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1、毕业设计报告（论文）报告（论文）题目：采油监控系统的设计 作者所在系部： 机械工程系 作者所在专业： 机械设计制造及其自动化 作者所在班级： B05114 作 者 姓 名 ： 作 者 学 号 ： 指导教师姓名： 完 成 时 间 ： 2 0日 北华航天工业学院教务处制北华航天工业学院毕业设计（论文）任务书（理工类）学生姓名： 专 业： 自动化 班 级： 学 号： 指导教师： 职 称： 完成时间： 2 毕业设计（论文）题目：环道控制系统下位软件设计方案二题目来源教师科研课 题纵向课题（）题目类型理论研究（）注：请直接在所属项目括号内打“”横向课题（）应用研究（）教师自拟课题（）应用设计（）学生自拟
2、课题（）其 他（）总体设计要求及技术要点：根据试验环道工程实际情况和实验工艺要求、该环道工程的自动控制部分的设计方案，实现对环道实验工艺的过程控制与数据采集，设计出完整的按控制阀、泵、搅拌器单独控制的软件，以方便在上位机按工艺要求，自由构成流程。1、 所要控制的执行机构包含：电动球阀20个、电动闸阀3个、变频器1台、搅拌器1台；2、 所需要采集的数据量为：压力10点、差压2点、温度26点、地温30点、液位1点、流量2点；3、 环道压力：02.5MPa 环道流量：0500m3/h 热媒温度：080 储油罐液位：07.8m地温场温度：-2080；4、 实现执行机构的单独控制，设计流量、温度的PID
3、控制，保证上位机能自由组态。工作环境及技术条件：联网计算机一台，RSLogix5000软件，有关的技术手册。工作内容及最终成果：1、 研究系统的工作需求；2、 分析所用控制阀的控制要求，画出总体流程图和不同种类阀门的分流程图以及PID控制流程图；3、 进行下位系统的组态和单元整定；4、 分配下位PLC资源，确定控制、采集用标签；5、 完成控制程序的编制；6、 做出使用说明书。时间进度安排：1、第七学期第6周第15周，查阅资料，完成开题报告、文献综述、外文文献翻译；2、第七学期第16周第17周，开题报告审阅、答辩；3、第八学期第1周第4周，分析所用控制阀的控制要求，画出总体流程图和不同种类阀门的
4、分流程图以及PID控制流程图；4、第八学期第5周第7周，进行下位系统的组态和单元整定，分配下位PLC资源，确定控制、采集用标签；5、第八学期第8周第14周，完成控制程序的编制；6、第八学期第15周第17周，做出使用说明书，完成毕业设计论文。指导教师签字： 年 月 日教研室主任意见：教研室主任签字： 年 月 日 北华航天工业学院毕业论文摘 要论文的研究工作是以某石油环道控制系统设计为背景展开的，并且详细介绍了通过PLC控制下位系统工作的情况，以自由组态的形式对系统进行控制，使得程序具有更灵活的控制途径和更完备的控制方法。本文在深入分析ControlNet总线技术的基础上，重点解析了Control
5、Net在各总线中的优势，同时阐述了其在环道控制系统中的应用，并且以Rockwell出品的RSLogix5000为基础，编写了自由组态的独立控制部分软件。论文的主要论述了各类控制阀门的自由控制，尤其是使用周期性PID控制的方法解决大量运算带来的滞后问题。本文对系统的硬件、选型、软件中流程控制的实现均有较为详细的阐述，对使用的编程软件也有描述，对于本系统的下位控制特点也进行总结说明，比较详尽地叙述了整个系统的相关事宜。关键词 ControlNet现场总线 RSLogix5000 独立控制 自由组态IVAbstractAmong the research work on a oil-transpor
6、t-system. Central Control System is designed to start the background and details of the PLC passed under the control of operation of the system, a free configuration of the system in the form of control, making the process of a more flexible way to control And better control methods. In this paper,
7、in-depth analysis of ControlNet bus technology on the basis of analytical focus of the ControlNet in all of the advantages of bus, on its part, the control system of application, and to Rockwells RSLogix5000-based products, prepared by the Liberal Group State of independent control of the software.
8、Among the main control valve on a variety of free control, particularly the use of cyclical PID control a large number of ways to solve the delay problem of computing. In this paper, the system hardware, selection, process control software in the realization are described in detail, the use of the s
9、oftware programming have described, the system under the control of features have also concluded that more detailed description of the entire system The related issues. Key words ControlNet Fieldbus RSLogix5000 Software Independent Control Free Configuration目 录第1章 绪论11.1 课题背景及国内外研究概况11.2 现场总线和工业控制网络
10、11.3 课题的建立以及本文完成的主要工作3第2章 CONTROLNET总线技术42.1 现场总线的发展42.2 ControlNet现场总线技术特点及其网络体系结构52.2.1 基于生产者/消费者的通讯模式52.2.2 ControlNet现场总线的仲裁方式62.2.3 ControlNet现场总线的网络体系结构92.3 小结10第3章 系统硬件概况113.1 系统概况113.2 功能模块123.2.1 CPU模块123.2.2 SRM热备模块133.2.3 电源模块133.2.4 C-NET模块133.2.5 模拟输入模块133.2.6 模拟输出模块143.2.7 RTD模块143.2.8
11、 开关量输入模块143.2.9 开关量输出模块143.3 冗余的实现143.4 小结15第4章 下位系统软件概况164.1 下位软件概况164.2 RSLogix5000软件简介164.2.1 软件概况164.2.2 程序界面174.3 程序标签设定184.4 程序流程184.5 程序简介244.6 小结24第5章 课题特点255.1 ControlNet现场总线技术应用255.2 双机热备冗余结构255.3 PID周期运算25第6章 结论26致谢27参考文献28附录29环道控制系统下位软件设计方案二第1章 绪论1.1 课题背景及国内外研究概况一直以来，世界各国对能源的需求量还在不断地扩大，能
12、源作为一个国家发展的基本保障越来越受到重视。与此同时，因为能源特别是石油而引发的冲突接连不断。为了保证能源的供应，我国一直在积极寻找国内油田，而且在国际上也积极寻找供应，因此目前我国的石油供应呈现多样化趋势。石油的运输主要通过输油管道进行，而输油本身就是一项耗能巨大的工业过程。如何在油品多样化的现状下寻找出不同油品运输的最低成本方案，这成为一项重要的研究课题。建设大口径、多功能、自动化水平高的石油试验环道，可以得到不同环境下石油储运的各种数据，为各储运站提供可靠、准确的试验数据，使石油储运最大化、科学化，减少储运过程中的维护工作。但是，我国目前还没有这样一个完善的、能够对不同油品运输工况进行试
13、验的场所，为此建立一个大型的、国际一流的输油管道试验基地显得十分必要。本课题就是抓住了这一契机，采用先进的计算机控制系统组成上位机、PLC控制系统作为下位机，系统具有网络控制功能和远程控制接口，同时为了确保系统的安全可靠性，上、下位机均拟采用硬件冗余的方案，完成输油管道试验系统的控制与数据采集。通过本课题的研究提出适合一般工业领域基于现场总线技术的过程控制系统方案并推广。为了更好的满足试验需求，工艺流程控制过程能够实现停输再启动试验，在此基础上，尽可能增加流程切换的灵活性，可在多种工况下进行各项试验，于是产生了本部分的各控制阀等的独立控制。试验环道的数据全部实现自动化采集，检测设备采用高精度仪
14、表。为适应环道将来进行其他油品测试的需要，预留原油卸车接口。1.2 现场总线和工业控制网络在企业信息化和自动化领域内，计算机技术、控制技术、网络与通信技术的结合孕育了现场总线技术和网络控制技术。作为近年来在国际上迅速发展起来的、备受关注的网络控制新技术，现场总线是一种应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统。被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。随着微处理器与计算机功能的不断增强和价格的急剧降低，计算机与计算机网络控制得到迅速发展。工厂底层控制除需完成现场自动化设备之间的多点数字通信外，还必须实现底层现场设备与外界的信息交换。现场总线就是在这种实际需求的驱动下应运而生的。现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表，使它们各自都具有了数字计算和数字通信能力。在此基础上，即可采用简单连接的双绞线、同轴电缆等作为总线，把多个测量控制仪表连接成为网络系统，并按照公开规范的通信协议，使位于现场的多个微机化测量控
