基于plc和wincc的综合自动化监控系统设计与实现

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1、工程硕士学位论文基于PLC和WinCC的综合自动化监控系统设计与实现作者姓名石路辉工程领域控制工程校内指导教师胥布工教授校外指导教师刘少华电气工程师所在学院自动化科学与工程学院论文提交日期2016年3月DesignandImplementationofIntegratedAutomationMonitoringSystemBasedonPLCandWinCCADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ShiLuhuiSupervisor：Pro

2、f.XuBugongSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TP273学校代号：10561学号：201321013117华南理工大学硕士学位论文基于PLC和WinCC的综合自动化监控系统设计与实现作者姓名：石路辉指导教师姓名、职称：胥布工教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：控制工程论文形式：□产品研发□工程设计√应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：工业自动化及过程控制技术论文提交日期：2016年3月18日论文答辩日期：2016年3

3、月18日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：匡付华委员：胥布工彭达洲华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研

4、究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用本授权书。□不保密,同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资

5、源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：指导教师签名：日期:作者联系电话：15622104607电子邮箱：331921883@qq.com联系地址(含邮编)：广东省广州市天河区五山路381号华南理工大学三号楼502室（510641）摘要随着城镇化建设进程不断加速，城镇人口剧增带来的城市饮用水不足问题日益严重。传统泵站自动化程度不高，运行效率低下，无法满足城市供水需求。泵站综合自动化监控系统具有完善的设备控制和调度管理功能，能够有效提高泵站运行效率满足城市供水

6、需求，从而缓解城市饮用水不足问题。本文以省重点水利项目东江与水库联网工程为背景，设计了一套基于西门子PLC和WinCC的泵站综合自动化监控系统。该系统采用PC+PLC控制模型作为整体架构，且其主机PLC、上位机数据服务器和通信通道等关键部分采用冗余配置方式，使得局部的设备故障不会造成系统停机，具有较高的安全系数。此外，系统还具有故障自诊断功能和良好的人机交互界面。论文的主要工作包括：（1）分析泵站自动化监控系统的发展现状及趋势，并结合工程背景和功能需求采用PC+PLC架构的层次化控制模型。（2）根据系统

7、对控制器的高性能和数据通信的高速率要求，选用西门子PLC和工业以太网组建下位PLC控制网络，并完成主泵组和公用辅机系统PLC的硬件组态、I/O地址分配和相关控制程序的编写工作。（3）根据系统对上位机监控功能的便捷性和安全性需求，在WinCC平台上对人机交互界面、报警消息系统和安全策略等监控功能模块进行组态设计与实现。（4）根据系统对通讯可靠性的需求，在主机PLC与WinCC之间建立基于以太网的S7冗余通讯连接，并在辅机PLC与WinCC之间建立普通以太网(TCP/IP)连接。（5）利用S7-PLCSIM

8、仿真软件对监控系统进行功能仿真，并在完成现场系统配置后进行现场测试，同时提出系统的改进方案及未来的研究方向。该系统现已投入泵站使用，且运行状况良好，实现供水总量控制和对泵站设备的管理调度功能，提高了泵站的运行效率。关键字：自动化监控系统；PLC；WinCC；冗余配置；组态IABSTRACTWiththeacceleratingofurbanizationconstruction,urbanpopulationexplosionleadsto