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基于WinCC和OPC的配料监控系统的设计与实现

作　者: 梁飞
导　师: 田作华
学　校: 上海交通大学
专　业: 自动化
关键词: 监控系统配料 WinCC OPC Visual Basic
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 215次
引　用: 4次
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内容摘要

随着工厂企业运行规模的不断扩大,监控系统经历了长足的发展。配料生产系统是一种把多种原料按照一定比例混合在一起通过粉碎,搅拌,喷液,制粒等加工过程最后生产出某种原料的生产系统。在饲料,建筑,食品等行业中,配料都是生产中必不可少的关键环节。随着信息技术和网络技术的不断发展,新一代的配料系统必将往信息化和网络化的方向发展。本论文结合配料生产系统的实际情况和设计要求,基于WinCC组态软件、Visual basic语言和OPC技术,对一个配料生产系统的多种PLC数据采集、人机交互和网络监控等方面进行了研究。本文主要完成了以下几个方面的工作:1.充分利用旧配料系统的硬件配置,从经济角度出发,应用西门子S7-300和欧姆龙CPM2AH系列PLC,模块化编程设计并实现了车间级底层控制硬件系统。针对WinCC不易与非西门子系列PLC通讯的问题,借助较为先进的开放性通讯技术OPC,成功实现了多种PLC与WinCC的混合通讯。2.依据实际配料流程,基于WinCC组态软件,设计并实现了整个系统的监控、报警处理、参数下载等功能。针对过程变量的参数赋值的关键控制技术,提出建立中间变量的思路,并结合结构变量简化变量名称结构,成功实现所有过程变量的实时监控。针对配方单数据处理问题,充分利用WinCC的开放性,借助文本和电子表格两种Windows应用程序分别实现了配方单的下载和上传。3.考虑到生产车间内外网络对于安全性和数据流量的不同要求,基于“内外有别”的C/S和B/S的混合模式,创新性地成功构建了OPC的双客户机单服务器的C/S组态和基于Web Navigator的具有Internet/Intranet浏览功能的B/S组态。4.根据上层系统管理的要求,为了弥补WinCC在报表和数据库方面的不足,利用Visual Basic语言设计并实现了运行在局域网上的信息管理软件,包括监控、报警、数据报表和参数下载等功能,并且基于SQL2000,采用ADO/SQL接口建立工厂数据库。本系统把WinCC、OPC技术和Visual Basic三者结合在一起,实现了配料系统三层结构之间的通讯和监控,增强了系统的综合自动化水平,提高了配料生产系统的整体经济效益,具有重要的实际意义。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-14
  1.1 监控系统概述及发展趋势  10-11
  1.2 研究主要内容及意义  11-14
第二章 WINCC、OPC 和PLC 产品介绍  14-25
  2.1 WINCC 介绍  14-16
    2.1.1 WinCC 组态软件的概况  14-15
    2.1.2 WinCC 组态软件的主要功能和组件  15-16
  2.2 OPC 介绍  16-20
    2.2.1 OPC 技术概况  16-18
    2.2.2 OPC 与WinCC 通讯简介  18-19
    2.2.3 OPC 与PLC 通讯简介  19-20
  2.3 PLC 产品介绍  20-24
    2.3.1 西门子57 系列PLC 介绍  20-22
    2.3.2 欧姆龙C 系列PLC 介绍  22-23
    2.3.3 硬件通讯简介  23-24
  2.4 小结  24-25
第三章监控系统结构与总体设计  25-30
  3.1 信息监控系统总体构架  25
  3.2 硬件构架设计  25-26
  3.3 软件构架设计  26-28
  3.4 通讯方式简介和选择  28-29
  3.5 小结  29-30
第四章现场层PLC 设计和实现  30-46
  4.1 PLC 软件设计  30-38
    4.1.1 整体设计思路  30-31
    4.1.2 仓控制部分实现  31-36
    4.1.3 称控制部分实现  36-37
    4.1.4 手加料部分实现  37-38
    4.1.5 混合机部分实现  38
  4.2 关键程序介绍  38-41
  4.3 硬件配置和下载运行  41-45
  4.4 小结  45-46
第五章 WINCC 组态软件的过程监控和通讯实现  46-73
  5.1 WINCC 组态软件实现过程监控  46-53
    5.1.1 监控界面介绍  46-50
    5.1.2 实时大规模数据监控和下载  50-53
  5.2 主要编程技术介绍  53-59
    5.2.1 变量赋值  53-57
    5.2.2 交互性实现  57-59
  5.3.W INCC 组态软件与西门子PLC 通讯  59-66
    5.3.1 PLC 和WinCC 端通讯配置  59-60
    5.3.2 Step 7 数据变量下载  60-66
  5.4 WINCC 与其他非西门子PLC 通过OPC 通讯  66-72
  5.5 小结  72-73
第六章上层结构组态和管理功能设计  73-92
  6.1 C/S 和B/S 模式  73-80
    6.1.1 C/S 和B/S 模式简介和比较  73-76
    6.1.2 C/S 与B/S 混合体系结构的应用  76-77
    6.1.3 基于WinCC 的C/S 和B/S 实现  77-80
  6.2 管理层与WINCC 数据通讯  80-89
    6.2.1 OPC 的Visual Basic 编程语言  80-83
    6.2.2 OPC 的Visual Basic 编程实现  83-85
    6.2.3 信息管理层和过程监控层的通讯配置  85-87
    6.2.4 WinCC 数据转储实现  87-89
  6.3 网络化实时监控底层数据  89-91
    6.3.1 监控界面和报警处理  89
    6.3.2 参数数据交互  89-91
    6.3.3 数据报表打印处理  91
  6.4 小结  91-92
第七章总结和展望  92-94
参考文献  94-97
致谢  97-98
攻读硕士学位期间已录用的论文  98-100

基于WinCC和OPC的配料监控系统的设计与实现

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