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湿法树脂DCS配料监控系统设计与应用

作　者: 顾曼曼
导　师: 王华强
学　校: 合肥工业大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 配料系统 DCS PLC WinCC 工业以太网
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


目前，国内大部分的湿法树脂配料生产采用仪表控制、人工填料，产品的质量不能得到保证，生产安全性也不高。为了使配料生产过程更加安全、可靠和高效，以计算机为核心的集散控制系统被广泛采用。本课题以湿法树脂配料系统为研究对象，将DCS应用于配料生产的监控，既节省了人力劳动，又提高了配料生产的自动化水平。本文根据湿法树脂配料生产线的建设，分析了配料生产工艺和控制要求，决定采用以西门子S7-300PLC和组态软件WinCC为核心的DCS控制方案。详细介绍了系统硬件电路设计、PLC编程设计和上位机组态界面设计。硬件设计包括配电电路设计、釜电机控制设计以及现场电磁阀控制设计等，实现了配料系统自动、手动等控制模式和泵阀联动等控制要求。PLC编程采用西门子STEP7标准编程软件，利用梯形图编程方式。上位机界面采用组态软件WinCC，利用工业以太网实现与PLC的数据通信，为配料生产过程提供标准的、丰富的工艺操作界面，并率先提出在WinCC组态界面上实现配料生产的选料操作功能。本文设计的湿法树脂配料DCS监控系统实际运行稳定，操作简单，安全性也比较高，很好地满足了用户的需求。该套控制系统设计具有可扩展性和一定的典型性，为DCS在类似行业中应用和发展提供了一定的理论和技术基础。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
致谢  7-13
第一章 绪论  13-17
  1.1 课题来源  13
  1.2 配料系统发展状况  13-14
  1.3 集散控制系统（DCS）介绍  14
  1.4 课题的主要内容、研究成果及意义  14-16
    1.4.1 课题主要内容  14-15
    1.4.2 课题研究成果  15-16
    1.4.3 课题研究意义  16
  1.5 本章小结  16-17
第二章 配料监控系统设计方案分析  17-22
  2.1 湿法树脂配料工艺简介  17-18
  2.2 配料监控系统总体设计  18-19
  2.3 系统硬件结构分析  19-20
  2.4 系统软件体系分析  20-21
  2.5 系统通信方式选择及介绍  21
  2.6 本章小结  21-22
第三章 监控系统硬件设计和技术分析  22-35
  3.1 系统配电电路设计  22-23
  3.2 现场设备层控制设计  23-32
    3.2.1 釜电机电气控制设计  23-26
    3.2.2 现场物料泵控制设计  26-27
    3.2.3 现场电磁阀控制设计  27-30
    3.2.4 称重电路设计  30-31
    3.2.5 故障报警电路设计  31-32
  3.3 过程控制层设计  32-34
    3.3.1 PLC 硬件配置  32-33
    3.3.2 PLC 硬件组态及通信设置  33-34
  3.4 集中操作监控层硬件配置  34
  3.5 本章小结  34-35
第四章 DCS 监控系统编程设计与实现  35-48
  4.0 编程软件介绍  35-36
  4.1 主程序块（OB1）设计  36-38
  4.2 开泵程序设计  38-39
  4.3 模拟量采集程序设计  39
  4.4 报警处理程序设计  39-41
  4.5 釜阀门制程序设计  41-45
    4.5.1 1 号釜原料选定程序  41-43
    4.5.2 1 号釜阀门控制程序  43-44
    4.5.3 1 号釜称重受干扰程序  44-45
  4.6 罐阀门控制程序设计  45-47
  4.7 手动时釜和罐阀门运行指示程序设计  47
  4.8 本章小结  47-48
第五章 DCS 监控系统上位机组态设计  48-59
  5.1 组态软件 WinCC 介绍  48-49
  5.2 配料工艺界面组态  49-54
    5.2.1 选料功能区  49-52
    5.2.2 报警功能区  52
    5.2.3 下料显示功能区  52-54
  5.3 液位画面组态  54-56
  5.4 变量归档组态  56
  5.5 WinCC 与 PLC 通讯实现  56-58
  5.6 本章小结  58-59
第六章 总结与展望  59-61
  6.1 总结  59-60
  6.2 展望  60-61
参考文献  61-63
附录 1 系统配电图  63-65
  1#系统配电图  63-64
  2#系统配电图  64-65
附录 2 1 号釜电机控制图  65-66
附录 3 1 号原料泵阀和溶剂泵阀控制图  66-68
  1 号原料泵阀控制图  66-67
  1 号溶剂泵阀控制图  67-68
附录 4 1 号釜称重连线图  68-69

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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 > 监视、报警、故障诊断系统
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