计算机机械设计论文提纲

论文题目：基于软PLC的港口取料机械计算机监控系统设计

摘要：针对当前港口取料机械存在的故障频发、故障处理时间较长、管理层不能实时了解现场生产状况和传统PLC开放性不足等问题,本文设计了基于软PLC的港口取料机械计算机监控系统。该系统综合运用了软PLC、组态软件Win CC、开发工具VC++6.0、OPC技术和西门子PLC编程软件,实现了取料机和皮带机的控制、故障实时监测、一机多用和信息共享等功能。论文的主要研究工作如下:（1）港口取料机械监控系统的硬件设计。按照监控系统的监控要求,结合PLC的性能,采用S7-200的CPU226控制皮带机,完成对其硬件设计;采用S7-300的CPU313C-2DP控制取料机,完成对其硬件设计;选择Profibus-DP现场总线将PLC相连,构建Profibus-DP通信网络;选择PT100温度传感器、固态继电器和CPU313C-2DP模拟量输入输出模块,组建斗轮液压站油温监控系统,使油温保持在工作范围之内。最终,利用Profibus-DP现场总线、EM277、CP5611 A2通讯卡、CPU226、CPU313C-2DP等组建了一个港口取料机械监控平台。（2）基于软PLC和组态软件Win CC的港口取料机械监控系统的软件设计。根据设计要求,组建了以软PLC为控制主站,CPU226和CPU313C-2DP为从站的监控系统。该系统使用编程软件STEP7-Micro WIN完成CPU226程序的编写;使用编程软件Simatic Manager（Step7 V5.5）完成CPU313C-2DP和软PLC程序的编写;使用组态软件Win CC完成监控界面的编写,并在局域网内实现多台计算机对现场设备的监控。（3）基于软PLC和OPC的港口取料机械监控系统的软件设计。由于上位机监控系统与现场设备之间的数据交换是通过驱动程序实现的,当硬件发生变化时,特定的驱动程序一般不会给予支持,因此本文利用VC++6.0开发了OPC的客户端。现场控制软件设计方面,在原有的控制系统设计基础上,通过网络组态、添加服务器等建立OPC客户端与软PLC的连接,最终实现了OPC客户端对现场设备的实时监控。实验结果表明,该监控系统可以对港口取料机械有效控制和对保护开关、运行状态实时监测,能降低设备成本,保障设备安全、高效的运行。

关键词：软PLC;监控系统;WinCC;OPC;Profibus-DP

学科专业：机械工程

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 港口机械远程监控国内外研究现状

1.2.2 计算机监控系统国内外研究现状

1.2.3 软PLC国内外研究现状

1.3 存在问题与发展趋势

1.3.1 存在问题

1.3.2 发展趋势

1.4 论文结构安排

第2章 监控系统总体方案及硬件设计

2.1 港口取料机械控制要求

2.2 监控系统总体设计

2.3 监控系统硬件设计

2.3.1 Profibus-DP现场总线设计

2.3.2 系统主站模块硬件设计

2.3.3 斗轮取料机模块硬件设计

2.3.4 皮带输送机模块硬件设计

2.4 本章小结

第3章 监控系统控制程序设计

3.1 斗轮取料机控制程序设计

3.2 系统主站控制程序设计

3.3 皮带输送机控制程序设计

3.4 小结

第4章 基于软PLC和组态软件的远程监控系统设计

4.1 监控界面设计

4.1.1 WinCC软件

4.1.2 创建监控界面

4.1.3 创建监控报警

4.2 软PLC和监控界面的通信

4.2.1 WinAC的特性及内部结构

4.2.2 WinAC和WinCC的通信原理

4.2.3 通信功能的建立

4.3 监控功能实现

4.3.1 现场监控功能实现

4.3.2 远程监控功能实现

4.4 本章小结

第5章 基于软PLC和OPC的监控系统设计

5.1 开发环境的相关技术

5.1.1 OPC简介

5.1.2 Visual C++简介

5.2 OPC客户端设计

5.3 WinAC和OPC客户端通信的建立

5.3.1 VC++6.0、OPC和WinAC的通信原理

5.3.2 OPC网络组态

5.3.3 通信测试

5.4 监控功能实现

5.5 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢