基于现场总线的车间生产监控原型系统研究与设计毕业设计

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1、目录1引言11.1现场总线国内外发展现况11.2课题的内容和目标21.3论文的组织结构22PROFIBUS现场总线控制技术的特点42.1现场总线控制系统的组成42.2PROFIBUS现场总线控制技术的应用42.3协议结构62.4传输技术62.5总线存取协议83真空等离子焊接的原理及应用103.2等离子焊接的原理103.3等离子焊接的特点113.4真空等离子焊接的工艺流程与工作原理133.5针对真空等离子焊接系统PROFIBUS网络研究144硬件选型174.1硬件连接174.2真空等离子焊接系统的硬件连接分析175软件设计185.1上位机软件设计185.2真空等离子焊

2、接PLC控制的实现205.3充氩过程PLC控制的实现22结束语25致谢26参考文献271引言随着科技的迅速发展，自动化技术和先进控制技术在工业生产中得到了广泛的普及。常规的经典控制理论始终发挥着相当大的作用，它在解决简单的自动控制系统设计方面一直是非常有力的工具。近年来这方面的控制理论、控制模式和研究日臻成熟，它们在工业生产部门的影响相当大，并且形成了标准化和系列化的产品。由于工业控制系统的发展的方向是分散化、网络化、智能化，现场总线技术的发展正是顺应了这一方向，并成为全球工业自动化技术行业的热点，受到业界的普遍关注。1.1现场总线国内外发展现况自20世纪80年代中

3、期现场总线技术问世以来，在十几年中行业中出现了两百多种现场总线技术。其中常见的现场总线技术有十几种，它们分别在不同的领域得到了广泛的应用，如Profibus，Interbus，CAN，FF，Bitbus，P-Net，LonWorks等。在种类繁多的自动化行业的应用需求之下，没有哪一种现场总线能够完全符合生产需要，各种现场总线在相应的领域发挥着各自的特长，一种现场总线标准在某些领域中是适用的，超出这些领域可能就不是最优的，因此多种现场总线将在很长一段时间内共存。目前有40多种现场总线技术在世界上得到了广泛应用，而各个公司定义的现场总线标准更是不计其数。在加拿大渥太华召

4、开的现场总线标准会议中通过了IEC61158是现场总线的国际标准的决定，其中有8种类型的现场总线可以作为国际标准，这8种类型分别是：（1）ControlNet（美国Rockwell公司支持）（2）Profibus（德国Siemens公司支持）（3）Interbus（德国PhoenixContact公司支持）（4）FFHSE（Fisher-Rosemount公司支持）（5）SwfitNet（美国Boeing公司支持）（6）WorldFIP（法国Alstom公司支持）（7）P-Net（月麦ProcessDate公司支持）再加上IECTL7B通过的3种现场总线国际标准，分

5、别为SDS（SmartDistributedSystem）。ASI（ActuatorSensorInterface）和DeviceNet。另外ISO还有一个ISO11898的CAN（ControlAreaNetwork）。所以一共12种之多。随着计算机网络技术的飞快发展，Ethernet和TCP/IP技术也运用到了工业现场。高速Ethernet具有诸多优点，例如结构简单、开放性、成本低、广泛的应用软硬件支持，非常适用于工业标准的监控网络。为了连接现场各种各样的设备和用于监控的系统设备，作为工厂底层控制网络的信息传输主干的Ethernet已经被许多控制系统设备提供厂商

6、采用。而为了实现网络控制的一体化并保护现有的投资，利用以太网的网关将FF和Profibus现场控制系统、DCS现场控制系统连接起来。TCP/IP协议的采用，真正实现了Internet/Intranet／Infranet测控管一体化网络，使得车间的管理深入到控制现场，操作人员不用到车间就可以通过Internet监控工业生产的过程，实现了远程系统调试和设备故障诊断。现场总线技术是控制系统发展的方向，我们必须紧跟现场总线发展的步伐，确保在未来的竞争中保持领先。PROFIBUS凭借其严谨的定义，完善的功能和标准通用的技术成为开放式系统的典范，它是在众多现场总线标准中能提供一

7、个从现场传感器至生产管理层的全方位透明的网络的现场总线系统。目前，PROFIBUS已经在许多方面证明了其强大、灵活的功能，在很多领域都得到了成功的应用，如生产自动化、过程自动化、驱动技术等，在世界上诸多现场技术中处于领先的地位。同时，PROFIBUS通过便捷的协议、较高的性价比以及采用RS485的传输技术控制了它的成本，适合我国的国情，应该在生产中广泛采用。1.2课题的内容和目标本课题基于现场总线技术，研究并建立新一代车间生产监控系统的方案，完成一个基于Profibus现场总线和西门子PLC平台的车间生产监控系统原型的设计及部分开发工作。(1)基于现场总线的车间