基于PLC的天然氣檢測控制系統(tǒng)設(shè)計

【摘要】：近年來,隨著能源資源越來越緊缺,天然氣在慢慢取代石油資源作為最重要的能源資源。而處于工業(yè)現(xiàn)場的檢測裝置作為天然氣數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(SCADA系統(tǒng))的重要組成部分,不但需要適應(yīng)系統(tǒng)不同的應(yīng)用領(lǐng)域,而且對于其應(yīng)用的靈活性、可靠性及可擴展性的要求也越來越高,其性能的好壞,將直接決定著系統(tǒng)的安全穩(wěn)定及可靠程度。 本課題針對北方某天然氣集氣站環(huán)境寒冷、氣候異常、現(xiàn)場設(shè)備復(fù)雜多樣化等特點,以SIMENS S7-400系列PLC為核心設(shè)計開發(fā)了一種實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及控制的天然氣集氣站檢測控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有安裝簡單、維護方便、配置靈活及高性能、低成本等特點,而且經(jīng)過簡單的軟硬件改造和升級,就可以適用于更大規(guī)模的天然氣集氣站及相關(guān)行業(yè)。 本文首先從課題研究背景和研究意義出發(fā),介紹了天然氣精確檢測及自動控制在現(xiàn)代能源中的重要意義,然后對PLC技術(shù)的發(fā)展、優(yōu)點及應(yīng)用領(lǐng)域做了簡要概述。 其次,根據(jù)天然氣檢測控制系統(tǒng)功能要求和技術(shù)指標得出系統(tǒng)的總體設(shè)計方案結(jié)構(gòu),采用遠程I/O控制方式分布搭建以PLC為控制核心的硬件結(jié)構(gòu)。 緊接著根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)指標對硬件模塊進行選擇,再由SIMENS S7-400編程軟件STEP-7對硬件模塊和通訊網(wǎng)絡(luò)進行組態(tài),分配各模塊地址。用梯形圖和STL相結(jié)合的編程語言來實現(xiàn)系統(tǒng)功能。 最后就系統(tǒng)進行整體調(diào)試,并進行干擾源分析和抗干擾處理,使此天然氣檢測控制系統(tǒng)達到預(yù)期目標,穩(wěn)定工作。 【關(guān)鍵詞】：可編程邏輯控制器 組態(tài)軟件 硬件冗余 觸摸屏
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 課題研究背景及意義9-12
• 1.1.1 課題研究背景9-10
• 1.1.2 課題研究意義10-12
• 1.2 PLC 概述12-16
• 1.2.1 PLC 的產(chǎn)生及發(fā)展12-13
• 1.2.2 PLC 的優(yōu)點及分類13-16
• 1.2.3 PLC 技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域16
• 1.3 本論文的主要工作和結(jié)構(gòu)安排16-18
• 第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計18-30
• 2.1 PLC 基本結(jié)構(gòu)和工作原理18-21
• 2.1.1 PLC 的基本結(jié)構(gòu)18-19
• 2.1.2 PLC 的工作原理19-21
• 2.2 基于PLC 的系統(tǒng)設(shè)計原則和步驟21-23
• 2.2.1 設(shè)計原則21-22
• 2.2.2 設(shè)計步驟22-23
• 2.3 檢測控制系統(tǒng)設(shè)計分析23-27
• 2.3.1 系統(tǒng)設(shè)計在軟硬件上的基本要求23-26
• 2.3.2 系統(tǒng)功能需求分析26-27
• 2.4 檢測控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計27-29
• 2.4.1 PLC 控制方案27-28
• 2.4.2 檢測控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計30-40
• 3.1 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成概述30
• 3.2 SIMATIC S7-400 系列PLC 綜述30-32
• 3.3 系統(tǒng)硬件模塊選擇32-39
• 3.3.1 CPU 的選擇32-33
• 3.3.2 人機交互設(shè)備的選擇33-34
• 3.3.3 I/O 模塊選擇34-36
• 3.3.4 存儲容量大小的選擇36-37
• 3.3.5 電源模塊的選擇37-38
• 3.3.6 通訊模塊的選擇38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 檢測控制系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)40-55
• 4.1 系統(tǒng)編程軟件STEP7 概述40-44
• 4.1.1 STEP7 標準軟件包介紹40-41
• 4.1.2 STEP7 中的塊41-44
• 4.2 系統(tǒng)在STEP7 中的硬件組態(tài)44-46
• 4.3 系統(tǒng)在STEP7 中的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)46-47
• 4.4 系統(tǒng)PLC 程序設(shè)計要求及實現(xiàn)47-54
• 4.4.1 系統(tǒng)PLC 程序設(shè)計要求47
• 4.4.2 系統(tǒng)軟件的實現(xiàn)47-48
• 4.4.3 具體程序的詳細說明48-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第五章 檢測控制系統(tǒng)組態(tài)軟件設(shè)計55-67
• 5.1 組態(tài)軟件概述55-57
• 5.2 系統(tǒng)組態(tài)軟件的選擇57
• 5.3 本系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計流程57-60
• 5.4 觸摸屏監(jiān)控畫面組態(tài)設(shè)計60-66
• 5.4.1 系統(tǒng)登陸界面設(shè)計60-61
• 5.4.2 系統(tǒng)功能性界面設(shè)計61-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 第六章 系統(tǒng)調(diào)試及抗干擾措施67-71
• 6.1 系統(tǒng)軟硬件調(diào)試67-69
• 6.1.1 系統(tǒng)軟件調(diào)試67-68
• 6.1.2 系統(tǒng)硬件調(diào)試68-69
• 6.2 系統(tǒng)抗干擾措施69-70
• 6.2.1 主要干擾源分析69-70
• 6.2.2 抗干擾措施70
• 6.3 本章小結(jié)70-71
• 第七章 結(jié)論71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-74
• 攻碩期間取得的研究成果74-75

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