 课题完成要点解析
• 第2章 平台设备PLC 控制
• 2.1 引言
• 2.2 海洋平台修井系统简介
• 2.3 修井设备控制系统功能简介
• 2.3.1 司钻控制台面板功能
• 2.3.2 绞车电机的操作
• 2.3.3 撬装修井柱塞泵的操作
• 2.3.4 深井泵的操作
• 2.4 PLC 选择
• 2.5 深井泵控制变频器的选择
• 2.6 PLC 控制系统功能分析
• 第3章 控制系统的软件设计
• 3.1 程序编写的软件平台概述
• 3.2 OB 的描述
• 3.2.1 循环处理的主程序OB1
• 3.2.2 过程中断OB40
• 3.2.3 诊断中断OB82
• 3.2.4 机架故障OB86
• 3.2.5 I/O 存取出错OB122
• 3.3 设备控制程序设计
• 3.4 组态PLC 硬件
• 3.5 编写用户程序
• 3.5.1 STEP7 基础
• 3.5.2 STEP7 的项目
• 3.5.3 PLC 与变频器的通信程序设计
• 第4章 PROFIBUS-DP 系统网络设计
• 4.1 引言
• 4.2 PROFIBUS-DP 系统概述
• 4.3 系统PROFIBUS-DP 网络的硬件配置
• 4.4 SIMATIC S7 系统中的PROFIBUS-DP
• 4.4.1 SIMATIC S7 系统中的DP 接口
• 4.4.2 SIMATIC S7 中DP 主站接口的启动特性
• 4.5 PROFIBUS-DP 进行数据通信
• 4.5.1 触发DP 控制命令SYNC/FREEZE
• 4.5.2 组态SYNC/FREEZE
• 4.5.3 为SYNC/FREEZE 功能生成用户程序
• 4.6 通信编程
• 4.6.1 通讯格式
• 4.6.2 通信编程
• 4.7 系统PROFIBUS-DP 系统的实时性分析
• 第5章 系统可扩展方案的研究
• 5.1 同一总线中不同厂家设备的连接
• 5.1.1 GSD 电子设备数据文件
• 5.1.2 GSD 文件的获取及安装
• 5.1.3 不同厂家设备的连接方案
• 5.1.4 OMRON PLC 连接至PROFIBUS-DP 的解决方案
• 5.2 不同现场总线之间的连接
• 第6章 系统测试
• 6.1 PROFIBUS-DP 网络硬件及通信配置测试
• 6.1.1 利用CPU 及DP 接口的LED 进行诊断
• 6.1.2 利用BT200 进行硬件测试和诊断
• 6.1.3 利用STEP7 软件进行网络诊断
• 6.1.4 PROFIBUS-DP 系统通信测试
• 6.2 验证报警
• 第7章 结 论
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果