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《武汉理工大学》 2004年
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基于现场总线的铺排船PLC控制系统的研究和开发

徐操  
【摘要】： 铺排船是一种为适应长江航道治理工程的需求而建造的专用工程船舶，主要用于铺设软体排。铺设软体排是目前在护堤和治理航道两项工程中采用的新技术。本文研究的就是基于现场总线的铺排船PLC控制系统。 本文首先为大家全面介绍了铺排船的系统构成和施工工艺流程，控制对象的特点以及控制要求，并依此制订了基于PROFIBUS现场总线的PLC控制方案。接着介绍了现场总线(特别是PROFIBUS现场总线)的特性及在工厂自动化系统中的位置。现场总线作为一种工业环境中的通信标准，与其它网路相比较，更适合于现场级设备的互连。与传统的控制系统相比，现场总线控制系统的特点可以概括成三点；数字信号传输；开放性系统；现场设备智能化。文中结合西门子公司的相关产品，深入研究了PROFIBUS-DP总线体系结构和应用时要考虑的实际问题。本文着重讨论了铺排船控制系统中使用的SIMATIC S7-300 PLC的系统结构、编程方式、硬件组成、通讯组网以及它们的应用。S7系列PLC采用了模块化、无排风扇结构和易于用户掌握等特点，这些特点使得它们成为各种小规模到中等性能要求以及大规模应用的首选产品。该系列提供了完成控制任务既方便又经济的解决方案。 如何运用“STEP7”组态软件来组态铺排船PLC控制系统和相应铺排控制编程是本文的核心内容。通过相应组态和编程，使我们对总线技术和PLC控制方法有了具体和深刻的认识。本文也简要介绍了触摸屏的原理、类型及触摸屏软件ProTool的使用。ProTool是组态基于Windows系统以及基于文本和图形显示的组态软件包，使用它可以组态整个SIMATICHMI设备系列中的所有设备。 文章的最后对项目中遇到的关键问题进行了总结。
【关键词】：铺排船 现场总线 可编程控制器 触摸屏
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TP273.5
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2004.041779
【目录】：
  • 第1章 绪论9-20
  • 1.1 铺排船的作用9-11
  • 1.2 软体铺排船的结构特点、组成和施工工艺流程11-14
  • 1.2.1 软体铺排船的结构特点和组成11-12
  • 1.2.2 软体铺排船的施工工艺流程12-14
  • 1.3 软体铺排船控制对象和控制要求14-15
  • 1.4 铺排船自控系统设备组成15-18
  • 1.5 铺排船PLC控制网络结构18
  • 1.6 论文的主要工作和贡献18-20
  • 第2章 PROFIBUS现场总线及其特性20-35
  • 2.1 现场总线技术的基本概念及特点20-22
  • 2.2 OSI参考模型与现场总线通信模型22-25
  • 2.2.1 OSI参考模型的结构22-23
  • 2.2.2 PROFIBUS通信模型23-25
  • 2.3 令牌(标记)访问控制方式25-26
  • 2.4 PROFIBUS-DP总线的基本功能26-29
  • 2.5 PROFIBUS-DP总线存取协议29-34
  • 2.6 电子设备数据文件(GSD)34-35
  • 第3章 工厂自动化控制系统35-45
  • 3.1 工厂智能型分布式控制系统35-37
  • 3.2 现场总线PROFIBUS控制系统配置形式37-40
  • 3.2.1 现场设备接口形式37-38
  • 3.2.2 系统结构类型38-40
  • 3.3 应用PROFIBUS构成控制系统时应考虑的问题40-43
  • 3.4 全集成自动化(TIA)SIMATIC43-45
  • 第4章 SIMATIC S7-300可编程序控制器45-59
  • 4.1 S7-300 PLC系统特性及硬件构成45-54
  • 4.1.1 S7-300 PLC的组成45-46
  • 4.1.2 S7-300的扩展能力46-47
  • 4.1.3 S7-300PLC中央处理单元CPU模块47-48
  • 4.1.4 S7-300PLC数字量模块48-49
  • 4.1.5 S7-300PLC模拟量模块49-51
  • 4.1.6 FM350-1计数模块与编码器51-53
  • 4.1.7 PS307电源模块53-54
  • 4.2 S7-300编程方式简介54-56
  • 4.3 S7-300网络与通信56-59
  • 第5章 SIEMENS触摸屏59-68
  • 5.1 触摸屏概述59-60
  • 5.1.1 触摸屏的工作原理59
  • 5.1.2 触摸屏的主要类型59-60
  • 5.2 PROTOOL的使用60-68
  • 5.2.1 ProTool简介60-61
  • 5.2.2 触摸屏的使用61-68
  • 第6章 软体铺排船PLC控制系统的组态及程序设计68-85
  • 6.1 组态69-76
  • 6.1.1 设计PLC主站69-71
  • 6.1.2 设计PLC子站71-74
  • 6.1.3 PLC模块的组网74-76
  • 6.2 PLC编程76-85
  • 6.2.1 程序的生成77-78
  • 6.2.2 PLC主站程序设计78-80
  • 6.2.3 PLC艏子站程序设计80-82
  • 6.2.4 PLC舯子站程序设计82-85
  • 第7章 结论85-86
  • 参考文献86-89
  • 致谢89-90
  • 发表论文90
  • 参加科研项目90-100
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