西门子s7-200cn在乙烯回收提纯中的应用专业电气工程及其自动化_开题报告

（一）国内研究概况

    软PLC大约在1996年以后才被介绍到国内来。目前国内的一些工控方面的公司及研究机构在这方面也开展了部分基础技术研究工作，但起步较晚，现在还没有一家公司或机构可以推出比较完整的产品。国内有一些著名的自动化软件公司（如北京亚控自动化软件科技有限公司）正在研究开发具有自主版权的中文软PLC产品，另外也有一些自动化工程公司开始代理销售这些商用化的软PLC产品。我国自行开发的DCS系统，如上海自仪公司的SUPMAX- 800，选用法国CJ International公司的符合IEC61131-3的IsaGraf和美国的强实时操作系统Vxworks。

   吕涌等开发的面向DCS控制组态软件中包含一些软PLC功能，它只是DCS系统的一部分，不能独立运行。李左章等对软PLC技术进行了大量的研究，取得了一定的成果，其开发的数控内嵌式PLC具有软PLC的特点，但功能单一，不能作为独立系统运行，且无联网通讯能力。

   罗华丽等提出了一种基于开放式数控系统的嵌入式软件PLC子系统的实现方法，给出了一个软件PLC的结构模型，并对PLC的梯形图程序编程环境、梯形图程序与语言程序的相互转换、PLC 程序执行等软件部件的设计和开发进行了研究。游华云等研制了一种基于RT-Linux实时操作系统的软件PLC，既可以作为一个独立模块和不同的CNC系统协同工作，也可以嵌入到数控系统内部运行在同一台计算机上，其实时性和可靠性己经得到了验证。

  黄延延等采用软件组建的设计思想，将整个软件划分为几个具有独立功能的软件模块，模块之间定义规范的接口，并基本实现了各模块的功能，但整个系统的性能没有介绍。

  大连理工大学在数控系统的软PLC技术方面进行了研究和开发，由现代制造研究所研制的DIGIT- 03MC等系列数控系统的内置PLC模块已经在相关工程项目中得到了实际的应用。

  陈佳等在理解软PLC系统的功能、组成和编程方法基础上，基于IEC61131-3国际标准的编程规则，采用面向对象的思想，设计出了一套完整易用的数据结构，给出了一种基于工业PC的软PLC设计方案并在VC 6.0环境下实现。最后，通过实验室被控对象验证了方案的可行性。

  朱兆斌等人详述了软PLC中梯形图编辑界面的实现以及在梯形图向指令表转化过程中采用的方法：将梯形图映射为AOV有向图，通过AOV的拓扑排序来实现最终的转化。其中使用了十字链表作为AOV有向图的存储结构。

  王新华等配合在PC 机上运行的自行研制的软PLC编辑开发系统，设计开发了软PLC编译系统。仿真结果表明，开发的软PLC编译系统能实现软PLC梯形图与指令表程序的相互转换，完成软PLC程序的文法设计和语法分析，并对软PLC程序的运行指令做出正确解释，使PC机完成相应的控制功能。

  白艳艳等基于SERCOS的开放式数控系统为硬件平台，构建了软PLC的体系结构，将PLC 的扫描执行转化为编译执行，提高了PLC的速度。

   此外陕西科技大学、武汉理工大学、山东大学等学者也在PLC软件技术上进行了一些研究。从总的研究情况来看，目前国内软PLC的技术与国外相比，技术水平相差很大。

   

(二） 国外研究概况

  在欧美等国家，软PLC已开始投入工业使用，而且市场份额每年都在增加，根据ARC的调查和估计，1997年全球的软PLC市场有3千6百万美元，到2000年软PLC的市场达到了1亿4千5百万美元，2001年差不多又增长了一倍。目前，欧美等西方国家都把软PLC作为一个重点投资对象进行研究开发。工业领域已经开始使用软PLC产品，而且软PLC的市场需求量也在不断的增长。典型的软PLC 应用产品有：

SOFTPLC公司的SoftPLC。SoftPLC是基于PC的开放式控制软件，具有开放的控制平台，用户能够根据自己的需求来选择硬件。支持用户用梯形图和C、C++、Java等高级语言来编写自己的程序。此外，SoftPLC内嵌Web 和FTP 服务器，用户可进行远程维护和监控。

（2）SIEMENS公司的SIMATIC WinAC。SIMATIC WinAC是基于Windows平台的控制软件，具有可视化人机界面，它将控制、数据处理、通信等技术集于一体，采用了Ventru Com司提供的实时操作系统作为Windows NT的扩展，具有“硬实时”的特性。

（3）CJ International公司的ISaGRAF。ISaGRAF能够在多种操作系统下运行，具有良好的网络通讯能力，包括数据传输、远程监控和维护、在线调试、应用程序下载以及支持运行于多个目标机上的控制程序间的通讯。

  除了上述典型产品外，还有许多自动化公司也推出了自己的产品，如Wellspring Solutions 公司的OA2Control；德国KW公司的MULTIPROG；GE-FANUC公司的CIMPLICITY；Intellution公司的Paradym-31；Rockwell automation公司的SoftlogixTM5Controller；BECKHOFF公司的TWinCAT等等，它们在技术和应用上都有各自的特点。

        

（三）P LC技术的发展趋势

  虽然软PLC具有很大的发展潜力，但作为一项新的技术，目前还有以下问题需要解决：①作为软PLC首选的操作系统Windows NT，受其响应时间限制，它并不能满足硬实时；②软PLC的控制任务应具有不低于NT系统进程的优先级，这样，在操作系统发生蓝屏（The blue-screen of death）等情况下还能进行控制；③可靠性还有待加强，即能在高温、振动、多灰尘等恶劣环境下正常工作。因此，在今后若干年内，软PLC的发展将着重在以下几个方面：

（1）进一步提高系统的开放性。现在的软PLC产品大部分是基于Windows 系统，并不支持其他操作系统的应用程序；在没有开放式硬件和软件的支持下，并不能保证产品的开放性；不允许用户更改底层控制算法；不严格遵守一些适用的国际标准等。

（2）进一步增强系统的可靠性与实时性。增强系统可靠性与实时性的关键在于提高操作系统的实时性。现有的实时操作系统能够基本满足工业控制的需要，随着一些实时性更高的操作系统的不断出现，必将会大大增强软PLC系统的实时性与可靠性。

（3）进一步提高网络通讯能力和与第三方软件的整合性。随着网络科技的发展，良好的通讯能力已成为现代工业控制所必备的功能，远程控制、远程诊断、网络数据处理等功能都将得到加强。控制软件间的协同工作能力是衡量开放式控制系统性能的重要指标。进一步加强各种控制软件间的数据交换能力是提高控制系统性能的重要手段。

（4）进一步加强和改善企业整合能力。工厂控制与企业管理的整合是工业控制领域的一种趋势。软PLC控制系统可以通过以太网或TCP/IP连接到企业信息系统，与其进行数据交换，将设备运行状况，产品质量等与控制过程相关的详细信息。本文针对S7-200CN在乙烯回收提纯中的应用进行阐述。

二、^范文提纲

1  S7-200硬件与连接

1.1   S7-200的概述

1.1.1  S7-200主要特点

1.1.2  S7-200产品结构

1.2    S7-200CPU模块的性能与连接

1.2.1   S7-200技术性能

1.2.2   S7-200模块连接

2吸附技术在我国乙烯回收中的应用

2.1国内外乙烯回收现状

2.1.1乙烯回收技术简介

2.1.2吸附分离法的工艺技术特点

2.1.3吸附分离法的工业应用分析

2.2变压吸附技术

2.3吸附法回收乙烯的应用展望

3某化工厂乙烯回收提纯系统的应用

3.1某化工厂变压吸附系统的工艺简介

3.2工艺流程

3.3控制系统介绍

参考文献

[1] 赵强; 张建瓴; 可欣荣; 魏德仙软PLC技术研究现状与发展趋势  科技信息 2010（4）

[2] 刘巍巍 软PLC技术及开发系统研究  黑龙江科技信息 2009（10）

[3] 毕辉;程良鸿 关于软PLC技术的研究及发展 机电产品开发与创新 2006（6）

[4]金浩庭. 乙烯工业发展带来的思考. 乙烯工业, 1999, 11( 3) : 9

[5]舒朝霞. 2000 年国内外乙烯供求预测. 乙烯工业, 1993, 5( 2) : 17

[6]常勇. C2H4、C4H8 、CO2、O2、N2 、CH4 、C2H6、C4H10 在若干吸附剂上         的吸附平衡和动力学研究: [ 硕士学位^范文] . 大连:大连理工大学, 1998

[7]Sircar S, Golden T C, Rao M B. 活性炭. 气体分离和贮存. 新型碳材料, 1997,  12( 2) : 8

[8]Xie Y ouchang , Q iu Jianguo , Zhang Jiaping. Ethylene Reco ver y fro m Refiner y Dr y Gas by Adsorption. New Development in

Adsorpt ion Separation Science and T echnology , Dalian: Dalian U niv ersity of T echno logy P ress, 1994

[9]张永春, 王金渠, 李春华等. 脱除乙烯吸附剂性能研究. 化学通报, 1992( 12) : 34

[10]郜豫川, 陈健. 变压吸附技术在我国的应用现状及发展方向. 低温与特气, 1993( 3) : 1

[11]饶鑫.智能测控仪表 CAN 总线通讯的研究[D].河北工业大学，2004.

[12]李瑛.嵌入式方法在智能仪表中的应用研究[D].华东师范大学，2007.

[13]黄奇.工业自动化仪表嵌入式软件系统构建方法研究[D].重庆大学，2008.