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S7-300 PLC在过程控制系统中的应用(实验室水箱液位)

作 者: 徐丽
导 师: 吴庆洪
学 校: 辽宁科技大学
专 业: 控制工程
关键词: S7-300PLC PID 过程控制 液位 WINCC
分类号: TP273.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要


本文介绍了基于西门子公司S7-300 PLC的过程控制系统(PID控制)的设计。在进行硬件设计时采用集成了PROFINET功能的CPU315-2DP,网络拓扑结合PROFINET与工业以太网。叙述了S7-300 PLC的硬件及STEP 7编程软件的应用。着重介绍了STEP7软件中的FB41功能块的参数设置及编程应用。针对过程控制系统的硬件组态、软件配置、网络结构、完成的功能、变频调速的PID控制工作过程和调节功能分别做了较详细的讨论。S7-300 PLC通过PROFIBUS-DP通信方式控制MM440变频器,实现液位的自动控制,达到了提高控制水平的目的。本文同时介绍了如何通过西门子的视窗操作软件WINCC,综合运用OPC技术和数据库技术实现液位控制系统中的各种类型的数据的采集,实现液位的实时监控,从而实现了生产执行系统对现场的各种类型数据进行采集与监控。在S7-300 PLC的硬件(AI/AO模块)及WINCC软件中分别对报警做了详细设置,确保控制系统的安全性。此系统的实验数据基本达到控制系统的要求。

全文目录


中文摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1. 绪论  8-13
  1.1 过程控制概述  8-9
  1.2 生产过程自动化的发展概况和趋势  9-11
    1.2.1 第一阶段(50 年代以前)  9-10
    1.2.2 第二阶段(60 年代的10 年)  10-11
    1.2.3 第三阶段(70 年代后)  11
  1.3 课题的开发背景  11-12
  1.4 课题开发的意义  12-13
2. 西门子 S7-300 PLC  13-18
  2.1 S7-300 PLC 简介  13-16
    2.1.1 一般特性  13-14
    2.1.2 编程工具  14
    2.1.3 通讯  14-15
    2.1.4 模块的种类  15
    2.1.5 扩展功能选项  15-16
  2.2 S7-300 PLC 模块特性  16-18
    2.2.1 电源模块  16
    2.2.2 数字量模块  16
    2.2.3 模拟量模块  16-17
    2.2.4 特殊模块  17-18
3. 过程控制系统的硬件设计  18-26
  3.1 过程控制系统的原理  18-22
    3.1.1 控制对象的结构和控制特性  18-21
    3.1.2 液位控制系统的结构示意图  21-22
  3.2 硬件设计原理  22-26
    3.2.1 PLC 中 AI/AO 模块  23
    3.2.2 MM440 的接线及参数设置  23-25
    3.2.3 电动执行器与手操器的接线和设置  25-26
4. 过程控制系统软件设计  26-47
  4.1 STEP 7 软件  26
  4.2 PID 控制算法  26-31
    4.2.1 模拟 PID 算法  27-28
    4.2.2 数字式 PID 控制算法  28-31
  4.3 S7-300 PLC 中标准PID 功能块(S)FB41  31-39
    4.3.1 FB41 的应用  32
    4.3.2 FB41 的描述  32-33
    4.3.3 FB41 子功能详细描述  33-36
    4.3.4 PID 参数定义  36-39
  4.4 液位控制系统程序设计  39-47
5. 过程控制的数据处理  47-53
  5.1 WINCC 简介  47
  5.2 过程值归档  47-52
    5.2.1 WinCC 与S7-300 PLC 通信及监控画面编程  47-49
    5.2.2 过程变量归档  49-52
  5.3 消息系统  52
  5.4 报表系统  52-53
6. 结论  53-54
参考文献  54-56
致谢  56

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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 > 计算机控制、计算机控制系统
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