基于冗余的电排站控制系统设计

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1、分类号：ＴＶ７３６学校代码：１１３１９：２０１３３１２０１５密级：学号夺夏王則遂给硕女缘像讼戈基于冗余的电排站控制系统设计Ｔｈｅｒｅｄｕｎｄａｎｔｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓ１；ｅｍｄｅｓｉｇｎｏｆｕｍｉｎｓｔａｔｉｏｎｐｐｇ申请人：金晨指导教师：叶建雄教授校外指导教师：张文勤高工－学位种类：工程硕古专化领域：动力工程１２论文提交日期：２０１５年月＇腎、，。．．Ｗ－ｖ；作貧、．＇＇’‘Ｖ

2、．ｒＶ’Ｖ誤＇■＊、■＂１咕＿，独创性声明本人声明，所呈交的学位论文，是在指导教师指导下，通过我的努力取得的成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和致谢中已经作了答谢的地方外，论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果，也不包含在南昌工程学院或其它教育机构获得学位或证书而使用过的材料。与我一同对本研究做出贡献的同志，都在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如被查有严重侵犯他人知识产权的行为，由本人承担应有的责任。学位论文作者亲笔签名：日期：论文使用授权的说明本人

3、完全了解南昌工程学院有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密，在年后解密可适用本授权书。□不保秘,本学位论文属于不保密。□（请在方框内打“√”）学位论文作者亲笔签名：日期：指导教师亲笔签名：日期：摘要摘要随着数字通信及微处理器技术的不断发展，工业控制领域的自动化程度越来越高。电排站作为防洪排涝的水利设施之一，其工作的可靠性和实时性直接关系到人们的生产生活。本文以南昌市昌

4、北丰和电排站改造工程项目为设计背景，设计出一套基于冗余的电排站控制系统，并将视觉检测技术应用于闸门开度的检测当中。本文分别对闸门控制系统、水泵控制系统和PLC（ProgrammableLogicController）控制系统的硬件和控制程序进行了设计。硬件的设计侧重于PLC冗余控制系统的硬件模块选型和硬件组态，控制程序以PLC冗余程序为核心展开了设计。在PLC冗余系统的程序设计中，首先以数据同步功能块FB101为例详细地叙述了利用西门子SWR_AGSEND_300软件冗余程序库实现冗余功能的原理

5、，然后重点对组织块OB35、OB86和功能FC100进行冗余程序的设计，最后通过插入其它系统组织块完成冗余程序的设计。在闸门控制系统的程序设计中，主要通过流程图和STL语句分别对闸门的升降控制和故障处理进行程序设计，并侧重对闸门升降控制中的远程预设控制进行设计。水泵控制系统的程序设计采用FB6与FC3相结合的编程方法，提高了程序编制的效率和灵活性。为了实现控制系统的远程实时监控，利用西门子组态软件WinCC（WindowsControlCenter）分别对监控启动画面、闸门运行监控画面和水泵运行

6、监控画面进行了组态监控的设计，并通过OPC（OLEforProcessControl）技术成功实现了WinCC与PLC的通讯链接。最后，针对闸门开度检测中存在的不足，本文研究了视觉检测技术在闸门开度检测中的应用。首先根据电排站的运行要求绘制出MATLAB图形用户界面，然后再侧重阐述利用摄像机、图像采集卡和MATLAB图形用户界面程序实现闸门开度图像的获取及处理过程，最终通过本地OPC服务器成功实现了将处理结果直接送至WinCC组态软件中，从而根据运行要求发出相应的动作指令。整套控制系统利用冗余和

7、视觉检测技术旨在提高电排站运行的可靠性、实时性和精确性，切实保障了人民的生命财产安全，真正体现了电排站“无人值班，少人值守”的工作模式。关键词：电排站；PLC冗余系统；图像处理；WinCC；通信IAbstractAbstractWiththecontinuousdevelopmentofdigitalcommunicationandmicroprocessortechnology,thedegreeofautomationinthefieldofindustrialcontrolbecomesm

8、oreandmorehigh.Asoneofthefloodcontrolanddrainageofwaterconservancyfacilities,thepumpingstation'sreliabilityandreal-timearedirectlyrelatedtopeople'sproductionandliving.TakingtherenovationprojectofNanchangChangbeiFenghepumpingstationforthedesignbackgro