哈尔滨市沿江污水泵站监控系统的研究

摘要

随着城市建设的迅速发展,市政污水泵站的数量和规模也在不断地增加.通过构建城市污水泵站监控网络,实现整个过程无人自动化已迫在眉睫.本文讨论了污水泵站监控网络的设计构思及实现的系统功能,重点阐述了该系统的控制工艺、模型和仿真、软硬件组成及网络结构.单体泵站PLC程序的开发过程中,首先建立了泵站控制工艺,并在此基础上,利用赋时Petri网创建了模型并进行了仿真和分析,从而论证了方案的可行性.然后利用该模型,开发出了PLC梯形图.研究表明,这种方法可被广泛地应用于泵站控制系统的研究和开发中.利用以太网、MPI协议、TCP/IP协议及ISDN标准构建了监控网络的通信系统,并深入分析了各协议的通信机制.重点叙述了MPI网硬件组成和软件开发,并且根据具体应用项目的指标,给出了实现方案.OPC(OLE forprocess control)技术是近年来的技术热点,本文介绍了OPC技术的产生背景和发展现状,同时阐述了OPC技术在以太网中的应用,并基于OPC技术实现了软件之间的远程数据访问.在监控机组态界面的开发过程中,利用WinCC(Windows Control Center,窗口控制中心)组态软件,实现了PLC与监控机之间的通信及监控机监控画面的制作.本系统已经通过哈尔滨市科学技术局和用户的验收.经过一年多来的运行,表明了该系统是稳定的.它满足了污水泵站监控网络的通信需求,实现了无人职守的目标.它的原理和方法具有一定的先进性,对类似系统的开发具有指导意义.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题来源及研究的目的和意义

1.2国内外泵站监控系统的发展现状及分析

1.2.1早期的监控系统

1.2.2集散控制系统

1.2.3基于现场总线技术的PLC网络

1.2.4泵站控制系统建模

1.3主要研究内容

第2章泵站控制系统模型的建立

2.1控制工艺

2.1.1泵站主控工艺

2.1.2单台机组的自动启停工艺

2.1.3真空泵控制工艺

2.1.4设备运行时间累计

2.2泵站自控系统的佩特里(Petri)网模型

2.2.1佩特里(Petri)网的定义

2.2.2泵站自控系统属性为离散事件动态系统

2.2.3赋时Petri网

2.2.4 TTPN建模及仿真软件Visual Object Net++

2.2.5建立泵站控制系统模型

2.2.6佩特里(Petri)网模型分析

2.3本章小结

第3章Petri网方法的PLC控制系统程序的设计

3.1 PLC梯形图程序的开发

3.2本章小结

第4章泵站监控系统的网络拓扑结构及通信原理

4.1多协议通信原理概述

4.1.1 OPC技术

4.1.2以太网技术

4.1.3 TCP/IP协议组

4.1.4 Profibus-Dp现场总线技术

4.1.5 MPI网

4.1.6宽带ISDN技术

4.2建立沿江泵站通信系统

4.2.1中央控制室内的通信网络

4.2.2现场泵站内的通信网络

4.2.3现场泵站与中央控制室的通信

4.3现场泵站MPI网的开发

4.3.1开发该MPI网所需的硬件

4.3.2开发该MPI网所需的软件

4.4泵站低层数据采集参数

4.5中央控制室以太网拓扑结构的有效性分析

4.6本章小结

第5章监控组态软件关键技术的分析和应用

5.1监控组态软件在自动化监控系统中所处的地位及组成

5.2监控组态软件的实时数据库

5.2.1监控组态软件使用实时数据库是技术发展的必然

5.2.2组态软件的数据流

5.2.3实时数据库的过程数据和作用

5.2.4实时数据库的特点

5.2.5实时数据库的结构体系和系统结构

5.3 I/O设备驱动程序在组态软件中的地位

5.4监控组态软件的网络体系和通信功能

5.5监控组态软件与第三方软件的通信方式

5.5.1 DDE标准

5.5.2 OLE及控件标准

5.5.3 ODBC标准

5.5.4 OPC标准

5.6监控组态软件的控制功能

5.7西门子监控组态软件WINCC

5.7.1 WINCC的技术特点

5.7.2 WINCC的开放体系原则

5.7.3 WINCC的体系结构

5.7.4 WINCC的变量标签

5.7.5 WINCC的主要功能编辑器

5.7.6通信组态

5.8利用组态软件WINCC开发出上位机节点程序

5.9本章小结

结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明及学位论文使用授权书

致谢

个人简历