基于工控网络在恒压供水过程控制系统中的应用研究

摘要

日常生活中，恒压供水系统在工业和用户中起着重要作用。如果自来水供水因故压力不足，将会影响人们的生活，影响工业产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。或者当发生火警时，若供水压力不足或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员伤亡。因此对供水区域采用恒压供水系统的研究，具有较大的经济和社会意义。
　　 本文主要工作为：
　　 1、设计一个基于工控网络和PLC来控制恒压供水系统，主要由三大部分组成:
　　 上位机（监控级）、下位机（底层控制级）和被控对象。上位机PC 实现友好的人机交互界面和在线实时数据处理，并采用工业以太网与下位机通讯组成实验装置的网络控制系统。下位机采用Siemens 公司的PLC，主要完成数据采集、信号处理、数字滤波、控制运算、模拟量与数字量输入输出以及通讯功能。
　　 2、建立了两级工控网络拓扑结构。以SIEMENS S7 工业通讯网络中的工业以太网及PROFIBUS-DP 现场总线，上层采用工业以太网(TCP/IP)，用于上位机PC和下位机PLC之间的通讯；下层采用PROFIBUS-DP 现场总线，用于下位机PLCS7-400/300 主站和从站ET200M之间的通讯。
　　 3、采用STEP 7 V5.3 对硬件配置进行组态和程序设计、并建立与PLC控制器的通讯和被控制对象的监控功能，实现控制层的恒压供水的自动调节控制。
　　 4、采用WINCC组态软件，在PC上位机进行过程控制对象的组态，达到了效果良好监控界面效果，用户操作方便。
　　 5、采用OPC 技术与VB软件编程，VB 作为一个客户端与OPC服务器建立联系，从而达到客户端计算机与西门子PLC间的通讯目的。
　　 本课题的研究完全模拟工业现场，采用实际对象物理模型、西门子PLC控制器，工业控制网络环境。所设计的PLC恒压供水监控系统已成功地在本校恒压供水过程实验室验证。运行结果表明：该系统完全满足其设计要求，具有操作方便、可靠性强、数据完整、监控及时等突出优点，该组网监控系统的成功设计，也为类似系统的设计提供了可取的经验。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第1 章绪论

第2 章西门子工业网络的简介

第3 章恒压供水网络控制系统的硬件设计

第4 章恒压供水网络控制系统的软件组态设计

第5章计算机网络通讯

第6 章结论与展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文目录

致谢