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PLC冗余系统的应用与实现

作　者: 李泉
导　师: 南新元
学　校: 新疆大学
专　业: 控制工程
关键词: PLC 冗余技术 可靠性
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 55次
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内容摘要


随着工业规模的不断扩大以及工业制造水平的不断提高,更多的应用场合对可靠性提出了更高的要求。在工业现场中,由于控制对象和环境的千差万别,工况复杂多变,有时甚至一些人为因素都会对控制系统产生影响,无法保证系统长时间正常运行；无限制提高系统软硬件本身可靠性来满足整个系统的运行稳定是不现实的,因此需要利用冗余技术来提高系统的可靠性。本课题来源于废油再生控制系统中流量控制环节。在废油再生过程中,出油流量的稳定对于整个生产环节起着至关重要的作用。因此废油再生控制系统对于出油流量的稳定性有着严格的要求,控制系统在设计上采用PLC冗余控制的解决方案。本文首先介绍了可靠性的基本定义及分析方法,总结概述冗余技术提高可靠性的方法与主要分类。其次结合项目背景及实验室的实际情况,重点分析研究西门子PLC冗余系统,掌握软冗余包中四个功能块的作用,同时分析冗余系统正常运行过程中,数据同步过程和不同故障下的主备切换过程,寻求提高系统可靠性的方法。最后针对软冗余在废油再生控制系统中的应用,分析此系统的性能指标,验证PLC冗余控制系统从设计思想和实现技术上的可行性。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-5
目录  5-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 选题意义  7-8
  1.2 控制系统冗余的概念  8-9
  1.3 冗余技术的国内外发展现状  9-10
    1.3.1 冗余技术的意义  9
    1.3.2 冗余技术的发展  9-10
  1.4 本课题中PLC冗余系统应用背景  10-11
  1.5 本文研究的主要内容  11-13
第二章 冗余控制系统可靠性研究  13-24
  2.1 可靠性基本理论的主要因素  13-14
  2.2 可靠性理论的基本概念  14-16
  2.3 冗余系统的可靠性分析  16-21
    2.3.1 并联冗余系统的可靠性  17-20
    2.3.2 表决冗余系统的可靠性  20-21
  2.4 冗余技术的分析以及选用  21-22
  2.5 西门子PLC软冗余系统的可靠性分析  22-23
  2.6 本章小结  23-24
第三章 PLC冗余系统的工作原理及性能分析  24-40
  3.1 PLC冗余系统的工作原理与体系结构  24-25
    3.1.1 硬件冗余系统的体系结构  24
    3.1.2 软件冗余系统的体系结构  24-25
  3.2 冗余系统的实现原理  25-27
    3.2.1 硬件冗余系统的实现原理  25-26
    3.2.2 软件冗余系统的实现原理  26-27
  3.3 西门子软冗余包程序库功能概述  27-34
    3.3.1 初始化功能块FC100  28-31
    3.3.2 数据功能块FB101  31-33
    3.3.3 发送和接收数据功能块FB103  33-34
    3.3.4 诊断功能块FC102  34
  3.4 西门子PLC冗余系统的性能分析  34-37
    3.4.1 冗余系统的性能概述  34-35
    3.4.2 冗余系统数据同步分析  35-37
    3.4.3 冗余系统主备切换时间分析  37
  3.5 提高软冗余系统可靠性的方法  37-39
  3.6 本章小结  39-40
第四章 PLC冗余系统在废油再生控制系统中的应用  40-51
  4.1 PLC冗余系统的实现目标  40
  4.2 PLC软冗余控制系统硬件组成  40-41
  4.3 PLC软冗余系统软件编程  41-45
  4.4 电机转速测量系统的设计  45-50
    4.4.1 数字测速方法的选择  46-47
    4.4.2 电机转速测量系统的编程  47
    4.4.3 高速计数器向导配置  47-48
    4.4.4 高速脉冲测速程序编写  48-50
  4.5 本章小结  50-51
第五章 系统测试与性能分析  51-57
  5.1 初始化模块FC100配置  51-52
  5.2 基于PLC软冗余系统的电机转速测试  52-55
    5.2.1 软冗余系统控制下电机转速曲线模拟量测试  53-54
    5.2.2 软冗余系统控制下切换时间数字量测试  54-55
  5.3 本系统性能分析  55-57
    5.3.1 数据同步时间分析  55-56
    5.3.2 主备切换时间分析  56
    5.3.3 废油再生控制系统流量监控  56-57
结论与展望  57-59
参考文献  59-62
在读期间发表论文清单  62-63
致谢  63-65

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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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