基于PLC和触摸屏的泵站监控系统设计开题报告

1、中国矿业大学信息与电气工程学院毕业设计 (论文)开题报告   设计（论文）名称： 基于PLC和触摸屏的泵站监控系统设计   毕业设计起止时间： 2013年2月25日6月21日(共17周)   学生姓名： 学 号： 04091692 专 业： 自动化 教学班级：自动化09-11班 指导教师： 报告日期： 1、本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势：研究意义排水泵作为城市建设和管理工程的主要措施，负担着城市排水和防涝的的重要责任。一个好的泵站不仅仅体现着一种实力，更能为广大群众提供更好的服务，对城市的建设有着

2、卓越的贡献。传统的污水处理方式较为死板，效率不高，人员安全度不高，耗费的人力物力较大，维修费用高，更不能实现远程监控，管理起来也不方便，这一切的问题的突破是的新的技术应用而生。随着信息科技的进步，因特网的发达，现在国内外在泵站监控这方面取得了不俗的进展，基本实现了远程监控。本次设计主要针对小城市、城镇雨水处理，和传统的雨水处理相比，省去了大量的人力和物力，采用的不再是之前的人力亲力亲为，全部交给泵站自动化系统，还能通过触摸屏和监视器来监督和操作，效率更高，安全度大大提高，维护起来也方便和节约，更重要的是足不出户便能达到一目了然的效果。国内的研究现状、水平我国泵站综合监控系统自20世纪70年代以

3、来在水利行业中开始研制和运用。随着社会经济的飞速发展和计算机技术水平的不断提高，我国泵站自动化监控技术逐渐发展起来，已发展到一定水平，其发展过程总的可分为起步、完善、应用三个阶段。自1969年开始，江都以一、二、三站先后投产，1972年江都站开始试验自动化，最终是因为元件质量问题，无法使用而以失败告终；完善阶段，自20世纪80年代以来，计算机的普及使用，硬件和软件的不断升级，泵站迎来了一个发展的契机，各种自动化装备的研究和运用加入到泵站过程中来，可惜最终还是由于元器件的问题无法正常使用；应用阶段，自20世纪90以后，计算机跨越般的发展，自动化技术的不断完善和运用，泵站综合监控系统的功能随着科技

4、的发展和管理要求的提高而不断变化，早期的系统都是监测系统，后来增加了控制能力，发展到今大的测控管一体化的综合监控系统。国外的研究现状 、水平 国外泵站在运行、监督管理方面自动化程度较高，监控系统很完善。在泵站运行的安全方面、经济方面、效率方面和管理方面做得非常到位。其中，在泵站运行、管理方面自动化水平较高的有美国、日本、英国、荷兰和俄罗斯等国家。主要体现在以下方面：1、 基础设备和技术更好国外水泵的性能指标相较优于国内的，机组的配套、结构和传动方式也比较丰富，他们水泵生产企业制造出来的泵，一般具有转速高、体积小、重量轻等优点，其流量是我国同口径水泵流量的15-2倍。采取的传动方式较国内而言，更

5、能减轻电动机的体积和重要。2、 泵站自动化程度较高国外的泵站系统自动化程度很高，对泵站运行的各项指标、长期跟踪、实时监测和记录做得很好，问题发现可以随时处理。同时，他们对记录下来的数据作为今后泵站改善的有力依据，保存和利用的非常合理。此外，监控系统大都采用集中管理的分层分布式结构，即在一个水系上设有中央管理站，采用计算机和遥测、遥控装置对各种泵站、水工建筑物、渠道等进行集中监控，以达到水资源综合利用的目的。3、 运行管理人员少，素质高，分工明确国外泵站一般雇用懂专业、有经验的管理人员。运行、管理人员普遍具有较高的专业技能，在泵站运行中，可以及时发现问题，并能正确地处理突发事件。运行管理人员总数

6、只相当于我国的110左右，但运行管理有条不紊，长期保持正常运转。工作的积极性和效率普遍较高。4、国外非常注重工程的维护和保养、运行管理费用较为充足国内外泵站监控的发展趋势 （1）泵站监控系统正在迅速覆盖，从现场设备层到控制、管理的各个层次，达到增强系统的灵活性、开放性的目的，通过Intemet形成更大集成，从而实现更大范围的信息共享，获取最大的社会效益和经济效益。( 2) 越来越多的泵站监控系统采用开放系统的标准模型和通讯协议，满足共同标准化MAPTOP。(3) 现场控制更加分散化、智能化、网络化。(4) 泵站监控系统为了实现优化控制，将更多采用先进的专家系统应用技术和先进的神经网络应用技术，

7、将多种技术结合起来一起使用。(5) 监控系统与故障诊断技术的紧密结合。监控系统与故障诊断技术有着不可分割的关系。判断故障类型给出处理措施，及时排除故障，并对该故障记忆，进行自学习，这将减少停机次数，提高生产效率，降低对操作人员的要求，实现真正意义上的泵站监控的全自动化。 2、本课题的研究内容及方案：研究的内容： 本课题主要围绕如何实现基于PLC和组态软件以及触摸屏来实现泵站监控系统的设计，来完成泵站的监控和实时的监督调配。通过本课题学习和了解一般泵站的工作原理，学习雨水泵站的工作原理和流程；学习分布式系统的设计原则，了解它的相关工作原理和应用。方案：本次监控系统的大致想法是：采用7个射流泵，3

8、个置于出水口，1个备用的，2个放在进水池端，以及1个备用。通过通讯设备将上位机和下位机以及泵连接在一起，联网通讯，上位机利用工控组态软件来完成工业流程及控制参数的显示，实现生产监控和管理等功能。PLC作为现场级的控制设备，用来采集数据和控制。监测的控制量：1. 监测进水池和污水池的液位，排污流量；2. 监测泵的启、停状态，控制模式、电压、电流和保护状态；3. 监测安防报警和有害气体浓度。系统的概况：多层分布式系统的第一级PLC构成，为参数检查与执行机构驱动级，该级为整个监控的下位控制部分，由几台PLC组成，分别完成各种参数的监测和采样数据；系统的第二级为过程监控级，主要由两台工业计控制算机构成

9、，用来和下层的PLC通讯，获取生产过程的数据，显示工艺流程，历史曲线图，实时曲线图，报警画面，保存数据库，获取生产工艺参数报表，报警记录等资料信息，为管理人员了解总体的生产状况，调整系统提供帮助，同时将信息在公司上传与共享。等。硬件选型及之间通讯方式：（1）、采用西门子S7-200系列PLC，性价比超高的小型机，配有较强的指令系统，采用自身编程口单元与上位机通讯，形成上位连接系统；（2）、选用西门子公司的组态王软件，组态王能充分利用Windows的图形编辑功能，方便构成监控画面；（3）、PLC和触摸屏之间通过有线通讯，与西门子 PLC之间采用profibus-DP通讯协议。 （4）、每个泵站与

10、管理处之间租用光纤通信，调度中心、泵站监控中心、各职能部门之间通过局域网通信，该通信平台可传输连续图像。触摸显示屏上位机通讯适配器profibus-DP总线西门子S7-200PLC.泵1 PLC1泵2 PLC2 泵3 PLC3 泵4 PLC4测量水池液位测量记录排污监测泵启报警、监测有害气流量 停，控制模式和 体浓度电流、电压状态图1.1系统结构图3、毕业设计（论文）工作计划，参考文献及进度安排：第一个星期，收集有关PLC，分布式系统，泵站的相关资料，了解和学习泵站的相关工作原理；第二个星期，查阅监控系统发展现状的相关资料，学习监控系统的原理和结构组成，撰写开题报告；向导师寻求指导，把初步想法

11、和导师交流，把导师的建议加入到再次写开题报告的思考中，再一次写开题报告；第三个星期，完成开题报告。第四个星期，进一步学习课题相关的资料文献，确定PLC和组态软件的选型，确定各个部分的通讯方式。初步确定方案，确定系统结构，完成一些基本的设计。第五个星期，再向导师寻求指导，确定具体的方案设计和系统方案成型。第六个星期到第十个星期，确定PLC程序后，在线调试功能，是否能达到预期的监控要求。第十一个星期开始，起手写毕业论文，提交论文摘要和提纲设计。完成毕业设计论文，定稿，准备答辩。参考文献【1】陈坚，张雷国外泵站发展及运行管理情况综述. ：wwwstudanetshuili06030809183143html，2005.【2】樊志敏泵站综合自动化系统控制功能研究与实现A】东北农业大学硕士学位论文，2006，4.