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Rockwell PLC及ABB变频器在门座式起重机控制系统中的应用

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Rockwell PLC及ABB变频器在门座式起重机控制系统中的应用

作者：陈伟燕山大学

学位级别：硕士

门座式起重机是随着港口运输需求借鉴其它形式起重机发展起来的大型轨道式多用途装卸设备，由于用途广泛，门座式起重机是杂货码头最常用的主要岸机。门座式起重机具有起升高度大、起重量大、臂幅大、工作区域大、使用灵活、定位性好、... 详细信息

门座式起重机是随着港口运输需求借鉴其它形式起重机发展起来的大型轨道式多用途装卸设备，由于用途广泛，门座式起重机是杂货码头最常用的主要岸机。门座式起重机具有起升高度大、起重量大、臂幅大、工作区域大、使用灵活、定位性好、通用性好的工作特点。本文的主要工作如下：首先，论述了研究大型起重机装卸设备——门座式起重机的意义，给出了门座式起重机的发展概述和向大型化、自动化的发展趋势，简述了门座式起重机控制系统研究现状。其次，通过分析门座式起重机的装卸工艺流程及设备结构组成、控制原理，确定了系统控制方法和控制对象，通过分析装卸控制过程，给出了装卸工艺对电气控制系统的要求。最后，给出了基于罗克韦尔PLC、ABB变频器、工业现场总线和HMI人机交互界面的门座式起重机电气控制系统硬件及软件的设计方案。在硬件设计中，绘制出电气控制系统的部分主回路及PLC控制系统组态接线图，分析了PROFIBUS-DP通讯协议的数据文件;在软件设计中，详细给出了PLC控制系统的流程图、主程序和部分子程序的梯形图程序。并给出了系统的调试步骤及通过调试发现PLC系统问题并给以解决。该门座式起重机控制系统已安全运行多年，运行结果表明：该控制系统操作简单，安全可靠，使用过程维护量少，大大提高了生产效率，已为企业创造了可观的经济效益，具有很好的推广应用价值。

关键词：门座式起重机电气控制系统可编程序控制器（PLC）变频器工业现场总线梯形图

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基于EPA通信协议的I/O模块的开发

基于EPA通信协议的I/O模块的开发

作者：沈超北方工业大学

学位级别：硕士

随着计算机网络技术和通信技术的不断发展,工业现场总线技术的发展也需要建立以网络为基础的信息化控制系统。EPA是我国自主研发的基于以太网协议的工业现场设备的通信标准,目前在工业现场中已经得到了一些应用。在应用当中每一个工业... 详细信息

随着计算机网络技术和通信技术的不断发展,工业现场总线技术的发展也需要建立以网络为基础的信息化控制系统。EPA是我国自主研发的基于以太网协议的工业现场设备的通信标准,目前在工业现场中已经得到了一些应用。在应用当中每一个工业现场设备的数据传输都需要符合EPA通信标准,因此开发基于EPA通信协议的I/O模块有着一定的实用价值。本文设计了基于EPA通信协议的I/O通信模块,其作用是将从串口采集的的现场设备数据转换成符合EPA协议的网口数据,以便于上位机的EPA监控软件对现场设备进行实时的监控管理。系统以三星公司的S3C2440微处理器为硬件平台,设计了相关硬件电路并实现了驱动程序。μ C/OS-II是一种占用资源小,实时性较高的操作系统,适合嵌入式系统对性能和资源方面的要求,因此在硬件平台上采用了μ C/OS-II作为底层操作系统。LwIP是TCP/IP协议的一种简单实现,其特点是实现代码较小、占用内存资源少,因此本系统采用LwIP实现系统的以太网通信功能。在实现移植操作系统和网络协议栈的基础上,本文研究了EPA协议栈,讨论了EPA通信调度、EPA套接字映射实体、EPA系统管理实体和IEEE1588网络时间同步的实现,设计了将串口数据转换为符合EPA通信协议的网口数据的软件流程,从而实现了基于EPA通信协议的I/O模块。通过对该I/O模块的串口转网口功能的测试,本文实现了预定的功能,达到了预期的效果。

关键词：工业现场总线 EPA 嵌入式串口转网口

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混合机型空压机自动监控系统的研究与实现

混合机型空压机自动监控系统的研究与实现

作者：王伟山东科技大学

学位级别：硕士

空气压缩机为气动机具提供空气动力,它应用非常广泛。近年来由于企业生产规模的扩大和设备的更新换代,造成同一空压机站中不同类型空压机并存的现象相当普遍。目前,对混合机型空压机站的控制与管理仍停留在人工手动控制阶段。若能实现... 详细信息

空气压缩机为气动机具提供空气动力,它应用非常广泛。近年来由于企业生产规模的扩大和设备的更新换代,造成同一空压机站中不同类型空压机并存的现象相当普遍。目前,对混合机型空压机站的控制与管理仍停留在人工手动控制阶段。若能实现对混合机型空压机进行自动监控,可大大提高设备的自动化、信息化管理水平,降低劳动强度。论文以螺杆式和活塞式两大主流机型组成的空压机站及其冷却水系统为例,设计了混合机型空压机自动监控系统。该系统主要由螺杆式空气压缩机、活塞式空气压缩机、可编程控制器、高压软起动器、低压变频器、传感器、工业总线等先进设备组成。论文在恒压供气和开机率相同的基础上,采用以螺杆式空压机组为主,活塞式空压机组为辅的柔性供风方案。其中螺杆机组采用“高压软起一拖二”控制方案,活塞机组采用“变频器一拖三”控制方案,同时实现冷却水系统“自动循环上水”。论文依据系统的控制方案进行了硬件设计、软件设计、监控界面设计等,实现了对螺杆式和活塞式两种混合机型空压机组及其冷却水系统的集散控制。尤其软件程序中,以恒压供气为主线,采用模块式设计方法,基本实现了一键运行、自动启停的效果。论文从空压机运行原理,控制方案设计、控制柜配置、工业现场总线调试、控制系统程序编写、触摸屏界面设计等方面,详细阐述了整个系统的开发设计过程。对于开发过程中遇到的较难理解的工程问题,文章都做了较详细的讨论。该监控系统在现场已运行数个月,在安全稳定、自动化程度、人性化设计等方面取得了较好的效果。实际结果表明,本系统具有很强的实用性和推广价值。

关键词：空气压缩机可编程逻辑控制器触摸屏工业现场总线恒压供气自动运行

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大型制冷车间及冷库控制系统设计与实现

大型制冷车间及冷库控制系统设计与实现

作者：刘柱大连理工大学

学位级别：硕士

改革开放后,尤其是进入21世纪,我国处于冷库建设的高峰期,主要分布个沿海城市等一、二线城市,及水果、蔬菜的主要产地。在冷库建设迅猛发展的过程中出现了诸多问题,主要表现在两方面：一是冷库自动化控制程度比较低;二是冷库节能措施未... 详细信息

改革开放后,尤其是进入21世纪,我国处于冷库建设的高峰期,主要分布个沿海城市等一、二线城市,及水果、蔬菜的主要产地。在冷库建设迅猛发展的过程中出现了诸多问题,主要表现在两方面：一是冷库自动化控制程度比较低;二是冷库节能措施未引起足够重视。本文针对上述冷库发展中存在的问题,首先深入研究了制冷工艺和原理,结合实际应用经验,从冷凝压力节能控制技术、冷库融霜节能控制技术、压缩机变频节能技术等几个方面,对冷库节能技术与措施进行了研究和实现。通过对冷库控制系统中PLC控制技术、工业现场总线技术、SCADA监控技术、基于WEB的远程发布技术等关键技术的深入研究,结合制冷工艺和原理,将自动化高新技术应用到冷库自动及节能控制的实践当中。通过PLC及SCADA监控系统实现了冷库的全自动无人值守运行;基于WINCC监控软件设计实现了冷库的管控一体化;采用PID控制算法实现设备的高效无故障运行;利用工业现场总线实现了系统的远程监控与管理。本文设计并实现的冷库自动控制系统已经投入运行,运行效果良好,有效提高了冷库自动化程度,在冷库节能方面的技术和措施也得到了充分验证。

关键词：冷库监控系统 PLC 工业现场总线节能控制

基于MODBUS-RTU的智能阀门电动执行机构的设计和研究

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基于MODBUS-RTU的智能阀门电动执行机构的设计和研究

作者：李瑶江苏大学

学位级别：硕士

阀门电动执行机构已广泛应用于现代工业中，而控制器则是电动执行机构的核心。随着国外优良性能的产品纷纷涌入中国市场，开发带有自主知识产权的产品尤为必要。本课题受江苏某合资企业委托，在分析产品需求，追踪和赶超国内外先进技术... 详细信息

阀门电动执行机构已广泛应用于现代工业中，而控制器则是电动执行机构的核心。随着国外优良性能的产品纷纷涌入中国市场，开发带有自主知识产权的产品尤为必要。本课题受江苏某合资企业委托，在分析产品需求，追踪和赶超国内外先进技术的基础上，开发出数字化、智能化、自诊断，带现场总线功能的智能阀门电动执行机构，缩短了与国外产品的差距，为国民经济各部门提供了新的自动化装备，带来了更高的效益。本文研究的重点是研究开发基于现场总线(Modbus协议)的智能电动执行机构的控制器部分，利用功能强大的Cygnal微处理器C8051F020来替代原执行机构上使用的施耐德PLC控制器，从而降低成本，缩小体积，更为主要的是开发出拥有自主产权的电动执行机构。该控制器主要由主控制器、扭矩、位移检测电路、人机界面、电机驱动机构四部分组成。在智能化的基础上，研究并应用了国际通用的现场总线技术(Modbus协议)，实现对执行机构的远程通信。监控软件使用国内著名组态软件一组态王，开发出友好易用的监控画面。经现场使用表明：系统整体设计合理、性能可靠，达到了预期的设计目标。

关键词： Medbus 电动执行机构组态王工业现场总线

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基于FPGA的千兆以太网工业监视控制系统

基于FPGA的千兆以太网工业监视控制系统

作者：赵有以哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

工业现场环境越来越复杂,对自动化的依赖程度越来越高。这些都迫切需求开发研制以预防为主的高效监视控制系统。传统的工业监控系统受当时技术发展水平的限制,在应用上具有很大的局限性和复杂性。本文在分析了现在监控网络的不足的前提... 详细信息

工业现场环境越来越复杂,对自动化的依赖程度越来越高。这些都迫切需求开发研制以预防为主的高效监视控制系统。传统的工业监控系统受当时技术发展水平的限制,在应用上具有很大的局限性和复杂性。本文在分析了现在监控网络的不足的前提下,针对工业环境应用,提出基于FPGA的千兆以太网工业监视控制系统。本课题使用DE1-SoC硬件平台,进行了软硬件的设计开发讨论。硬件上,使用Quartus II搭建了HPS硬件系统,添加了视频显示组件使之支持视频显示,添加UART模块用于RS485总线;在软件上,配置及编译了Preloader、U-Boot、Linux内核及文件系统,制作了可启动的Linux系统镜像,并基于Linux系统搭建了Web服务器用于数据查看及管理、FTP服务器用于视频文件传输、数据库服务器用于数据保存、流媒体服务器用于视频转发,移植Modbus主机协议用于工控设备访问,并采用HTML与CGI开发实现基于Web页面的数据查看及管理系统。通过对各个部分的测试,结果表明,本课题搭建的系统,实现了预计功能。经测试,全千兆网络环境下,系统的文件传输速率可达到105MB/s(840Mbps,接近1Gbps);系统接入单个摄像机,并以10帧每秒、640×480的画面分辨率的实时传输条件下,网络带宽占用1.02Mbps;Modbus主机可以以4800bps到115200bps的传输速率进行可靠通信,当速率为38400bps时误码率仅为0.27%,符合预期的设计要求。

关键词：监控系统千兆以太网工业现场总线 FPGA DE1-SoC HPS

基于WorldFIP现场总线电量变送器的研发

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基于WorldFIP现场总线电量变送器的研发

作者：张兴越华北电力大学（北京）

学位级别：硕士

WorldFIP是一种应用于工业自动化系统的现场总线,提供现场设备与控制器以及控制器之间的数字化连接。它融合了控制技术和信息技术,是一种先进而开放的现场总线,具有实时性好、抗干扰能力强,可与Internet连接的特点。工业领域存在大量耗... 详细信息

WorldFIP是一种应用于工业自动化系统的现场总线,提供现场设备与控制器以及控制器之间的数字化连接。它融合了控制技术和信息技术,是一种先进而开放的现场总线,具有实时性好、抗干扰能力强,可与Internet连接的特点。工业领域存在大量耗电的电气设备,其能耗情况直接影响设备的性能甚至影响系统性能,所以必须对重要设备的具体耗电量进行监控。在如今工业规模庞大,系统复杂的背景下传统就地式仪表已经不能满足需要了,我们需要的是能够就地测量数据并实现远程数据传输的智能仪表。这就是本文研究WorldFIP现场总线电量变送器的目的和意义。

关键词： WorldFIP 工业现场总线电量变送器

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柔性制造系统在实践教学中的应用

实验室研究与探索 2011年第5期30卷 114-116,172页

作者：姚松丽上海工程技术大学机械工程学院上海201620

针对目前专业实验室现状,结合该校的实际情况,分析了柔性制造系统(FMS)的设计方案、特点及组成,探讨了FMS在实践教学中的功能及重要性。FMS为学生提供了一个开放性、创新性实践平台,培养了学生的实际操作能力和创新能力。

关键词：柔性制造系统实践教学工业现场总线

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Profibus总线的无线网关设计

自动化仪表 2013年第4期34卷 55-58页

作者：张建奇李墨翰张建锋王安民西安航天自动化股份有限公司陕西西安710065 中国市政工程西北设计研究院有限公司陕西西安730000

为使无线技术能够方便地应用到工业环境中,设计了一种基于Profibus工业现场总线的无线网关。网关将ZigBee无线技术融入开放的Profibus现场总线当中,把通过无线采集模块采集到的数据进行汇总和格式转换后送至Profibus总线中,同时把Profi... 详细信息

为使无线技术能够方便地应用到工业环境中,设计了一种基于Profibus工业现场总线的无线网关。网关将ZigBee无线技术融入开放的Profibus现场总线当中,把通过无线采集模块采集到的数据进行汇总和格式转换后送至Profibus总线中,同时把Profibus总线发来的数据通过无线发送到指定的无线采集模块。实际测试结果表明,无线模块的发射功率、接收灵敏度、通信距离、误包率和速度满足工业应用的实时性和安全性要求,并且可以方便地实现PLC对无线路由I/O的配置和编程,从而能够方便地替代传统的传输方式。

关键词： Profibus ZigBee 单片机工业现场总线无线网关 CC2530