基于PLC的供水管网SCADA系统的研究硕士学位毕业论文.docx
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基于PLC的供水管网SCADA系统的研究硕士学位毕业论文
工程硕士学位论文
基于PLC的供水管网SCADA系统的研究
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基于PLC的供水管网SCADA系统的研究
摘要
SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition,监控与数据采集)系统是集计算机技术、通信技术、自动控制技术为一体的现代信息技术,具有遥信、遥测、遥控、遥调功能,它能够有效地提高生产效率,近年来已被广泛地应用于我国的各个领域,尤其是工业生产领域。
随着城镇人口的增多,传统的水生产管理方法已经无法满足人民生活和工业生产的用水需求,若在供水管网中采用SCADA系统则可以提高供水公司日常生产的管理水平,有效合理地利用水资源,满足城镇用水需求。
目前,我国大多数中小城市的供水公司已经建成了各自的供水监控系统,并取得较好的效果。
本课题以玉林市供水公司为研究对象,针对该公司的实际情况以及需求,设计并构建了一个基于PLC的供水管网SCADA系统。
该系统由主站系统、现场控制系统和通讯系统三部分组成,主站系统通过远程终端设备RTU以及GPRS网络,能够有效地对供水管网水压进行实时监测,并能够为管理人员进行科学调度水资源提供可靠方案。
现场监控系统则采用德国西门子公司的S7系列PLC来构建,它能够监测该供水公司的整个自来水处理过程,并根据工艺要求对电气设备进行自动化控制。
通讯系统采用因特网、GPRS无线网络、现场控制总线等多种通讯方式实现数据信息的传输。
本论文详细阐述了玉林市自来水公司SCADA系统的设计方案及实施步骤,对其他供水公司建立供水管网SCADA系统具有一定的借鉴意义。
该系统在试运行过程中稳定可靠,有效地提高了供水公司的生产效率,达到有效合理利用水资源的目的。
关键词:
SCADA系统PLCGPRS网络RTU
ReserchofWaterPipeNetworkSCADASystem
BasedonPLC
Abstract
SCADA(SupervisoryControlAndAcquisition)Systemisanewinformationsciences,whichissupportedbycomputertechnology,communicationtechnologyandautomatictechnology.Withtheusedoftelecommand,teleadjusting,teleindicationandtelemeteringintheSCADASysterm,theproductioninproveeffectively.Soinrencentyears,SCADASystermhasbeenwidelyappliedinmanyfieldsofourcountry,especiallytheindustialproductionfield.Alongwiththeincreasingofpopulationinthecity,thetrationalwatersupplysystemhasfaildtomeetthedemandsofthepeopleandthefactories.IftheSCADASystemusedinwatersupplynetwork,itcanimprovethemanagementlevelandsatisfythedemandsofwater.
ThispaperistalkingabouthowtobuiltaSCADASystemintheYulinwater-supplycompany.Itcontainsthreeparts,whichisthemasterstationsystem,thePLCcontrolsystemandthecomunicationsystem.Thefirstismasterstationsystem,itcangettheinformationofthewaternetworkthroughRTUandGPRSnetwork,anditalsocanhelpthemanagermakingtherightdecitionsofwatersupply.ThesecondisPLCcontrolsystem,itletthemanagerknowsthewholewaterproductionprocessdirectlyandvividly,anditalsocancontroltheequipmentautomaticallybyPLC.Thelastiscomunicationsystem,itcontainstheInternet,GPRSwirelessnetworkandprofibus,itcanhelpthesystemtotransmitinformation.ThissystemrunsstablyandeffectivelyintheYlinwanter-supplycompany.Maybethispapercanhelptheotherwater-supplycompanieswhichwanttouseSCADASystem.
Keyword:
SCADASystemPLCGPRSNetworkRTU
目录
摘要I
ABSTRACTII
第一章绪论1
1.1项目的背景及意义1
1.2研究现状与发展趋势2
1.3研究的主要内容3
第二章供水管网SCADA系统的设计4
2.1供水管网SCADA系统的设计与开发步骤4
2.1.1供水公司的需求分析错误!
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2.1.2管理信息分析错误!
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2.1.3系统性能分析错误!
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2.1.4系统的开发步骤
2.2供水管网SCADA系统的架构设计错误!
未定义书签。
2.2.1SCADA系统的构成错误!
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2.2.2SCADA系统的主站系统设计错误!
未定义书签。
2.2.3SCADA系统的控制系统设计错误!
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2.2.4SCADA系统的通讯系统设计错误!
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2.2.5SCADA系统的远程终端单元系统设计错误!
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2.3本章小结错误!
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第三章供水管网SCADA主站系统的实现错误!
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3.1SCADA系统硬件构成及实现错误!
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3.1.1通讯前置系统
3.1.2工程师工作站
3.1.3生产调度工作站
3.1.4监控工作站
3.1.5实时数据库服务器
3.1.6历史数据库服务器
3.1.7WEB服务器
3.2SCADA系统软件构成及实现错误!
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3.2.1开发工具的选用与介绍
3.2.2系统数据库的构建与实现
3.2.3系统界面设计与功能的实现
3.2.3系统安全性的设计与实现
3.2.3系统的安装与调试
3.3本章小结错误!
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第四章供水管网SCADA控制系统的实现错误!
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4.1STEP7编程软件简介及设备选型错误!
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4.1.1STEP7编程软件简介错误!
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4.1.2设备选型错误!
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4.2PLC控制站功能的实现错误!
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4.2.1供水管网PLC控制站功能错误!
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4.2.2PLC控制站硬件电路设计错误!
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4.3模块化编程错误!
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4.4PLC控制站程序设计流程与分析错误!
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4.5本章小结错误!
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第五章供水管网SCADA通讯系统的实现错误!
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5.1有线系统的实现错误!
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5.2无线系统的实现错误!
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5.3网络系统的实现错误!
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5.4本章小结错误!
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第六章供水管网SCADA系统远程终端单元的实现错误!
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6.1远程信号错误!
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6.2远程测量错误!
未定义书签。
6.3远程命令错误!
未定义书签。
6.4远程调节错误!
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6.5本章小结错误!
未定义书签。
第七章总结及展望错误!
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7.1总结错误!
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7.2展望错误!
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参考文献错误!
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致谢错误!
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攻读学位期间发表的学术论文错误!
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第一章绪论
1.1项目的背景及意义
水是自然界一切生命赖以生存的不可替代的物质,也是社会发展不可缺少的重要资源。
而随着社会经济的迅速发展以及人口的日益增加,目前我国水资源的供需矛盾日益突显。
据对全国640个城市的调查研究表明,我国每年缺水的城市高达300多个,其中严重缺水的城市达114个,日缺水1600万吨,每年因缺水造成的直接经济损失达2000亿元。
因此,如何高效地利用及分配水资源,以解决城市经济发展的需求并满足人民生活的需要是城市供水公司需要迫切解决的问题。
随着城市的日渐扩大以及人口的逐步增加,城市供水公司传统的管理模式即人工管理模式,已经无法实现高效管理水资源,以满足提高供水质量、节能降耗的要求。
因此,城市供水公司今后采用现代信息技术实现高效管理水资源是必然趋势。
SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition,监控与数据采集)系统,是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统,它可以对现场的运行设备进行监视和控制,能够实现数据采集、测量、各类信号报警、设备控制以及参数调节等各项功能。
将SCADA应用于供水系统可以高效地解决水资源的供需问题,它可以实时监测与分析配水全过程主要设备的运行情况和运行参数,辅助给水调度人员及时掌握水资源、各净水厂送水量、配水管网特征点的运行状态,并提出调度控制依据或实施参考方案,管理人员可以根据预定配水需求计划方案进行生产调度。
基于SCADA系
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