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基于现场总线的自动配料系统的研究与分析

作　者: 张兢
导　师: 李浩
学　校: 武汉理工大学
专　业: 电机与电器
关键词: 配料 PROFIBUS-DP PLC WinCC 数据库访问
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着社会的发展,科技在不断进步,自动配料在工业生产中发挥着越来越重要的作用,它集运送、测量、配料等功能于一体,广泛应用于饲料、化工等行业。结合机电一体化、现场总线技术以及高级的控制理论设计高精度、信息化、智能化的自动配料系统成为配料领域发展的必然趋势。现场总线技术综合了计算机技术、通信技术、自动控制技术、网络技术和智能仪表技术等多种技术手段,构成了一种全分散、全数字、智能、双向、互联、多变量、多接点的通信与控制系统。本文运用PROFIBUS-DP现场总线协议构建了一个分布式的PLC控制系统,实现了传输信号的数字化,其全分布、全数字、全开放的特性,解决了集散型控制系统中存在的不足。本课题开发了一套基于PROFIBUS-DP现场总线的自动配料系统,以西门子公司功能强大、可靠性高的S7-300PLC作为核心控制器,即PROFIBUS-DP系统中的主站,S7-200PLC和从站扩展模块EM277B作为从站,通过现场总线技术把各类仪表及现场设备连结起来,实现各设备的控制和各设备之间的通信等功能；接着通过WinCC对生产过程进行组态,实现对生产现场的监控和控制；最后运用面向对象的编程语言Visual C++实现了基于ADO的数据库访问技术,主要功能包括对历史配方数据的查询、修改、导出等。系统的整体设计结合了计算机和自动控制的思想,提出了一套模块化、结构化的编程思想,设计了可重用模块。该系统基于WinCC与PLC,方便的实现了系统的自动控制。软件组态灵活,控制方案完全适应不同层次用户的需要,维护方便。硬件上支持与多种设备相连接,可以组成不同的控制系统。采用现场总线通信网络,将生产过程数据上送到管理层,实现数据共享及远程监控。实践表明,本课题实现了“机电一体、软硬结合、管控兼备”的性能,并通过预留的参数设置接口,使内部程序模块化、规范化、商业化。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第1章 绪论  8-19
  1.1 课题背景  8-9
  1.2 配料系统和现场总线的发展现状  9-11
    1.2.1 配料系统的发展现状  9-10
    1.2.2 现场总线技术的发展现状  10-11
  1.3 相关技术简介  11-17
    1.3.1 PROFIBUS-DP现场总线技术  11-14
    1.3.2 可编程序控制器(PLC)技术  14-15
    1.3.3 WinCC概述  15-16
    1.3.4 结构化查询语言SQL  16-17
  1.4 课题的研究目的及意义  17-18
  1.5 课题研究的主要内容  18-19
第2章 配料系统的总体方案  19-26
  2.1 自动配料工艺流程  19-21
  2.2 系统方案的确定  21-23
  2.3 系统的总体框架  23-25
  2.4 本章小结  25-26
第3章 配料系统的硬件选型及通讯设计  26-39
  3.1 配料系统的硬件选型及设计  26-30
    3.1.1 S7-300PLC与S7-200PLC  26-27
    3.1.2 从站模块EM277与EM277B的应用  27-29
    3.1.3 称重控制器GM8802F  29-30
  3.2 S7-300与S7-200之间的地址区数据交换  30-34
  3.3 称重部分的通讯设计  34-38
    3.3.1 自由端口模式  34-35
    3.3.2 发送指令与接收指令  35-36
    3.3.3 通信程序的设计  36-38
  3.4 本章小结  38-39
第4章 配料系统的软件设计  39-55
  4.1 控制模块的软件设计  39-48
    4.1.1 编程方式与程序结构  39-41
    4.1.2 工段控制部分的设计  41-45
    4.1.3 称重控制部分的设计  45-48
  4.2 监控模块的软件设计  48-54
    4.2.1 控制模块与监控模块的通信组态  48-52
    4.2.2 生产监控画面的设计  52-54
  4.3 本章小结  54-55
第5章 配料系统数据库访问技术的实现  55-70
  5.1 数据库访问技术的选择  55-56
  5.2 ADO模型  56-58
  5.3 ADO对象封装类CADOCo  58-60
  5.4 数据表查询功能的实现  60-63
  5.5 报表的导出  63-68
  5.6 报表查询界面的实现  68-69
  5.7 本章小结  69-70
第6章 总结与展望  70-72
参考文献  72-75
致谢  75

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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