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1、洗选厂洗煤车间 PLC 控制及其组态(硕士论文)洗选厂洗煤车间控制及其组态摘要万本论文所研究的成庄矿洗选厂是一个年生产能力约为吨的矿井型动力煤选煤厂,包括原煤、洗煤、末煤、检修四个车间,全厂控制系统主要由原煤车间、洗煤车间、洗末煤车间三个控制部分组成。现在各个系统分别在各个车间的控制室,厂调度员和厂领导并不能及时掌握现场设备的运行状态,出现故障后只能通过电话来询问故障设备的编号和原因,有时也不便于集中管理和调度指挥。现在许多数据的统计还是停留在手工统计的基础上,这样由于种种原因可能出现数据的失真现象,另外对于数据的查询和存档都存在许多问题。全厂各个控制系统相对独立,没有一个生产调度系统,给生产
2、指挥和监视设备的运行状态带来相当大的困难。在增加生产调度系统的同时,也增加了不少新的洗选设备,厂内大部分控制系统由于近年来大量改造和几年前原来设计思路,远不能达到现在安全生产运行的需要,为此必须对全厂控制系统迸行完善,保证生产的安全高效的进行,同时为企业形成工业自动化系统奠定基础。目前,在工控领域 控制和上位机组态应用及其通讯是比较热门的技术,随着可编程序控制器技术的发展,由于其高可靠性、高性价比、广泛的工业现场适应性和方便的工艺扩展性能,在工业自动控制过程中得到了越来越广泛的应用。本文正是在这种背景下,从的基本结构入手,就目前国内常用的几种进行了性能比较,并对控制系统的通用设计方法和提高系统
3、可靠性的一些基本措施的应用研究作了尝试,重点探讨了控制系统硬件、软件的设计方法,在原煤车间的原煤主提升控制系统中,功能模块通过网用双绞线与井下机尾分站进行通讯,同时通过网络与各个配电室进行遁讯。洗煤车问的控制系统主要采用的系列,通过网络将现有的个分站都连接在了一起。对在实际现场控制过程中经常遇到的一些实际问题提出了具体解决方案。利用控制技术,对整个控制系统进行了自动控制系统设计。上位机采用北京亚控组态软件实现对的监控。关键词:,控制系统,远程监控,组态软件,人机界面 ,. : ,.。 , . , . ,., . . .,. , . , . ,., , . , ,第 页,. 。 ,. . .,.
4、 . , , . ., ,: ,? 第 页太原理工大学硕士研究生学位论文第一章绪论.方面的发展动态.,的发展现状长期以来,始终处于工业自动化控制领域的主战场,其主要原因在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案。另一方面,还必须依靠其它新技术来面对市场份额逐渐缩小所带来的冲击,尤其是工业所带来的冲击。需要解决的问题依然是新技术的采用、系统开放性和价格。随着软 控制组态软件技术的进一步完善和发展,这些事实使传统供应商必须在的技术发展与提高方面做出更加开放的高姿态。此外,开放式通信网络技术也得到了突破,并将融入更加开放的工业控制行业。不久前,公司公布了一套新的基于开放式控制系统的软
5、件产品,即.版本的自动化中心。是基于,与兼容的适合于工业的控制系统解决方案。 .提供了具有较高集成度的现场总线局域网的连接性能,以及远程程序设计。此外,它还为现场控制设备本地化集成提供了一种新的 /设备驱动程序,用于连接所安装的 /设备。软件公司也已推出了一套支持硬实时过程控制的嵌入式操作系统接口部件。该部件进一步结合了公司采用技术并运行于环境的工业 的硬实时控制软件。现在,公司的可视化逻辑控制器已经升级到.版。该控制器适合于.和两种操作系统,它的实时引擎能够直接与普通的和/集成在一起。.版本的控制器利用了一种增强型服务器驱动程序,因而比以前的版本具有更快的运行速度。公司最近推出了新版本的系列
6、工业控制组态软件包,即 ,它是基于 国际标准,并独立于任何硬件平台的软逻辑自动化控制软件包。在一个网络化过程控制系统环境中,该软件包能够应用于多种组态和分布式控制系统的开发,它包含了一套开发工具、应用程序工作平台,以及相应的“虚拟机器”运行时目标,该能够运行于各种各样的硬件平台。公司已经发布了一套新的控制软件包 工业逻辑第 页太原理工大学硕士研究生学位论文控制器,该软件能够完成一台所确定的控制任务,并且与程序执行时间一样快,均在 以内;还能够同时处理多任务工作,但不能同时超过个控制任务。一种具有优先级和多任务处理内核的机制保持着对每一件控制任务的跟?踪,确保控制任务能够取得最高的优先权。该软件
7、能够运行全部种标准程序设计语言和控制程序,支持两种类型的/控制设备。程序可以在/和下开发并运行,但也能够在下执行。公司也提供了一种工控软件产品。那些安装在支架上的控制系统已经有了小型的形状系数,但公司的控制软件已经被嵌入到中。软件能够满足各种类型工业用户的需要,从小型、单机系统到大型、分散多控制工作站应用。其特点包括全系列/模块、内藏和工业串行通信接口。最近,软件已经升级到.版本。其中,控制软件提供了事实上无限的梯形图逻辑控制顺序,同时允许有超过百万字的数据表;许多/应用接口;内藏引擎和服务器用于远程维护与管理;支持用户自己编写的、 、程序和设备驱动程序:适合于嵌入式服务器用;程序设计的在线运
8、行模式;坚固的/模块支持能力和许多其他标准功能;可以运行所输入的或是经过转换的一.一/、和一程序。.的发展趋势锄嗍是一门综合技术,其发展与微电子技术和计算机技术密切相关。随着可编程序控制器应用领域的不断扩大,它本身也在不断向两个主要趋势发展。其一是向小型化方向发展,体积更小、速度更快、功能更强和价格更低。今后的小型也将增加模拟量的处理功能,而且也将有灵活的组态特性,既要简单经济,又要不断增强功能和使用的方便性是小型的发展方向;其二是向大型网络化、高可靠性、好的兼容性和多功能方面发展。、大型网络化:主要是朝方向发展,使其具有系统的一些功能。网络化和通信能力强是发展的一个重要方面,向下可将多个、/
9、框架相连:向上与工业计算机、以太网、网等相连构成整个工厂的自动化控制系统。、高可靠性:由于控制系统的可靠性日益受到人们的重视,一些公司已将第 页太糸理学碛士研究生擘位论文自诊断技术、冗余技术、容错技术广泛应用到现有产品中,推出了高可靠性的冗余系统,并采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。 即使在恶劣、不稳定的工作环境下,坚固,全密封的模板依然可正常工作,在操作运行过程中模板还可热插拔、多功能:随着自调整、步进电机控制、位置控制、伺服控制等模块的出现,使控制领域更加宽广。如西门子公司早在年代就研制出了多回路闭环控制模块、步进电机控制模块、仿真模块和通信处理模块等。在年西门子又成功地开发出了、
10、系列,它具有 和操作模板为用户提供了方便人机界面,用户程序三级口令保护,极强的计算住能,完善的指令集,咿接口和通过工业现场总线以及以太网联网的网络能力,强劲的内部集成功能,全面的故障诊断功能:模块式结构可用于各处性能的扩展,脉冲输出晶闸管步迸电机和直流电机;快速的指令处理大大缩短了循环周期,并采用了高速计数器,高速中断处理可以分别响应过程事件,大幅度降低了成本。、编程软件的多样化和高级化:采用多种编程语言,有面向顺序语言和面向过程控制系统的流程图语言:还有与计算机兼容的高级语言,如,及汇编语言;另外还有专用的高级语言,例如三菱的采用编译的方法将语句变为梯形图程序;也有采用布尔逻辑语言的。也将具
11、有数据库,并可实现整个网络的数据库共享。还将不断发展自适应控制和专家系统。.组态软件方面的发展动态组态软件的出现,把用户从这些困境中解脱出来。随着它的快速发展,实时数据库、实时控制,、通讯及联网.开放数据接口、对/设备的广泛支持已成为它的主要内容,随着技术的发展,监控组态软件将会不断被赋予新的内容。组态软件产品于年代初出现,并在年代末期进入我国。在年以后,组态软件在国内的应用逐渐得到了普及。下面就对几种组态软件分别进行介绍:、:的软件是最早进入我国的组态软件。最新的.版已经完全基于位的平台,并且提供了支持。、:公司以组态软件起家,.软件提供工控入员熟悉的概念和操作界面,并提供完备的驱动程序。/
12、将自己最新的产品系第 页太原理大学硕士研究生学位论文列命名为,在中,提供了强大的组态功能,在中,的产品与的操作系统、网络进行了紧密的集成。、:公司的也是较早进入中国市场的产品。具有简洁的操作方式,但其操作方式更多的是面向程序员,而不是工控用户,提供了类似语言的脚本语言进行二次开发。、;的也是一套完备的组态开发环境,提供类语言的脚本,包括一个调试环境。内嵌支持,并可对分布式系统进行组态。但的结构较复杂,用户最好经过的培训以掌握的应用。、组态王:北京亚控公司的组态王是国内第一家较有影响的组态软件开发公司。组态王提供了资源管理器式的操作主界面,并且提供了以汉字作为关键字的脚本语言支持。组态王也提供多
13、种硬件驱动程序。、开物:华富计算机公司的是全位的组态开发平台,为工控用户提供了强大的实时曲线、历史曲线、报警、数据报表及报告功能。作为国内最早加入组织的软件开发商,内建支持,并提供数十种高性能驱动程序。提供面向对象的脚本语言编译器,支持组件和插件的即插即用,并支持通过连接外部数据库。、力控:大庆三维公司的力控从时间概念上来说,力控也是国内较早就已经出现的组态软件之一。年期间,力控得到了长足的发展,最新推出的.版在功能的丰富特性、易用性、开放性和驱动数量,都得到了很大的提高。在很多环节的设计上,力控都能从国内用户的角度出发,即注重实用性,又不失大软件的规范。另外,公司在产品的培训、用户技术支持等
14、方面投入了较大人力。其他常见的组态软件还有的,的,的,.组态软件是工业应用软件的一个组成部分,其发展受到很多因素的制约。归根结底,应用的带动对其发展起着最为关键的推动作用。.现场总线的发展动态现场总线是近年来自动化领域中发展很快的互连通信网络,具有协议简单、开放、容错能力强、实时性高、安全性好、成本低、适于频繁交换等特点,现场总线现处于群雄并起、百家争鸣的阶段。目前,国际上各种各样的现场总线有几第 页太原理工大学硕士研究生学位论文百种之多,统一的国际标准尚未建立。较著名的有基金会现场总线、现场总线、现场总线、现场总线、现场总线、 、公司的、总线等。智能化配电系统一般由主计算机,通信网络、智能化
15、开关和控制设备三部分组成。从目前国内外智能化配电系统所应用的现场总线来看,主要有、 、等,而、 、等现场总线在智能化配电系统中应用则较少。以上系统基本上都是采用单一的现场总线技术,即整个智能化配电系统中只采用一种现场总线,髌个系统构造比较单一。随着自动化技术和通信技术的发展,带有通信接口的产品应用量越来越大,而且随着用户对配电系统可靠性和灵活性的更高要求,加上各现场总线本身的特点以及相关的产品品种繁多,因此在一些工程的智能化配电系统中,采用一种现场总线的智能化产品往往不麓满足应用的全面要求,多现场总线产品共存于一个智能化配电系统已成为一个现实的问题。由于多现场总线系统中不同类型的产品均配专用的
16、通信协议,有的厂家还专门为自己的产品开发了专用的通信卡、通信控制器等专用设备,因此,整个系统中的产品由于通信协议不同无法直接和主控单元进行通信,这严重妨碍了用户的选择。对用户而言,如果在一个智能化配电系统中每一种智能化产品均选择其专用的通信卡或通信控制嚣,一个智能化系统将变得支离破碎,组态性和灵活性均较差,而且在系统进行改造或升级时,将要花费用户更多的时间和费用。因此,多现场总线技术在一个智能化配电系统中的应用已成为一个重要的研究课题。现场总线逐渐转向工业以太网络:现场总线协议长期争论不体,多种现场总线并存的状况引起了人们对现场总线之争的困惑,使得现场总线控制系统发展缓慢。为了加速新一代控制系统的发展,人们开始寻求新的出路一工业以太网。随着网络技术的发展,以太网基本上解决了在工业中应用的问题,最近、,、和等有关组织均有支持以太网和代/的动向,这些组织之所以参与以太网是因为它们的用户要求广泛支持的更快速、开放、可互操作的网络。以太网
