液位控制系统上位监控设计 毕业设计说明书.doc
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摘 要
本设计是以德国FESTO公司PCS实验平台中的液位单元为被控对象，设计了液位监控系统，网络引入对液位控制系统性能可能产生的影响在液位控制系统的总体监控方案设计中，首先采用SIMATIC WinCC组态软件对液位控制系统进行上位监控设计然后根据测量数据建立控制系统模型，并进行PID参数的整定，使系统达到了设计指标最后讨论了网络化控制系统中时延和丢包问题，并利用集成控制与调度的仿真工具TrueTime，分析研究网络对液位控制系统性能的影响。
关键词：PCS 液位控制 WinCC PID 网络化 TrueTime
Abstract
Based on the German FESTO company liquid level units in the PCS experimental platform for the controlled object, the liquid level monitoring system is designed and some preliminary researches are discussed for the influences which caused by introduction of the network of liquid level control system performance. In the liquid level control of the whole system design of monitoring schemes, first using the SIMATIC WinCC configuration software realize the upper monitor design of liquid level control system ,and then based on the measurement data establish control system model, and through PID parameter adjusting making the system to reach the design index. Finally, time delay and data-packet-dropout problems for networked control systems are discussed, and proceed analytical investigation for the network to the liquid level control system performance impact using integrated control and scheduling of the simulation tools TrueTime.
Keywords: PCS Level -Control WinCC PID Network TrueTime
目录
摘 要
Abstract
第一章 概述 1
1.1 研究的技术背景 1
1.2 研究的目的和意义 1
1.3 研究的主要内容、功能及技术指标 2
第二章 方案论证 3
2.1 PCS实验平台及液位控制单元简介 3
2.1.1 PCS实验平台简介 3
2.1.2 液位控制单元简介 4
2.2 上位监控组态软件的选择 4
2.3 西门子S7-300 6
2.3.1 S7-300PLC介绍 6
2.3.2 Step7介绍 6
2.4 液位控制单元上下位通讯方式选择 7
2.5 控制方式选择 8
2.6 总体方案确定 8
第三章 液位控制系统上位监控设计 10
3.1 组态软件WinCC V6.0概述 10
3.1.1 WinCC V6.0 软件简介 10
3.1.2 WinCC各部分组成和功能介绍 10
3.2 硬件组态和网络组态 14
3.2.1 硬件组态 14
3.2.2 网络组态 18
3.3 变量参数统计分析 18
3.3.1 上位通讯 18
3.3.2 数据变量建立 20
3.4 监控画面制作和动画连接 20
3.4.1 初始画面的设计 20
3.4.2 监控主界面设计 21
3.4.3 系统报警窗口设计 22
3.4.4 实时趋势窗口设计 24
3.4.4 系统报表的设计 26
3.5 Matlab在线控制 29
3.5.1 Matlab基础 29
3.5.1 Matlab与WinCC通讯的建立 29
3.6 运行调试 32
第四章 液位控制系统建模及控制器参数整定 34
4.1 系统的数学模型 34
4.1.1 建立系统数学模型的目的 34
4.1.2 建立系统数学模型的基本方法
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