现场总线技术在腈纶纺丝生产线中的应用

摘要

随着自动化技术的不断发展，现场总线技术已经成为当今自动化控制技术的热点问题和研究方向。针对不同的工业现场生产要求，根据实际的现场设备，如何选择合理的现场总线、给出合理的网络结构，确保通讯的快速性、实时性、开放性和可靠性，使整个系统能够以最好的状态、最高的效率运行，是当今工业自动化领域所要解决的主要问题之一。
　　本文以某石化腈纶纺丝生产系统为背景，根据PROFIBUS现场总线的优点和特点，设计并搭建了基于PROFIBUS现场总线的通讯网络系统。该系统以西门子S7-300系列PLC、爱默生通用型变频器为主要电气单元，MPI为监控级网络、PROFIBUS-DP为现场级网络。论文详细阐述了该控制系统的硬件组态与软件设计与实现，并对该系统的硬件组态和软件实现作了进一步分析研究。最后分别完成了上位机与PLC主站、PLC主站与PLC从站、以及PLC与变频器智能从站的软硬件设计与实现。从调试的过程和生产情况看，新控制系统运行稳定，生产产品质量合格，说明通讯系统的设计、安装、调试都是成功的。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 现场总线及其应用现状

1．2 几种典型的现场总线

1．3 本文研究的主要内容

第二章 PROFIBUS-DP总线技术

2．1 PROFIBUS技术概述

2．2 PROFIBUS协议的结构

2．3 PROFIBUS的传输技术

2．4 PROFIBUS总线存取协议

2．5 PROFIBUS-DP技术的基本特征

2．5．1 PROFIBUS-DP的基本功能

2．5．2 PROFIBUS-DP系统配置和设备类型

2．6 PROFIBUS-DP的数据链路FDL层

2．6．1 FDL层的数据传输功能

2．6．2 DP报文传输分析

2．7 本章小结

第三章 控制系统通讯网络的设计

3．1 腈纶生产的工艺流程

3．2 控制系统网络结构

3．3 控制系统网络的设计

3．3．1 监控级网络

3．3．2 现场级网络

3．4 控制系统的硬件组态

3．4．1 PLC硬件组态

3．4．2 PLC与变频器、ET200M的连接

3．4．3 主从PLC之间的连接

3．4．4 PLC与上位机的连接

3．4．5 系统的网络组态

3．5 本章小结

第四章 控制系统网络通讯的软件实现

4．1 STEP7简介

4．2 PLC的程序结构

4．3 PLC与变频器智能从站通讯

4．3．1 变频器通讯格式与流程

4．3．2 变频器通讯时间

4．4 PLC与上位机通讯

4．5 主从PLC之间的通讯

4．5．1 主从PLC的数据交换

4．5．2 故障分析

4．6 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

攻读学位期间的学术活动及成果清单