某石油环道控制系统plc控制下位系统设计 毕业设计报告(论文)

毕业设计报告（论文）报告（论文）题目环道控制系统下位软件设计方案二作者所在系部电子工程系作者所在专业自动化作者所在班级XXX作者姓名XXX作者学号XXX指导教师姓名XXX完成时间年6月20日航天工业学院教务处制航天工业学院电子工程系毕业设计（论文）任务书姓名专业应用电子技术班级学号XXX指导教师职称完成时间毕业设计（论文）题目环道控制系统下位软件设计方案二设计目标利用模拟电子技术和数字电子技术的理论知识，设计实现能在双踪示波器显示屏上显示晶体管输出特性曲线这一基本要求。技术要求A1A2A3A0A4A6A7A5A8A9A10A11A12A13A14A15A17A19A16A20A18A12A13A14A15A9A21A22A20A23A17A25A16A12A13A14A9A0A4A24A26A27A28A30A31A29A32A34A35A33A36A17A38A16A39A37A40A0A4A12A13A14A15A9A41A42A43A44A17A46A16A24A45A47A48A49A50A51A52A34A54A53A55A56A57A58A59A60A17A62A16A63A61A64A65A66A9A68A17所需仪器设备计算机一台、MULTISIM2001软件成果验收形式原理图、仿真结果参考文献模拟电子技术基础、数字电子技术基础、电子系统设计时间安排15周6周立题论证39周13周仿真调试27周8周方案设计414周16周成果验收指导教师A69教研室主任A69系主任A69A67A70A71A72A73A74A75A72A76A77I摘要论文的研究工作是以某石油环道控制系统设计为背景展开的，并且详细介绍了通过PLC控制下位系统工作的情况，以自由组态的形式对系统进行控制，使得程序具有更灵活的控制途径和更完备的控制方法。本文在深入分析CONTROLNET总线技术的基础上，重点解析了CONTROLNET在各总线中的优势，同时阐述了其在环道控制系统中的应用，并且以ROCKWELL出品的RSLOGIX5000为基础，编写了自由组态的独立控制部分软件。论文的主要论述了各类控制阀门的自由控制，尤其是使用周期性PID控制的方法解决大量运算带来的滞后问题。本文对系统的硬件、选型、软件中流程控制的实G10628G3355有G17751为详细的阐述，对使用的编程软件G1075有G6563述，对G1122本系统的下位控制G10317点G1075进行总G13479G16840G7138，G8616G17751详G4625G3332G2477述了G6984G1022系统的G11468G1863G1119G4464。关键词CONTROLNETG10628G3342总线RSLOGIX5000独立控制自由组态A78A79A80A81A82A83A84A81A85A86II目录G12544G20G12468G3G3G13502论G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G3G20G17G20G3G16850题背景G2462G3281G1881G3818研究G8022况G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G3G20G17G21G3G10628G3342总线和工G1006控制G13605G13488G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G3G20G17G22G3G16850题的G5326立以G2462本文完G6116的主要工作G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G22G3G12544G21G12468G3G3G38G82G81G87G85G82G79G49G72G87总线技术G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G23G3G21G17G20G3G10628G3342总线的G2469展G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G23G3G21G17G21G3G38G82G81G87G85G82G79G49G72G87G10628G3342总线技术G10317点G2462其G13605G13488G1319系G13479G7512G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G24G3G21G17G21G17G20G3基G1122G10995G1147G13785G18G9052G17165G13785的通G16771G8181式G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G24G3G21G17G21G17G21G3G38G82G81G87G85G82G79G49G72G87G10628G3342总线的G1222G16021方式G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G25G3G21G17G21G17G22G3G38G82G81G87G85G82G79G49G72G87G10628G3342总线的G13605G13488G1319系G13479G7512G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G28G3G21G17G22G3G4579G13479G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G19G3G12544G22G12468G3G3系统硬件G8022况G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G20G3G22G17G20G3系统G8022况G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G20G3G22G17G21G3G2163G14033G8181G3371G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G21G3G22G17G21G17G20G3G38G51G56G8181G3371G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G21G3G22G17G21G17G21G3G54G53G48G9921备G8181G3371G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G22G3G22G17G21G17G22G3G11017G9316G8181G3371G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G22G3G22G17G21G17G23G3G38G16G49G40G55G8181G3371G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G20G22G3G22G17G21G17G24G3G8181G6323G17767入G8181G3371G3G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G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7G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G17G3G21G28G3A78A79A80A81A82A83A84A81A85A861环道控制系统下位软件设计方案二第1章绪论11课题背景及国内外研究概况G980G11464以来，G1002G11040各G3281对G14033G9316的G19668G8726量G17836在G993G7041G3332G6205大，G14033G9316作为G980G1022G3281G4490G2469展的基本G1457G19568G17246来G17246G2475G2052重G16282。G994G8504同时，G3252为G14033G9316G10317别是石油而引G2469的冲突接连G993G7041。为了G1457证G14033G9316的供应，我G3281G980G11464在积极寻找G3281G1881油田，而且在G3281际上G1075积极寻找供应，G3252G8504目前我G3281的石油供应呈G10628多样化趋势。石油的运G17767主要通过G17767油管道进行，而G17767油本身就是G980项耗G14033巨大的工G1006过程。如何在油品多样化的G10628状下寻找出G993同油品运G17767的最低G6116本方案，这G6116为G980项重要的研究G16850题。G5326设大口径、多G2163G14033、自动化水平高的石油试验环道，可以得G2052G993同环境下石油储运的各种数据，为各储运站提供可靠、准确的试验数据，使石油储运最大化、科学化，减少储运过程中的维护工作。但是，我G3281目前G17836没有这样G980G1022完善的、G14033够对G993同油品运G17767工况进行试验的G3342所，为G8504G5326立G980G1022大型的、G3281际G980流的G17767油管道试验基G3332显得十分必要。本G16850题就是抓住了这G980契G7438，采用先进的计算G7438控制系统组G6116上位G7438、PLC控制系统作为下位G7438，系统具有G13605G13488控制G2163G14033和远程控制接口，同时为了确G1457系统的安全可靠性，上、下位G7438G3355G6323采用硬件G1899G1325的方案，完G6116G17767油管道试验系统的控制G994数据采集。通过本G16850题的研究提出适合G980般工G1006领域基G1122G10628G3342总线技术的过程控制系统方案并推广。为了更好的满足试验G19668G8726，工艺流程控制过程G14033够实G10628停G17767再启动试验，在G8504基础上，G4625可G14033增加流程切换的灵活性，可在多种工况下进行各项试验，G1122是G1147G10995了本部分的各控制阀等的独立控制。试验环道的数据全部实G10628自动化采集，检测设备采用高精度仪表。为适应环道将来进行其他油品测试的G19668要，预留原油卸车接口。12现场总线和工业控制网络在企G1006信息化和自动化领域G1881，计算G7438技术、控制技术、G13605G13488G994通信技术的G13479合孕育了G10628G3342总线技术和G13605G13488控制技术。作为近年来在G3281际上迅速G2469展起来的、备G2475G1863注的G13605G13488控制新技术，G10628G3342总线是G980种应用在G10995G1147G10628G3342、在微G7438化测量控制设备之间实G10628G2464向串行多节点数G4395通信的系统。G15999G12228为开G6930式、数G4395化、多点通信的G5225G4630控制G13605G13488。G19555G11540微G3800G10714G3132G994计算G7438G2163G14033的G993G7041增G5390和G1227G7696的G5625G2107G19489低，计算G7438G994计算G7438G13605G13488控制得G2052迅速G2469展。工G2390G5225G4630控制G19512G19668完G6116G10628G3342自动化设备之间的多点数G4395通信G3818，G17836必G20047实G10628G5225G4630G10628G3342设备G994G3818G11040的信息G1144换。G10628G3342总线就是在这种实际G19668G8726的G20549动下应运而G10995的。G10628G3342总线技术将G999用微G3800G10714G3132G13634入G1268统的测量控制仪表，使G4439G1216各自G18129具有了数G4395计算和数G4395通信G14033G2159。A87A88A89A90A91A92A93A90A94A952在G8504基础上，G2375可采用G12628G2345连接的G2464G13490线、同G17736G11017G13530等作为总线，G6238多G1022测量控制仪表连接G6116为G13605G13488系统，并G6365G10043G1856开G16280G14551的通信G2339G16770，使位G1122G10628G3342的多G1022微G7438化测量控制设备以G2462G10628G3342仪表G994远程G11429控计算G7438之间，实G10628数据G1268G17767G994信息G1144换，G1186而实G10628控制G13605G13488G994信息G13605G13488的G13605G13488集G6116。自动化技术G994G13605G13488技术的有G7438G13479合形G6116了G13605G13488控制技术。控制G13605G13488G980般G6363以控制对G16949为G10317G5461的计算G7438G13605G13488，G12628G12228为计算G7438G1134G13605G13488INFRANETG708INFRASTRUCTURENETWORKG709，G4439主要G19766向某G1022企G1006G6122某G1022系统的G5225G4630，G994G980般的计算G7438G13605G13488G7094有G5468多G1861同点，G2460有G993同和独G10317之G3800，主要表G10628在以下G1972G1022方G19766G7261G714控制G13605G13488中数据G1268G17767和系统G2721应的实时性是对控制G13605G13488的基本要G8726G7272G714控制G13605G13488G5390G16855在G5706G2167环境下数据G1268G17767的完G6984性和可靠性G7273G714对信道G4493量要G8726G993是G3838高G7274G714通信方式多采用广G6785G6122组G6785方式G7275G714控制G13605G13488必G20047解决多G4490G1856G2508G1147品和系统在同G980G13605G13488中G1872G4493G803G803G2375G1126G6817作问题。目前，G10628G3342总线和G13605G13488控制技术研究G994应用的G2469展趋势具有以下G1972G1022G10317点G7261G714以G10628G3342总线作为G5225G4630的控制G13605G13488，在G1319系G13479G7512、仪表的数G4395化G994G7246G14033化、G11429控组态软件G2462其开G2469平G2500G994工具、以G2462G10628G3342总线的实际应用等各方G19766G18129G2474得了G5468大G2469展G7272G714在OSIG1319系G13479G7512、控制G13605G13488的组G13605技术、实时G13605G13488G6817作系统、可靠性技术等方G19766G18129进行了深入研究，G10317别是以G3838控制G13605G13488的研究，推动了G10995G1147过程向更高G4630G8437的自动化水平G2469展，实G10628了优化控制，G2339G16855控制G994远程G11429控G7273G714控制G13605G13488G994信息G13605G13488的集G6116G5062G6116为G13605G13488控制技术G2469展的G980G1022G9921点，各种控制G13605G13488G994信息G13605G13488的集G6116技术研究G7097趋G9620G9884，G13605G13488集G6116的G1147品化程度G993G7041提高，统G980的企G1006G13605G13488G7512G5831将为企G1006计算G7438G13520合自动化G6183下G3374实的基础G7274G714在信息技术大G9538的推动下，各种新技术G993G7041G9056G10628。G4896入式技术推动了G4896入式控制G3132的G2469展，G4896入式控制G3132G993但G14033G2375G6566G2375用，而且G14033G994G5062有的控制G13605G13488G980同G2339G16855工作。G4896入式技术G8503G7409G11540控制G13605G13488开G6930性G2469展方向G17820进G7275G714在G13605G13488控制的软件集G6116技术方G19766，计算G7438领域的DDEG708DYNAMICDATAEXCHANGEG709技术、OPCG708OLEFORPROCESSCONTROLG709技术、集G6116软件G3883件技术、WEB技术、G3281际G1856G16760的G13605G13488G2339G16770TCP/IP以G2462G13605G13488管G10714技术G5062G13475G17892G9188G15713合G2052G13605G13488控制技术中，大大推动了G13605G13488控制技术的G2469展G7276G714分G5079式G13605G13488控制技术提出了G980G1022全新的控制G13605G13488G13479G7512，G993但实G10628了控制系统、控制设备的G2339G16855工作，而且G1075为实G10628控制G13605G13488G994信息G13605G13488的G7092G13553集G6116，组G5326统G980的企G1006G13605G13488提供G5390了有G2159的技术G6915G6357，为实G7057企G1006G17176G9316计G2022G708ENTERPRISERESOURCEPLANNINGERPG709系统G2031G17908了G14403好的G7477件A96A97A98。A99A100A101A102A103A104A105A102A106A107313课题的建立以及本文完成的主要工作本文主要G2265G6336以下G1881G4493G7261G714以G10628G3342设备为G7692G5527，G5326立下位PLC控制系统，编制各控制阀门独立控制程序，为G6817作管G10714G1166G2604提供灵活、准确的控制信息。实G10628对G10628G3342G11017动G10711阀、G11017动G7507阀、G2476G20069G3132等设备的管G10714G7272G714下位G7438G708PLCG709为上位G11429控系统提供控制途径，具G1319G3332，要提供出程序的控制G2476量和入口程序等G7273G714G18209合流程控制，完G6116对G10628G3342设备的管G10714G994控制。A108A109A110A111A112A113A114A111A115A1164第2章CONTROLNET总线技术21现场总线的发展G19555G11540自动化技术的G993G7041G2469展，G13605G13488技术的G7097G11422推广，在工G1006控制领域，控制G16280G8181的G6205大，控制信息、管G10714信息的增加以G2462控制系统的G7592性、设备间G1126G6817作性的要G8726，G1855十年G1207中后期出G10628了G10628G3342总线控制系统。G4439G17155G5455全开G6930G2339G16770，使G993同G10995G1147G2842G1147品之间具有可G6817作性，系统G13479G7512大大G12628化，实G10628以全数G4395为主的通信方式，可靠性进G980G8505提高，G1207表了工控自动化G2469展的方向。根据G11017工委G2604会G708ICEG709和美G3281仪表G2339会G708ISAG709G4462义，G10628G3342总线是连接G7246G14033G10628G3342设备和自动化系统的数G4395式G2464向G1268G17767、多分G6915G13479G7512的通信G13605G13488，G6915G6357G2464向、多分G6915、总线式、全数G4395通信。采用OSI七G4630G8181型中的物G10714G4630、数据链路G4630和应用G4630，增加了自己G10317有的用户G4630作为G10628G3342总线通信G8181型。G10628G3342总线的G10317点使其在自动化控制领域显示诸多优势G7261G714G7512筑系统G6116本低，系统硬件减少，节省工程G17165用G7272G714G1126G6817作性好。采用同G980的技术G16280G14551，使任何G10995G1147G2842的G10628G3342总线设备G11468G1126间G14033连接在G980起G7273G714G10628G3342总线G14033G13520合信息，G10628G3342仪表、控制设备G18129采用全数G4395实G10628G2464向通信、多G2476量访问G7274G714提高G10995G1147率。G10628G3342总线其有诊G7041数据、G6817作统计和自动故G19568通知，使G1166更有效G3332分析、诊G7041系统G7275G714具有可靠的诊G7041和预估，G1186而减少了维护G17165用G7276G714系统G6205充和修改G4493易，G993必G6122G5468少增加新的硬件G7277G714故G19568G4462位准确，安全性进G980G8505提高。G10628G3342总线有多种方案，目前G1002G11040G17751流行的有FFG10628G3342总线、HART、CONTROLNET、CAN、DEVICNET和PROFIBUSG10628G3342总线等。1994年，G10628G3342总线基金会FFG708FILEDBUSFOUNDATIONG709集中了G1002G11040著名仪表、DCS和自动化设备制G17908G2842、科研G7438G7512和用户，G6116为唯G980G1002G11040G1856G16760G993隶属G1122某G1022企G1006的G3281际化G7643准组织，推动了G10628G3342总线G7643准的制G4462和G1147品开G2469，其制G4462的G10628G3342总线物G10714G4630低速总线H1、高速总线H2G709G7643准G5062获得IEC批准。但由G1122利G11422的G20549使，欧美有些实G2159雄厚的G1856G2508G993G6915G6357G3281际G7643准，仍大G2159推销自己的G10628G3342总线G1147品，如德G3281BOSCHG1856G2508推出CAN，美G3281ECHELONG1856G2508推出的LONWORKS等，导G14280IEC最终否决了FFG10628G3342总线数据链路G4630和应用G4630的4G1022G7643准，使其未G14033G6116为G3281际G7643准，预计在今后G980段时期里，会出G10628G1972种总线G7643准G1861存、同G980G10995G1147G10628G3342有G1972种异G7512G13605G13488G1126联通信的局G19766。但G2469展G1861同遵G1186的统G980的G7643准G16280G14551，真G8503形G6116开G6930G1126联系统，是大势所趋。G994G1268统的工G1006控制G1319系G11468G8616，ROCKWELL自动化系统提供了高效的、开G6930式的G13605G13488G13479A117A118A119A120A121A122A123A120A124A1255G7512。在信息G4630和设备G4630常常G19668要G1268递大量的I/O和对等通G16771信息，G19668要具有确G4462性和可重复性的，紧密联系控制G3132和I/O设备的G13605G13488。控制G13605G708CONTROLNETG709以其高速G7085MB/SG709的通信速度、先进的G13605G13488G8181型、高效率的G13605G13488G2339G16770以G2462灵活方便的安装方式等G10317点，提供了满足以上G19668要的解决方案。本系统中的设计G994实G10628主要采用了CONTROLNETG10628G3342总线G13605G13488技术。22CONTROLNET现场总线技术特点及其网络体系结构CONTROLNET/DEVICENET控制G13605G13605G13488是G980种用G1122对信息G1268送有苛刻要G8726的、高速确G4462性G13605G13488。G4439允许G1268送G7092时间苛G8726的报文数据，但G993会对有时间要G8726数据G1268送G17908G6116冲击。G4439为对等通信提供实时控制和报文G1268送服务。作为PLCG994I/O设备之间的G980G7477高速通信链路，G4439G13520合了远程I/O和DH链路的G2163G14033。美G3281ABG1856G2508的CONTROLNETG1