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毕业设计 恒压供水远程监控系统的研究与开发，共73页，34056字
摘要
随着网络技术及现场总线技术的飞速发展，研究在Internet下实现远程监控，是一项具有重要工程实用意义与价值的工作。远程监控系统是实现工业现场控制的重要途径，它不但能创造宜人的生产环境，实现控制网络的远程诊断与维护，同时又可以在信息、逻辑上使现场控制和上层决策管理进行集成，实现“管控一体化”。本文在分析了系统的工艺流程、技术要求、设备使用等情况后，提出了整个监控系统基于Internet及现场总线技术的总体方案和系统体系结构。考虑到一些实际功能要求，该体系结构分为现场控制层、工厂监控层和远程监控层。结合实际需求，实现了基于Profibus和Internet网的恒压供水远程监控系统。文中介绍了开发和完善一个工业现场远程监控系统所需要的各方面的知识，包括网络通信技术、现场总线技术、恒压控制技术及网络信息安全技术。
恒压控制及远程监控的实现是整个监控系统的核心问题，本文详细分析与其相关的各种技术，力求使所设计的系统实现最优控制方法。
文中还介绍了新兴的现场总线控制技术，介绍和分析了Profibus、工业以太网、Internet的通讯原理，并用这三种通讯方式构建整个监控系统的通讯网络。根据远程监控的要求，将Profibus现场总线与Internet进行联网，实现了远程监控。文中还着重论述了基于人机组态界面的软件Wincc的开发。介绍了监控系统分析与设计的一般步骤和方法。
本文介绍了西门子S7-300通过STEP 7、Wincc进行程序设计的方法。利用程序设计软件STEP 7，开发了系统的PLC程序。讨论了基于包过滤和基于代理服务的防火墙技术。并用这两种技术构建了监控系统的防火墙。最后，设计了系统测试和调试的方法。
根据分析研究和设计，开发完成了可供实用的远程监控系统，并在模拟环境内进行了验证。验证结果表明，该系统可以满足Internet环境下实际应用的基本要求。
[关键字] 现场总线 Profibus 工业以太网 恒压控制 远程监控

目录
第一章绪论 １
1.1 论文选题的目的意义和背景 １
1.2 本文研究思路及工作内容 ２
1.2.1研究思路 ２
1.2.2主要研究工作 ３
1.3 系统设计要求 ３
1.4 论文的组织结构 ４
第二章系统结构设计 ５
2.1供水系统现状分析 ５
2.2变频调速技术及现场总线技术简介 ５
2.2.1变频调速技术简介 ５
2.2.2现场总线技术简介 ６
2.3 SIMATIC工业以太网简介 10
2.4系统总体结构 11
2.5系统工作原理 12
2.6电气控制部分设计 13
2.6.1系统工作流程 13
2.6.2设备构成 13
2.6.3电控系统主电路 14
2.6.4控制思想与控制方法 14
2.6.5系统对电气控制的要求 15
2.6.6控制系统的I/O点及地址分配 16
2.7系统软、硬件配置及说明 19
2.7.1系统软、硬件配置清单 19
2.7.2 PLC选型、模块配置及模块编址 20
第三章系统网络设计 21
3.1系统网络通信 21
3.2系统网络拓扑 21
3.2.1现场控制层 21
3.2.2厂级监控层 22
3.2.3系统与Internet网的连接 24
3.3 网络的安装 25
3.4 系统信息安全 27
3.4.1信息安全的范围 27
3.4.2系统信息安全设计 28
第四章电气控制部分控制算法分析 29
4.1 自动控制方式中系统启动过程 29
4.2 机组切换过程 29
4.3 恒压供水控制算法分析 30
4.3.1变频器输出频率与电机转速及供水压力的关系 30
4.3.2恒压控制的原理图 31
4.3.3 PID调节器的应用 32
4.3.4有限幅的恒压控制 32
4.3.5机组切换时机的选择和回滞环的应用 33
4.3.6机组的增减选择 36
4.3.7运行机组数量的限制 37
4.3.8机组定时轮换休眠 38
第五章 系统程序与监控界面设计 39
5.1 PLC程序的设计 39
5.1.1 STEP 7编程软件简介 39
5.1.2系统组态 40
5.1.3符号编程 41
5.1.4结构化模块化设计 41
5.1.5系统主要程序流程图及代码 43
5.2 Wincc上位机控制软件的实现 54
5.2.1 Wincc简介 54
5.2.2工业组态软件设计的原则 55
5.2.3软件结构和功能 56
5.2.4 Wincc组态程序画面简介 56
5.3 系统调试 59
5.3.1系统调试步骤 59
5.3.2系统调试中的主要问题和调试方法 60
第六章 总结 63
6.1 基本结论 63
6.2 有待进一步研究和解决的问题 63
致 谢 65
参考文献 66