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基于PLC自动化控制系统的通信技术研究

作 者: 赵晶
导 师: 冯建新; 陈元民
学 校: 东北大学
专 业: 电子与通信工程
关键词: PROFIBUS PLC 自动化控制生产线 触摸屏 通信
分类号: TP273
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 13次
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内容摘要


在工业领域,自动化技术以惊人的速度发展,而通信技术也随之不断变化、发展。现场总线技术(Fieldbus technology)一直是这一发展背后的推动力量。工厂自动化车间的监控及现场设备层数据通信和控制可以由PROFIBUS (Process field bus)过程现场总线来实现。PLC (Programmable Controller)与现场设备、客户端、服务器之间的实时通信就可以通过PROFIBUS总线来实现,由此可实现工厂的综合自动化要求及现场设备的智能化要求。PLC及PROFIBUS现场总线控制技术的研究和应用在我国工业自动化领域具有十分重大的意义。本论文主要研究基于PLC的自动化控制生产线的通信技术。自动化控制生产线是由送料、加工、装配、输送、分拣五个工作组组成的。第一工作组实现自动供料、第二工作组实现产品加工、第三工作组实现产品装配、第四工作组实现产品输送、第五工作组实现产品分拣。在研究西门子S7-300和西门子S7-200的软硬件应用及PROFIBUS现场总线的通信协议与PPI通信协议的基础上提出通信整改方案,并完成PROFIBUS现场总线通信协议应用接口,及其与现场设备、PLC和监控管理设备的互联,包括各主站、从站组态,系统程序结构及通信控制的设计。整改后方案为输送工作组采用西门子S7-300系列PLC作为一级主站,采用触摸屏TP170B作为二级主站,从站则包括S7-200系列PLC、变频器MM440、ET200M,而自动化控制生产系统主站和从站的联网通讯就由PROFIBUS现场总线来实现。对于PROFIBUS总线协议的研究可以帮助我们更深层次的掌握PROFIBUS总线的通信机制。PLC控制系统与现场总线技术的结合,既可以使系统高速实时通信,也可以使系统的稳定性,安全性以及实时性得到提高。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-14
  1.1 现场总线的发展和研究现状  10-11
  1.2 本课题研究的意义  11-12
  1.3 本课题的主要内容  12
  1.4 论文的组织结构  12-14
第2章 原自动化生产线概述  14-20
  2.1 原生产线的基本组成和功能  14-15
  2.2 原生产线的电气控制  15-17
    2.2.1 工作组的结构特点  15-16
    2.2.2 控制系统  16-17
  2.3 原生产线的供电电源  17
  2.4 原生产线的气源处理装置  17
  2.5 原生产线的网络架构  17-18
  2.6 本章小结  18-20
第3章 可编程序控制器及其通信技术的研究  20-46
  3.1 可编程序控制器概述  20-22
    3.1.1 可编程序控制器的由来  20
    3.1.2 可编程序控制器的定义  20-21
    3.1.3 可编程序控制器的工作原理  21-22
  3.2 可编程序控制器的结构  22-24
    3.2.1 硬件组成  22
    3.2.2 软件基础  22-24
  3.3 西门子S7-200/300系列PLC  24-30
    3.3.1 S7-200的技术指标  24-25
    3.3.2 S7-300的常用模块及其功能  25-28
    3.3.3 S7-300的组态  28-29
    3.3.4 I/O地址组态  29-30
    3.3.5 S7-300的机架组态  30
  3.4 PLC网络通信技术研究  30-45
    3.4.1 西门子PPI通信技术研究  30-33
    3.4.2 PROFIBUS通信技术研究  33-42
    3.4.3 PROFIBUS-DP通信技术研究  42-45
    3.4.4 两种通信方式对比得出的结论  45
  3.5 本章小结  45-46
第4章 新系统的总体设计  46-54
  4.1 新系统的设计思想  46
  4.2 新系统的总体设计方案  46-48
    4.2.1 原系统结构及功能  46-47
    4.2.2 新系统网络架构和功能划分  47-48
  4.3 新系统的程序结构  48-53
    4.3.1 新系统控制实现流程  48-50
    4.3.2 新系统程序功能  50-53
  4.4 本章小结  53-54
第5章 新系统关键技术的设计与实现  54-82
  5.1 新系统的软件、硬件要求  54-55
  5.2 新系统的组态  55-58
    5.2.1 主站组态  55-56
    5.2.2 组态EM277从站  56-57
    5.2.3 组态DP从站ET200M  57-58
  5.3 新系统通信协议的设计与实现  58-68
    5.3.1 PROFIBUS接口定义  58-59
    5.3.2 PROFIBUS通讯介质  59-61
    5.3.3 PROFIBUS-DP通信协议  61-68
  5.4 S7-300 PLC对S7-200、ET200M控制  68-71
  5.5 S7-300 PLC对MM440控制  71-72
  5.6 S7-300 PLC对TP170B控制  72-74
  5.7 新系统的关键从站  74-79
  5.8 本章小结  79-82
第6章 结论  82-84
参考文献  84-88
致谢  88

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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
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