基于S7-300 PLC的空压站监控系统研究

发布时间：2021-07-18 17:01

　　空压站用于制造压缩空气,为工业生产中的气动设备提供动力,空压站系统工作的可靠性和高效性直接影响着全厂的生产作业和经济效益。随着现代工业生产管理的逐步精细化,企业期望构建具有气压控制精度高、能耗低且稳定性好的空压站监控系统,提升系统的自动化监控及管理水平。本文以某石油专用管企业空压站计算机监控项目为背景,按照厂家要求并根据工艺特点制定空压站监控系统总体设计方案,提出了变频控制和机组协调控制相组合的控制策略,进行了系统硬件设计和软件设计。整个系统为上位机监控层、PLC采集控制层和检测执行层三层构架形式,应用PROFIBUS-DP分布式控制技术建立主站PLC与ET200M从站的连接。监控层使用WinCC V7.3组态软件设计上位监控程序,采集控制层通过STEP7 V5.5软件完成PLC硬件组态及程序编写,实现系统控制方案,使用WinCC Flexible2008软件进行触摸屏程序开发,现场检测仪表和执行器组成系统检测执行层。最终完成空压站监控系统现场调试,实现了空压站现场工况的实时监测与控制。为实现监控系统对供气压力的精准控制,本文针对系统供气压力特性提出了变频调速系统的模糊自整定PID算法... 

【文章来源】：西安石油大学陕西省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 空压站监控系统发展现状
        1.2.1 螺杆空压机发展历程
        1.2.2 空压机的控制方式
        1.2.3 空压站监控方式研究现状
    1.3 课题研究意义
    1.4 论文研究内容
第二章 空压站监控系统总体方案设计
    2.1 空压站工艺概况及系统需求分析
        2.1.1 现场情况概述
        2.1.2 空压站工艺流程
        2.1.3 空压站监控系统建设需求分析
        2.1.4 监控变量分析与统计
    2.2 空压站监控系统总体设计
        2.2.1 系统设计依据
        2.2.2 空压站监控系统架构
    2.3 空压站恒压供气控制
        2.3.1 恒压供气PID闭环控制方案
        2.3.2 空压机组协调控制策略
    2.4 本章小结
第三章 模糊自整定PID控制方案设计
    3.1 控制算法的选择
    3.2 模糊控制基本理论
    3.3 模糊控制器
        3.3.1 模糊控制器基本结构
        3.3.2 模糊自整定PID控制器
    3.4 模糊自整定PID控制器的设计
    3.5 系统仿真
        3.5.1 模糊自整定PID控制系统建模
        3.5.2 仿真结果及分析
    3.6 本章小结
第四章 空压站监控系统硬件设计
    4.1 空压站监控系统硬件构成
    4.2 系统硬件详细设计与设备选型
        4.2.1 上位机硬件选型
        4.2.2 PLC硬件选型
        4.2.3 触摸屏选型
        4.2.4 传感器选型
    4.3 控制系统硬件连接
    4.4 系统控制柜设计
    4.5 本章小结
第五章 空压站监控系统软件设计
    5.1 空压站监控系统软件总体设计
    5.2 空压站PLC控制系统软件设计
        5.2.1 STEP7硬件组态与通信设置
        5.2.2 系统控制方案的实现
    5.3 上位机WinCC组态设计
        5.3.1 监控系统总体结构
        5.3.2 项目创建与监控画面组态
        5.3.3 创建全局脚本动作
    5.4 触摸屏的应用
    5.5 监控系统现场调试
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]空压机组气量调节的智能控制[J]. 黎章杰.  压缩机技术. 2016(04)
[2]基于S7-300 PLC的电镀恒温控制系统设计[J]. 徐竟天,张甜甜,程瑞洲,赵晓姣.  电镀与涂饰. 2015(12)
[3]基于S7-300PLC的Fuzzy-PID控制恒压供水系统设计[J]. 门顺治,郑欣,徐保国.  自动化与仪表. 2014(05)
[4]基于S7-300PLC的空压机在线监控系统设计[J]. 冯宇,何敏.  煤矿机械. 2013(12)
[5]空压机监控系统现状与发展趋势[J]. 文丽,戴巨川,袁贤松.  压缩机技术. 2013(05)
[6]空气动力用螺杆压缩机应用现状分析[J]. 王伟,刘妍,钱家祥.  压缩机技术. 2013(03)
[7]工业自动化控制系统发展现状及趋势[J]. 曾礼德.  中国石油和化工标准与质量. 2012(08)
[8]电厂空压站S7-300的PROFIBUS通信[J]. 王民,刘少文.  工业控制计算机. 2012(05)
[9]模糊PID控制在S7-300 PLC中的实现及应用[J]. 焦舟波,石红瑞.  工业仪表与自动化装置. 2011(03)
[10]基于AVR单片机的小型单螺杆空气压缩机控制器开发[J]. 陈辉,陈志平,张巨勇,邵森林.  机电工程. 2011(04)

硕士论文
[1]基于PLC控制的高温高压试验站计算机监控系统设计[D]. 任阿丹.西安理工大学 2010
[2]基于PLC模糊控制的桥式起重机变频调速系统的研究[D]. 章程.西南交通大学 2008
[3]自适应模糊控制技术在变频调速恒压供水系统中的应用研究[D]. 叶金虎.华中农业大学 2007
[4]模糊PID液位控制系统的设计与实现[D]. 李兵.合肥工业大学 2006
[5]基于DSP的空压机运行状态监控系统的开发[D]. 廖德健.武汉理工大学 2003



本文编号：3289990