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基于现场总线技术的电力监控系统研究与开发

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1绪论

1.1课题来源及要求

1.2化工厂电力监控系统设计基础

2现场总线控制系统概述

2.1现场总线的产生与发展

2.2现场总线概述

2.3现场总线的特点

2.4现场总线协议

2.5现场总线仪表

2.6现场总线技术

3电力监控系统设计

3.1电力监控系统设计的网络选型

3.2电力监控系统设计的结构选型

3.3系统总体设计方案

4组态软件

4.1组态软件的现状

4.2 MACAM组态软件概述

4.3 MACAM组态软件的性能特点

4.4 MACAM组态软件构成

4.5组态软件在本化工厂电力监控系统中的应用

5通信控制级的设计

5.1采用RS-485通信协议

5.2现场总线通信协议模型

5.3通信控制级的设计问题和解决方案

5.4 PC与PML3000系列RTU的通信

5.5 PC与SIEMENS S7系列PLC的通信

5.6通信容错能力和可靠性评价

6总结与改进

6.1总结

6.2改进意见

致谢

参考文献

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摘要

随着计算机技术、控制技术和网络技术的不断进步,电力系统自动化的研究和实践得到了飞速发展.变电站中担负测量、操作、控制、保护功能的二次侧系统己发展为高集成度的综合自动化系统,尤其近年来,变电站实现综合自动化,实现少人值班、无人值守,而现场总线控制技术是分布式控制系统向着全数字化系统发展的结果.本文以化工厂电力监控系统为背景,全面分析了现场总线技术的产生和发展,及现场总线的重要特性,重点探讨了现场总线技术和现场总线仪表在变电站综合自动化中的应用特点,提出用现场总线技术建立电力监控系统的技术方案.作为一种网络系统,本文详细探讨了系统设计的网络选型,系统的结构选型,提出系统的总体设计方案,即由上级监控级、通信级和现场控制级组成的三级现场总线系统,该系统结构简单、可靠性高,且具有良好的开放性.本系统中,后台监控软件采用组态软件制作而成,所开发的监控系统具有数据采集、数据处理、历史记录、图表画面显示、远方控制等多种功能,对此,本文做了详尽的介绍.通信是整个控制系统的关键,在编制符合现场总线通信协议的程序时,参考了通信协议模型中的各层规定,为保证通信的可靠性,通信协议采用ISO七层协议中的三层:应用层、数据链路层和物理层,在应用层之上增加用户层,使之符合规范标准,应用在PLM 3000系列智能仪表及S7系列PLC的通信程序中.经过设计与现场调试,本系统已成功运行并达到了预期的控制效果.

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