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基于PROFINET的卷烟薄丝生产线分布式控制系统的研究

作　者: 邵育兰
导　师: 崔群
学　校: 安徽工程大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 卷烟薄片制丝线 PROFINET S7-400 WinCC
分类号: TS43
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


烟厂薄丝生产线是卷烟制丝加工的重要工艺环节之一,直接影响着卷烟的内在品质。这就要求薄丝线的控制系统灵活、系统扩充及更新换代方便。杭州卷烟厂薄丝生产线设备众多、分布广泛、控制复杂,其运用现场总线技术通过PLC与服务器、客户端、现场设备通信的过程中,数据读取速度慢、设备连线复杂、不易维修等缺点,使得制系统显然不能适应现状、无法满足控制需求。经查阅相关文献,对薄丝线控制系统的整体方案做了理论分析,结合薄丝线仪器设备空间分布范围广的现状和数据高效、快速读取的功能要求,提出了用工业以太网PROFINET代替PROFIBUS,总线系统与现场设备连接、通信的解决方案。通过集成PROFINET接口,分布式现场设备可以使用PROFINET IO集成到基于工业以太网的PROFINET上,从而可以实现上位机与系统PLC以及现场设备的直接数据传输与读取。本文的主要工作和成果如下：熟悉卷烟薄丝线生产工艺的基础上,对比传统的控制系统的优缺点,提出用工业以太网PROFINET代替PROFIBUS总线系统的思想,确定基于PROFINET的分布式网络控制系统的总体方案。研究基于工业以太网的PROFINET网络通信,详细分析控制系统的控制对象、网络结构、硬件配置与选型、软件平台。结合薄丝线的生产工艺和功能要求,设计了基于西门子S7-400PLC、PROFINET的自动化控制系统,研究控制系统的硬件选型设计、基于PROFINET的通信模型建立和PLC程序的设计。采用西门子组态软件Win CC来设计上位机监控系统,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。提出的基于PROFINET的分布式控制系统方案,具有操作简单、读取速度快、可靠性强、传输距离远、监控及时等突出优点,经过试验和调试,系统运行稳定,兼容性强,具有一定的实际应用意义。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第1章 绪论  11-16
  1.1 课题背景及现实意义  11-14
    1.1.1 传统控制系统  11-13
    1.1.2 基于以太网的PROFINET  13-14
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  14-15
  1.3 本课题的主要研究内容  15-16
第2章 控制系统的设计方案  16-25
  2.1 相关技术介绍  16-23
    2.1.1 PROFINET技术  16-19
    2.1.2 生产工艺  19-20
    2.1.3 西门子工业网络通信  20-21
    2.1.4 PLC技术  21-23
  2.2 总体方案设计  23-24
    2.2.1 方案确定  23
    2.2.2 方案网络结构图  23-24
  2.3 本章小结  24-25
第3章 系统硬件设计  25-40
  3.1 工艺控制流程  25-26
  3.2 系统控制要求和技术指标  26-28
    3.2.1 控制要求  26-27
    3.2.2 技术参数指标  27-28
  3.3 硬件选型  28-32
  3.4 系统硬件设计  32-39
    3.4.1 控制对象布局  32-34
    3.4.2 控制系统电气原理图  34-39
  3.5 本章小结  39-40
第4章 软件设计  40-55
  4.1 软件介绍  40-44
    4.1.1 STEP 7软件  40-41
    4.1.2 STEP 7功能  41-42
    4.1.3 STEP 7创建项目  42-44
  4.2 硬件组态  44-45
  4.3 程序设计与编程  45-54
    4.3.1 控制过程  46-47
    4.3.2 程序设计  47-54
  4.4 本章小结  54-55
第5章 监控与系统调试  55-58
  5.1 监控软件  55-56
  5.2 监控组态  56-57
  5.3 监控显示  57
  5.4 本章小结  57-58
第6章 控制系统的实现  58-63
  6.1 硬件安装  58-59
  6.2 软件实现  59-62
  6.3 本章小结  62-63
第7章 结论与展望  63-64
参考文献  64-67
攻读学位期间发表的学术论文  67-68
致谢  68

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 烟草工业 > 机械与设备
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