基于S7-300 PLC的空壓站監(jiān)控系統(tǒng)研究
發(fā)布時間:2021-07-18 17:01
空壓站用于制造壓縮空氣,為工業(yè)生產(chǎn)中的氣動設備提供動力,空壓站系統(tǒng)工作的可靠性和高效性直接影響著全廠的生產(chǎn)作業(yè)和經(jīng)濟效益。隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)管理的逐步精細化,企業(yè)期望構(gòu)建具有氣壓控制精度高、能耗低且穩(wěn)定性好的空壓站監(jiān)控系統(tǒng),提升系統(tǒng)的自動化監(jiān)控及管理水平。本文以某石油專用管企業(yè)空壓站計算機監(jiān)控項目為背景,按照廠家要求并根據(jù)工藝特點制定空壓站監(jiān)控系統(tǒng)總體設計方案,提出了變頻控制和機組協(xié)調(diào)控制相組合的控制策略,進行了系統(tǒng)硬件設計和軟件設計。整個系統(tǒng)為上位機監(jiān)控層、PLC采集控制層和檢測執(zhí)行層三層構(gòu)架形式,應用PROFIBUS-DP分布式控制技術(shù)建立主站PLC與ET200M從站的連接。監(jiān)控層使用WinCC V7.3組態(tài)軟件設計上位監(jiān)控程序,采集控制層通過STEP7 V5.5軟件完成PLC硬件組態(tài)及程序編寫,實現(xiàn)系統(tǒng)控制方案,使用WinCC Flexible2008軟件進行觸摸屏程序開發(fā),現(xiàn)場檢測儀表和執(zhí)行器組成系統(tǒng)檢測執(zhí)行層。最終完成空壓站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試,實現(xiàn)了空壓站現(xiàn)場工況的實時監(jiān)測與控制。為實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)對供氣壓力的精準控制,本文針對系統(tǒng)供氣壓力特性提出了變頻調(diào)速系統(tǒng)的模糊自整定PID算法...
【文章來源】:西安石油大學陜西省
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究背景
1.2 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 螺桿空壓機發(fā)展歷程
1.2.2 空壓機的控制方式
1.2.3 空壓站監(jiān)控方式研究現(xiàn)狀
1.3 課題研究意義
1.4 論文研究內(nèi)容
第二章 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)總體方案設計
2.1 空壓站工藝概況及系統(tǒng)需求分析
2.1.1 現(xiàn)場情況概述
2.1.2 空壓站工藝流程
2.1.3 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)建設需求分析
2.1.4 監(jiān)控變量分析與統(tǒng)計
2.2 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)總體設計
2.2.1 系統(tǒng)設計依據(jù)
2.2.2 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)
2.3 空壓站恒壓供氣控制
2.3.1 恒壓供氣PID閉環(huán)控制方案
2.3.2 空壓機組協(xié)調(diào)控制策略
2.4 本章小結(jié)
第三章 模糊自整定PID控制方案設計
3.1 控制算法的選擇
3.2 模糊控制基本理論
3.3 模糊控制器
3.3.1 模糊控制器基本結(jié)構(gòu)
3.3.2 模糊自整定PID控制器
3.4 模糊自整定PID控制器的設計
3.5 系統(tǒng)仿真
3.5.1 模糊自整定PID控制系統(tǒng)建模
3.5.2 仿真結(jié)果及分析
3.6 本章小結(jié)
第四章 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)硬件設計
4.1 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)硬件構(gòu)成
4.2 系統(tǒng)硬件詳細設計與設備選型
4.2.1 上位機硬件選型
4.2.2 PLC硬件選型
4.2.3 觸摸屏選型
4.2.4 傳感器選型
4.3 控制系統(tǒng)硬件連接
4.4 系統(tǒng)控制柜設計
4.5 本章小結(jié)
第五章 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計
5.1 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)軟件總體設計
5.2 空壓站PLC控制系統(tǒng)軟件設計
5.2.1 STEP7硬件組態(tài)與通信設置
5.2.2 系統(tǒng)控制方案的實現(xiàn)
5.3 上位機WinCC組態(tài)設計
5.3.1 監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
5.3.2 項目創(chuàng)建與監(jiān)控畫面組態(tài)
5.3.3 創(chuàng)建全局腳本動作
5.4 觸摸屏的應用
5.5 監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試
5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]空壓機組氣量調(diào)節(jié)的智能控制[J]. 黎章杰. 壓縮機技術(shù). 2016(04)
[2]基于S7-300 PLC的電鍍恒溫控制系統(tǒng)設計[J]. 徐竟天,張?zhí)鹛?程瑞洲,趙曉姣. 電鍍與涂飾. 2015(12)
[3]基于S7-300PLC的Fuzzy-PID控制恒壓供水系統(tǒng)設計[J]. 門順治,鄭欣,徐保國. 自動化與儀表. 2014(05)
[4]基于S7-300PLC的空壓機在線監(jiān)控系統(tǒng)設計[J]. 馮宇,何敏. 煤礦機械. 2013(12)
[5]空壓機監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 文麗,戴巨川,袁賢松. 壓縮機技術(shù). 2013(05)
[6]空氣動力用螺桿壓縮機應用現(xiàn)狀分析[J]. 王偉,劉妍,錢家祥. 壓縮機技術(shù). 2013(03)
[7]工業(yè)自動化控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 曾禮德. 中國石油和化工標準與質(zhì)量. 2012(08)
[8]電廠空壓站S7-300的PROFIBUS通信[J]. 王民,劉少文. 工業(yè)控制計算機. 2012(05)
[9]模糊PID控制在S7-300 PLC中的實現(xiàn)及應用[J]. 焦舟波,石紅瑞. 工業(yè)儀表與自動化裝置. 2011(03)
[10]基于AVR單片機的小型單螺桿空氣壓縮機控制器開發(fā)[J]. 陳輝,陳志平,張巨勇,邵森林. 機電工程. 2011(04)
碩士論文
[1]基于PLC控制的高溫高壓試驗站計算機監(jiān)控系統(tǒng)設計[D]. 任阿丹.西安理工大學 2010
[2]基于PLC模糊控制的橋式起重機變頻調(diào)速系統(tǒng)的研究[D]. 章程.西南交通大學 2008
[3]自適應模糊控制技術(shù)在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中的應用研究[D]. 葉金虎.華中農(nóng)業(yè)大學 2007
[4]模糊PID液位控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 李兵.合肥工業(yè)大學 2006
[5]基于DSP的空壓機運行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)[D]. 廖德健.武漢理工大學 2003
本文編號:3289990
【文章來源】:西安石油大學陜西省
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究背景
1.2 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 螺桿空壓機發(fā)展歷程
1.2.2 空壓機的控制方式
1.2.3 空壓站監(jiān)控方式研究現(xiàn)狀
1.3 課題研究意義
1.4 論文研究內(nèi)容
第二章 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)總體方案設計
2.1 空壓站工藝概況及系統(tǒng)需求分析
2.1.1 現(xiàn)場情況概述
2.1.2 空壓站工藝流程
2.1.3 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)建設需求分析
2.1.4 監(jiān)控變量分析與統(tǒng)計
2.2 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)總體設計
2.2.1 系統(tǒng)設計依據(jù)
2.2.2 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)
2.3 空壓站恒壓供氣控制
2.3.1 恒壓供氣PID閉環(huán)控制方案
2.3.2 空壓機組協(xié)調(diào)控制策略
2.4 本章小結(jié)
第三章 模糊自整定PID控制方案設計
3.1 控制算法的選擇
3.2 模糊控制基本理論
3.3 模糊控制器
3.3.1 模糊控制器基本結(jié)構(gòu)
3.3.2 模糊自整定PID控制器
3.4 模糊自整定PID控制器的設計
3.5 系統(tǒng)仿真
3.5.1 模糊自整定PID控制系統(tǒng)建模
3.5.2 仿真結(jié)果及分析
3.6 本章小結(jié)
第四章 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)硬件設計
4.1 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)硬件構(gòu)成
4.2 系統(tǒng)硬件詳細設計與設備選型
4.2.1 上位機硬件選型
4.2.2 PLC硬件選型
4.2.3 觸摸屏選型
4.2.4 傳感器選型
4.3 控制系統(tǒng)硬件連接
4.4 系統(tǒng)控制柜設計
4.5 本章小結(jié)
第五章 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計
5.1 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)軟件總體設計
5.2 空壓站PLC控制系統(tǒng)軟件設計
5.2.1 STEP7硬件組態(tài)與通信設置
5.2.2 系統(tǒng)控制方案的實現(xiàn)
5.3 上位機WinCC組態(tài)設計
5.3.1 監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
5.3.2 項目創(chuàng)建與監(jiān)控畫面組態(tài)
5.3.3 創(chuàng)建全局腳本動作
5.4 觸摸屏的應用
5.5 監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試
5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]空壓機組氣量調(diào)節(jié)的智能控制[J]. 黎章杰. 壓縮機技術(shù). 2016(04)
[2]基于S7-300 PLC的電鍍恒溫控制系統(tǒng)設計[J]. 徐竟天,張?zhí)鹛?程瑞洲,趙曉姣. 電鍍與涂飾. 2015(12)
[3]基于S7-300PLC的Fuzzy-PID控制恒壓供水系統(tǒng)設計[J]. 門順治,鄭欣,徐保國. 自動化與儀表. 2014(05)
[4]基于S7-300PLC的空壓機在線監(jiān)控系統(tǒng)設計[J]. 馮宇,何敏. 煤礦機械. 2013(12)
[5]空壓機監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 文麗,戴巨川,袁賢松. 壓縮機技術(shù). 2013(05)
[6]空氣動力用螺桿壓縮機應用現(xiàn)狀分析[J]. 王偉,劉妍,錢家祥. 壓縮機技術(shù). 2013(03)
[7]工業(yè)自動化控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 曾禮德. 中國石油和化工標準與質(zhì)量. 2012(08)
[8]電廠空壓站S7-300的PROFIBUS通信[J]. 王民,劉少文. 工業(yè)控制計算機. 2012(05)
[9]模糊PID控制在S7-300 PLC中的實現(xiàn)及應用[J]. 焦舟波,石紅瑞. 工業(yè)儀表與自動化裝置. 2011(03)
[10]基于AVR單片機的小型單螺桿空氣壓縮機控制器開發(fā)[J]. 陳輝,陳志平,張巨勇,邵森林. 機電工程. 2011(04)
碩士論文
[1]基于PLC控制的高溫高壓試驗站計算機監(jiān)控系統(tǒng)設計[D]. 任阿丹.西安理工大學 2010
[2]基于PLC模糊控制的橋式起重機變頻調(diào)速系統(tǒng)的研究[D]. 章程.西南交通大學 2008
[3]自適應模糊控制技術(shù)在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中的應用研究[D]. 葉金虎.華中農(nóng)業(yè)大學 2007
[4]模糊PID液位控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 李兵.合肥工業(yè)大學 2006
[5]基于DSP的空壓機運行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)[D]. 廖德健.武漢理工大學 2003
本文編號:3289990
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