高一联合站监控系统的开发与研究

摘要

随着工业的发展，PLC在工业自动化中起着举足轻重的作用，大幅度减轻了一线工人劳动强度和现场管理难度，加强了安全系数，体现了以人为本的原则，而且使油田工业自动化水平达到了新的高度，使生产和管理更趋规范化、科学化。总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入输出接口，并且具有较强的驱动能力。由于可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，所以在实际应用时，硬件要根据实际需要进行选用配置，软件按照控制要求进行设计编制。在监控系统中，可编程控制器(PLC)作为下位机得到了广泛的应用，较好地解决了工业控制领域中普遍关心地可靠性、安全性等问题；而在上位机中利用组态软件开发出友好的用户监控界面，是一种成本低、开发周期短的方案。本文在了解国内外监控技术发展及应用概况的情况下，以某油田分公司油气集输公司改造项目为背景，研究了监控系统的设计与开发。
　　 本论文基于中油辽河工程有限公司高一联合站的自动化改造项目，研究了PLC控制系统的设计要求和联合站的工艺和控制流程，在此基础上进行了高-联合站监控系统总体设计，应用WinCC开发了实时监控软件，包括数据的采集、画面的显示、报表的制作和报警等功能，组态软件友好的人机界面使得控制系统的操作更加快捷，更加人性化。基于西门子S7-300开发了过程采集与数据处理软件，包括应用西门子点到点通讯模板CP340等。其中包括应用CP340进行自由协议编程，通过轮训方式与支持MODBUS协议的八只富马流量计通讯，采集而来的数据集成于控制系统中，方便现场的监控，同时也节约了CP341和硬件狗带来的昂贵成本。完成了系统安装和调试工作，系统现已投入现场使用，运行可靠设计合理，达到了预定要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1 课题的来源

1.2 课题研究的意义

1.3 课题研究的现状

1.4 本文主要研究内容

2 高一联合站工艺流程

2.1 联合站改造工程介绍

2.2 高一联合站控制系统简介

2.3 联合站工作流程

2.4 联合站的各分区主要工作

2.4.1 综合泵房

2.4.2 综合计量间

2.4.3 燃气炉区

2.4.4 罐区

3 系统设计方案

3.1 监控系统的设计原则

3.2 基于网络与PLC的在线监控系统组成

3.3 系统总体结构方案

3.4 方案的具体实施

3.4.1 工业以太网

3.4.2 下位机

3.4.3 上位机

3.5 本章小结

4 PLC控制系统的设计

4.1 PLC概述

4.1.1 PLC的产生与现状

4.1.2 PLC的基本组成与主要功能

4.1.3 PLC的基本工作原理

4.2 STEP7概述

4.2.1 硬件组态与参数设置

4.2.2 符号表的生成与使用

4.2.3 逻辑块的生成与编辑

4.2.4 程序的下载与上传

4.2.5 调试程序

4.2.6故障诊断

4.3 PLC的硬件配置和梯形图编程

4.3.1 项目的建立

4.3.2 硬件配置

4.3.3 CP340模块的应用

4.3.4 FM350-2的应用

4.3.5 数据处理功能块

5 WinCC的应用与监控系统的开发

5.1 组态软件概述

5.1.1 组态软件的由来和特点

5.1.2 组态软件的种类

5.1.3 组态软件的发展

5.2 WinCC概述

5.3 用WinCC开发组态软件

5.3.1 创建项目

5.3.2 计算机属性设置

5.3.3 建立WinCC到PLC的连接

5.3.4 报警窗口设计

5.3.5 报表的设计

5.3.6 用户管理

5.3.7 监控画面

结 论

参考文献

附录A 高一联合站IO表

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢