PLC专业课程设计任务计划书计.doc

第1部分 基于组态界面供水控制系统课程设计安排
1、班级: 高04电气1、2班。
2、指导老师: 向守均、徐贵认、徐敏、（还有一人我系待定）
3、课程设计时间: 第13周~第19周，最终一周答辩。
第2部分 供水控制系统课程设计任务书
一．设计目标、任务及意义
课程设计和课程设计答辩工作是高等院校综合性极为关键实践性教学步骤。经过课程设计过程，使学生在学习期间所学基础知识、基础理论、基础技能和专业知识综合利用得到全方面训练和加强，并深入受到绘图、计算、综合设计、研究等基础技能和选题、设计研究思想、综合归纳、系统逻辑分析和设计汇报缩写能力及组织管理能力全方面锻炼，从而提升学生综合素质。课程设计和课程设计答辩工作质量好坏，直接反应出学院对学生达成培养目标程度，也是办学水平具体表现，我们要以认真负责态度，从组织领导、题目确定、设计过程、设计（论文）评况及答辩全过程组织等进行严格、规范、科学管理，以确保达成毕业设计要求，提升人才培养质量。
二．课程设计基础要求
1.选题：由老师统一提供。
2.每个学生必需认真独立完成课程设计阶段要求全部工作，充足发挥主动性、发明性和刻苦钻研精神，坚持实事求是科学态度，严禁剽窃她人设计。
3.尊敬老师，遵守纪律，服从安排。
4.学生可分组在老师指导下，应独立确定设计方案，能熟练应用己学课程理论知识。
5.正文在30页范围以上。
6.答辩自述在10至15分钟，答辩10至15分钟。
三．论文格式要求
1．课程设计内容
课程设计内容包含：封面、成绩评定表、目录、正文、参考文件、附图。
2. 封面、成绩评定表
封面、成绩评定表根据学院课统一印制格式进行填写。
3. 目录格式及正文内容（可参考）
第1章 绪论
1.1 系统设计背景 1
1.2 系统设计目标及现实意义 2
第2章 系统结构和工艺概述
2.1 系统整体结构 X
2.2 系统电气线路结构及分析 X
2.3 系统工艺分析 X
第3章 系统硬件设计方案
3.1 系统自动化（网络）结构设计方案 X
3.2 系统软件、硬件选型方案 X
3.2.1 软件选型 X
3.2.2 硬件选型 X
第4章 系统软件设计
4.1 SIMATIC PLC、wincc软件介绍 X
4.2 PLC硬件组态和I/O地址分配 X
4.3 PLC、wincc程序设计步骤及分析 X
第5章 系统安装、调试及运行试验结果
5.1 系统安装 X
5.2 系统调试 X
5.3 系统运行试验结果 X
5.4 系统改善思想 X
第6章 结束语
6.1 此次课题所取得研究结果 X
6.2 此次课题所取得收获 X
参考文件 X
致谢 X
4. 参考文件
参考文件在整个论文中按出现次序，依次列出，引用文件应在文章中引用处右上角加注；
参考文件著录内容，其关键格式以下：
［序号］著者.书名.出版者.出版年.起止页码.
例：
[l］王富宽，冯丽云．焊接和化机焊接结构．浙江大学出版社.1992．25~35．
5．插图、表格、公式规范
(1)插图规范
a.全部插图按分章编号，如第1章，第3个插图为“图1.3”，全部插图均需有图题（图说明），图号及图题应在图下方居中标出；
b.一幅图如有若干幅分图，均应编分图号，用(a)，(b)，(c),...... 按次序编排；
c.插图须紧跟文述。在正文中，通常应先见图号及图内容后再见图，通常情况下不能提前见图，特殊情况须延后插图不应跨节；
(2)表格规范
a.表格应按章编号，如表5.1，并需有表题；
b.表号表题应从表格左上方排列或居中排列；
c.表格设计应紧跟文述。若为大表或作为工具使用表格，可作为附表在附录中给出；
d.表中各物理量及量纲均按国际标准(SI) 及国家要求法定符号和法定计量单位标注；
(3)公式规范
a.公式应居中书写；
b.公式均需有公式号，公式号按章编排，如式(2.3)；
c.公式中各物理量及量纲均按国际标准（SI ）及国家要求法定符号和法定计量单位标注，严禁使用已废弃符号和计量单位。
6．章、节号层次格式
章、节号均使用阿拉伯数字，各层次格式举例以下：
第3章 系统设计方案
3.1 系统自动化（网络）结构设计方案
3.2 系统软件、硬件选型方案
3.2.1 软件选型
1．xxxxx
（1）xxxxx
（2）xxxxx
2．xxxxxxx
3.2.2 硬件选型
参考文件
[l］王富宽，冯丽云．焊接和化机焊接结构．浙江大学出版社.1992．25~35．
致 谢
xxxxxxx
7. 装订
课程设计由学生自行装订。装订次序依次为：封面、成绩评定表、目录、正文、参考文件、附图。
第3部分 基于组态界面供水控制系统课程设计题目
一．课程设计题目
基于组态界面供水控制系统
二．相关技术背景介绍
现在工业监控系统，尤其在攀钢，基础上采取是模拟单机控制技术，其现场布线结构和范围、抗干扰能力等全部受到模拟系统特征制约。所以，多年来，攀钢投入大量资金和人力进行技术改造，尤其是攀钢三期工程建设，改造关键是ERP建设及工业现场控制系统。
伴随现代化工业发展，工业现场需要监测数据参数越来越多，设备布局越来越复杂，改变速度越来越快，这全部对生产过程自动化和经过实时监测快速诊疗出故障，保障生产顺利进行提出了更高要求。尤其是工业现场有些数据参数假如让人工检测，有时是很危险，稍有失误即会造成重大事故和人身伤亡。另外，怎样实现网络监控是企业当务之急。
现场总线是90年代兴起一个优异工业控制技术，它将当今网络通讯和管理概念引入工业监控领域，完成对现场数据参数采集，经过智能采集卡把离散数据上传到上位机，在显示器屏幕上显示出数据量。现场总线是二十一世纪工业控制系统主导结构。
Internet 是基于以太网技术遍布全球广域网，以太网技术是现在发展最快计算机局域网技术。以太网经过几十年发展和应用，成本大大降低，而性能指标提升很快。以太网传输媒介也由过去同轴电缆替换为双绞线或光纤，网络拓扑结构采取总线型或星型。高速以太网是以太网速度提升产物，其体系结构和以太网一样。如100Base-T标准，采取双绞线对接，传输速率1OOMb／s。
所以，将现场总线技术和Internet 有机地结合起来，组成基于现场总线网络监控系统，是新技术发展趋势，是满足攀钢技术改造有效路径、含有宽广应用范围和前景。
本系统目标及要求可归结以下：
1、为攀钢（集团）企业生产设备进行网络动态监控、诊疗技术改造提供研究环境和仿真操作，提供生产设备进行技术改造理论依据和经验。
2、为攀钢（集团）企业生产设备进行网络动态监控、诊疗技术改造提供人员培训环境。
3、参考仿真系统，使攀钢（集团）企业生产设备进行网络动态监控、诊疗技术改造后可实现无人值守运行，提升生产工作效益。
4、提升攀钢（集团）企业整体培训条件。XXXXXXXXXXX
三．生产工艺及控制要求
1.生产工艺
恒压供水系统工艺图图3-1所表示，供水系统由蓄水池，管道，阀门，水泵，电机，水压传感器，流量传感器，电气控制系统等组成。当按下开启键后，假如有用户用水时，电泵、对应电磁阀同时打开，给用户供水。当用户增加，开启其它电泵时，对应电磁阀同时打开，满足用户用水要求。假如用户降低，关闭电泵和对应电磁阀。变频器在中间起调整作用。
2. 控制要求
传动部分：采取西门子M400矢量控制变频器驱动电机，西门子M400系列产品含有优良电气和机械性能，适适用于包含水泵、风机、传动等系统驱动。为节省成本，本系统仅以一台变频器控制开启水泵，经过变频器和电网之间切换，用变频器和电网交替控制水泵，水泵电机电气单线图图3-2所表示：
恒压供水时，该系统由5台水泵从水池取水，用1台水泵作应急备用。4台水泵依据实际需要用水量，用变频器次序起动水泵，并由变频器调整水压（比如：实际用水量只需2台和3台全压之间时，2台处于工频状态，1台处于变频状态
图3-1 恒压供水系统工艺图

图3-2 水泵电机电气单线图
由变频器调整压力，保持恒压。）；实际用水量减小时，停止部分水泵，当无人用水时，全部水泵停止工作。为了预防水泵使用不均衡，5台水泵自动按程序设定作运行和休眠备用，水泵不加任何检测装置。
变频器和PLC之间控制连接有两种方法：一个经过PROFIBUS-DP接口和变频器之间通讯，另一个为经过PLCD/A转换控制变频器。本系统采取前一个通讯方法。
水泵供电方法为两路：（1）电网直接供电（2）变频器调整供电。水泵保护全部采取实际工程保护。（比如 ：机械和电气连锁接触器）
该控制系统由两柜集成：（1）变频器切换显示柜（2）PLC切换（接触器）显示柜。
变频器供电从1～5#次序切换时，每次变频器从0开始开启，4～1#停止时由市电改为变频器供电，变频器必需预置快速额定开启，方便投入市电切换下来水泵作调整用。
在运行过程中，关键有以下多个过程：
1、水泵开启
以水泵电机1为例，先由变频器直接开启，当达成水泵额定运行频率时，运
行时间T1，假如水压还不够，则变频器切出，改市电网投入，即KM1断开，KM2
合闸，水泵电机1处于工频状态。再由变频器开启下一台电机，以这类推，直到压力达成设定值为止。
2、变频器切，电网投入
在控制过程中，如需变频器切出，电网投入时，应首先断开变频器和水泵之间接触器，再合上电网和该水泵之间接触器，在切换过程中为预防损坏变频器和水泵，电气联锁如上所表示。切换时应注意电网和变频器供电相序需一致。
3、电网切，变频器投入
在控制过程中，如需市电供电网切出，变频器投入时，则先断开电网和水泵之间接触器，合上变频器和该水泵之间接触器，利用变频器捕捉再开启功效，在水泵电机旋转状态下投入变频器。
4、压力调整
在供水过程中，假如压力发生改变，则经过调整变频器频率来稳定压力。压力减小时，则增加变频器频率，甚至增加投入水泵运行；压力增加时，则降低变频器频率，甚至降低水泵运行数量。因为在供水过程中，用户端压力会比水泵输出端小，可依据流量传感器信号来赔偿压力，这么就能做到用户端水压保持恒定，
四．课程设计要求
1、依据系统工艺及控制要求，进行PLC模块及外围I/O设备选型（第3章）。
2、依据控制要求，列出I/分配表。
3、绘制供水控制系统接线图（附图）。
4、绘制供水控制系统程序设计步骤图（第4章）。
5、完成供水控制系统程序设计,并上机调试，经过验证后，写出具体源程序（附图）。
6、提议采取PROFIBUS-DP现场总线主-从结构进行系统设计（第5章）。
7、绘制控制室操作台平面部署图（第6章）。
8、依据“电镀专用行车生产工艺示意图”，利用WinCC进行HMI设计，这部分内容不在课程和设计汇报中表现，但计入设计过程考评部分。