基于S7-300 PLC的空壓站監(jiān)控系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)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(dòng)設(shè)備提供動(dòng)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(jì)效益。隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)管理的逐步精細(xì)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(dòng)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(jì)算機(jī)監(jiān)控項(xiàng)目為背景,按照廠家要求并根據(jù)工藝特點(diǎn)制定空壓站監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案,提出了變頻控制和機(jī)組協(xié)調(diào)控制相組合的控制策略,進(jìn)行了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)為上位機(jī)監(jiān)控層、PLC采集控制層和檢測(cè)執(zhí)行層三層構(gòu)架形式,應(yīng)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(shè)計(jì)上位監(jiān)控程序,采集控制層通過(guò)STEP7 V5.5軟件完成PLC硬件組態(tài)及程序編寫(xiě),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制方案,使用WinCC Flexible2008軟件進(jìn)行觸摸屏程序開(kāi)發(fā),現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表和執(zhí)行器組成系統(tǒng)檢測(cè)執(zhí)行層。最終完成空壓站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,實(shí)現(xiàn)了空壓站現(xiàn)場(chǎng)工況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制。為實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)供氣壓力的精準(zhǔn)控制,本文針對(duì)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(lái)源】:西安石油大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:67 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)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(jī)發(fā)展歷程
1.2.2 空壓機(jī)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?jī)?nèi)容
第二章 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
2.1 空壓站工藝概況及系統(tǒng)需求分析
2.1.1 現(xiàn)場(chǎng)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(shè)需求分析
2.1.4 監(jiān)控變量分析與統(tǒng)計(jì)
2.2 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)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(shè)計(jì)
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(shè)計(jì)
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(shè)計(jì)
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(xì)設(shè)計(jì)與設(shè)備選型
4.2.1 上位機(jī)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(shè)計(jì)
4.5 本章小結(jié)
第五章 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
5.1 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)
5.2 空壓站PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
5.2.1 STEP7硬件組態(tài)與通信設(shè)置
5.2.2 系統(tǒng)控制方案的實(shí)現(xiàn)
5.3 上位機(jī)WinCC組態(tài)設(shè)計(jì)
5.3.1 監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
5.3.2 項(xiàng)目創(chuàng)建與監(jiān)控畫(huà)面組態(tài)
5.3.3 創(chuàng)建全局腳本動(dòng)作
5.4 觸摸屏的應(yīng)用
5.5 監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)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(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]空壓機(jī)組氣量調(diào)節(jié)的智能控制[J]. 黎章杰. 壓縮機(jī)技術(shù). 2016(04)
[2]基于S7-300 PLC的電鍍恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[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(shè)計(jì)[J]. 門順治,鄭欣,徐保國(guó). 自動(dòng)化與儀表. 2014(05)
[4]基于S7-300PLC的空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 馮宇,何敏. 煤礦機(jī)械. 2013(12)
[5]空壓機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 文麗,戴巨川,袁賢松. 壓縮機(jī)技術(shù). 2013(05)
[6]空氣動(dòng)力用螺桿壓縮機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J]. 王偉,劉妍,錢家祥. 壓縮機(jī)技術(shù). 2013(03)
[7]工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 曾禮德. 中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算機(jī). 2012(05)
[9]模糊PID控制在S7-300 PLC中的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用[J]. 焦舟波,石紅瑞. 工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置. 2011(03)
[10]基于AVR單片機(jī)的小型單螺桿空氣壓縮機(jī)控制器開(kāi)發(fā)[J]. 陳輝,陳志平,張巨勇,邵森林. 機(jī)電工程. 2011(04)
碩士論文
[1]基于PLC控制的高溫高壓試驗(yàn)站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 任阿丹.西安理工大學(xué) 2010
[2]基于PLC模糊控制的橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的研究[D]. 章程.西南交通大學(xué) 2008
[3]自適應(yīng)模糊控制技術(shù)在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 葉金虎.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
[4]模糊PID液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 李兵.合肥工業(yè)大學(xué) 2006
[5]基于DSP的空壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)[D]. 廖德健.武漢理工大學(xué) 2003
本文編號(hào):3289990
【文章來(lái)源】:西安石油大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:67 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)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(jī)發(fā)展歷程
1.2.2 空壓機(jī)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?jī)?nèi)容
第二章 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
2.1 空壓站工藝概況及系統(tǒng)需求分析
2.1.1 現(xiàn)場(chǎng)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(shè)需求分析
2.1.4 監(jiān)控變量分析與統(tǒng)計(jì)
2.2 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)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(shè)計(jì)
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(shè)計(jì)
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(shè)計(jì)
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(xì)設(shè)計(jì)與設(shè)備選型
4.2.1 上位機(jī)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(shè)計(jì)
4.5 本章小結(jié)
第五章 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
5.1 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)
5.2 空壓站PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
5.2.1 STEP7硬件組態(tài)與通信設(shè)置
5.2.2 系統(tǒng)控制方案的實(shí)現(xiàn)
5.3 上位機(jī)WinCC組態(tài)設(shè)計(jì)
5.3.1 監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
5.3.2 項(xiàng)目創(chuàng)建與監(jiān)控畫(huà)面組態(tài)
5.3.3 創(chuàng)建全局腳本動(dòng)作
5.4 觸摸屏的應(yīng)用
5.5 監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)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(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]空壓機(jī)組氣量調(diào)節(jié)的智能控制[J]. 黎章杰. 壓縮機(jī)技術(shù). 2016(04)
[2]基于S7-300 PLC的電鍍恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[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(shè)計(jì)[J]. 門順治,鄭欣,徐保國(guó). 自動(dòng)化與儀表. 2014(05)
[4]基于S7-300PLC的空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 馮宇,何敏. 煤礦機(jī)械. 2013(12)
[5]空壓機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 文麗,戴巨川,袁賢松. 壓縮機(jī)技術(shù). 2013(05)
[6]空氣動(dòng)力用螺桿壓縮機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J]. 王偉,劉妍,錢家祥. 壓縮機(jī)技術(shù). 2013(03)
[7]工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 曾禮德. 中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算機(jī). 2012(05)
[9]模糊PID控制在S7-300 PLC中的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用[J]. 焦舟波,石紅瑞. 工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置. 2011(03)
[10]基于AVR單片機(jī)的小型單螺桿空氣壓縮機(jī)控制器開(kāi)發(fā)[J]. 陳輝,陳志平,張巨勇,邵森林. 機(jī)電工程. 2011(04)
碩士論文
[1]基于PLC控制的高溫高壓試驗(yàn)站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 任阿丹.西安理工大學(xué) 2010
[2]基于PLC模糊控制的橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的研究[D]. 章程.西南交通大學(xué) 2008
[3]自適應(yīng)模糊控制技術(shù)在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 葉金虎.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
[4]模糊PID液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 李兵.合肥工業(yè)大學(xué) 2006
[5]基于DSP的空壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)[D]. 廖德健.武漢理工大學(xué) 2003
本文編號(hào):3289990
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