毕业设计（论文）-PLC能源管理系统的开发和设计.doc

毕业生论文能源管理系统开发和设计摘要随着时代的不断进步与发展，能源已经越来越成为需要迫切解决的问题了，在开发新能源的同时，对现有能源的系统管理也变得越来越重要，对能源的管理也要求信息化。从能源利用的角度来说，系统的管理能显著提高能源的实物资源的配置效率、将有力推动行业的整体技术进步、在更高层次上促进传统产业改造升级和产业结构优化、提升经济运行和管理水平。尤其是对于设备种类多、投资大、能耗大的行业来说，采用现代化的科学管理方法和手段来进行能源的科学管理，将有效提高企业的生产效率、减少能源消耗、极大地促进能源资源的高效利用、显著提高能源利用的经济效益，具有十分重要的意义。本文论述了能源管理系统的设计与实现：整个系统采用分布式布置、集中管理的模式，对生产工艺设备、用能设备的能量数据进行管理；采用组态王这一个工程软件作为控制系统的核心，以PLC为例来对组态王这软件进行初步了解与学习，最后用该软件对现场进行生产控制，现场数据采集，现场时刻报表以及现场报警提示等各项项目的监控，同时建立初步的生产模型监控系统，达到总车间或者总公司能时刻掌握各车间各设备生产运营的情况。关键词：能源管理系统；PLC；组态王；数据库；现场数据采集40Abstract As the times progress and society advances, solving the problem of shortage of energy becomes very urgent. As the requirement for information management, system management towards the energy source now available also becomes significant while we are devoting to developing new energy. From the angle of energy utilization, the information management can highly improve allocative efficiency of the energy source. It helps to push forward the integrated technique, remold the traditional industry to upgrade and optimize industry structure, promoting economies run - time and level of management. The adoption of modern scientific management method will improve production efficiency of enterprise, reduce energy consumption, and raise the utilization rate of energy source to the biggest, increase the economic benefits, especially for the industry with multispecies equipment, intensive capital and big energy consumption. This essay discusses the project and implement of energy system management: the system adopts distributed arrangement and methods of centralized management, supervising production equipment and controlling energy data of the equipment using the energy; KingView as engineering software is arranged to be the core of operating system. Here it takes PLC as an example to learn and get a general idea about that. Finally, use this software to control the production on the site, collect the data and do time report and action control. At the same time, it fundamentally establishes produce pattern supervision system to make sure that the head work shop or the head office can master the state of production operation of the equipment in the workshop.Key words：energy management system；PLC；KingView；database monitored control system；field data collection 目目录第1章 引言11.1 需求分析11.1.1 立题的背景和意义11.1.2 能源管理的现状和需求11.2 国内外能源系统管理的现状21.2.1 国外能源系统管理的现状和发展趋势21.2.2 国内能源管理系统现状和发展趋势21.3 本课题的研究思路3第2章 系统分析42.1 必要性和可行性研究42.1.1 必要性42.1.2 可行性42.2 系统框架和系统功能分析52.2.1 系统框架设计52.3 系统软件组态王62.3.1 建立“变量”与PLC的连接62.3.2 建立新画面72.3.3 添加文本显示82.3.4 模拟量显示92.3.5 模拟量及数据的输出102.3.6 按钮控制输出112.3.7 设备运行状态指示152.3.8 程序下载152.3.9 注意事项162.4 数据流程16第3章 系统设计173.1 PC与PLC串口通信程序173.1.1 建立新工程项目183.1.2 制作图形换面193.1.3 定义串口设备203.1.4 定义变量213.1.5 建立动画连接233.1.6 编辑命令语言233.1.7 调试与运行25第4章 数据库264.1 SQL访问管理器264.2 对数据库的操作284.3 数据库查询控件29第5章 模型的初步设计325.1 模型的设计概述325.2 运行结果与总结38结语39致谢40参考文献41第1章 引言能源问题，从中国乃至全世界范围来看，正逐渐成为一个亟待解的问题。随着的时代的发展，这个问题也将变的越来越迫切！目前，解决能源供应日趋紧张的问题主要有两种手段，一是开发新能源、可再生能源；二是对现有的能源设施进行节能改造，实现能源的优化。我国在“十一五”规划中提出了建设资源节约型和环境友好型社会的奋斗目标，能量的综合利用、能源的使用效率越来越受到人们的重视。为了能使企业更好地完成资源调配、组织生产、企业能量平衡、部门结算、成本核算、能源预测等，需要建立一套有效能源数据的自动采集、监测、管理、调配系统，以便企业随时掌握能源消耗、使用状况。本文将选取采用分布式监控、集中式管理模式，基于现场总线方式的网络分布式能源管理系统，将其划分为数据现场采集系统、网络通信和能源管理系统三部分，介绍其对生产工艺设备、用能设备的能量数据进行采集、监控、计量、统计、分析等机制，论述其方案的设计与实现。1.1 需求分析1.1.1 立题的背景和意义能源的利用一直是当今时代的主题，随着时代的不断进步和发展，能源的逐步消耗，因此，能源的开发就显得肯定重要和迫切！在我国的能源消耗中，工业是我国能源消耗的大户，能源消耗量占全国能源消耗总量的70%左右。中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议提出：“十一五”期末单位国内生产总值能源消耗比“十五”期末降低20%左右，这一指标是“十一五”规划目标中最重要的约束性指标之一，也是我国“十一五”期间节能工作的奋斗目标。因此，加强企业能源计量管理，开展企业节能降耗行动，提高能源利用率是减少资源消耗、保护环境的最有效途径，也是我国走新型工业化道路的重要内容，这对于提高企业经济效益，缓解社会经济发展面临的能源和环境约束，完成“十一五”规划目标有着十分重要的意义。为了能使企业更好的完成资源调配、组织生产、部门结算、成本核算，需要建立一套有效的自动化能源数据获取系统，对能源供应进行监测，以便企业实时掌握能源状况，为实现能源自动化调控扎下坚实的数据基础，同时方便企业的计量和成本核算工作。能源数据具有标准化、专业化、科学化、时效性强的特点，采集难度较高。同时，考虑到能源数据对于企业决策的重要意义，以及能源本身具备危险性的特点，需要对企业建立的能源数据获取系统提出更高的要求。因此，企业能源管理系统（以下简称EMS）必须满足专业性强、实时性好、可进行远程资料交换、可用性强的需求。1.1.2 能源管理的现状和需求 当前企业采用数据管理的模式，基本上是现场安装数据采集仪器、仪表，人工定时采集数据，填报能量消耗报表，然后逐级汇总，统计后上报到企业的能源管理部门、财务部门和上级主管部门。这种方法的缺点非常明显 ：效率低下、不具有实时性。企业的能量计量仪器、仪表种类繁多、通信协议各异、分布范围广，进行自动数据采集、系统布置时要仔细加以考虑。各企业的自动化水平不一，有的企业从国外引进的生产线自动化水平很高，有的还停留在二十世纪七八十年代的水平；企业的办公自动化水平也千差万别，有的企业基本可以实现无纸办公，有的还处在繁杂的手工劳动中。这些复杂的局面提高了能源管理系统的布置难度。随着信息技术、网络技术、计算机控制技术的不断发展，对传统的能源管理的方式进行自动化改造变得完全有必要和可能。国外的一些DCS系统已经将能源管理系统纳入其中，作为整个DCS系统的一个子系统。国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）和国务院公布的九大行业近期淘汰落后产能目标的文件，明确指出企业提高管理水平的必要性，这也给企业能源管理系统的实施带来了机遇。1.2 国内外能源系统管理的现状1.2.1 国外能源系统管理的现状和发展趋势1受经济发展和人口增长的影响，世界一次能源消费量不断增加。随着世界经济规模的不断增大，世界能源消费量持续增长，1973年世界一次能源消费量仅为57.3亿吨油当量，2003年已达到97.4亿吨油当量。过去30年来，世界能源消费量年均增长率为1.8%左右。2世界能源消费呈现不同的增长模式，发达国家增长速率明显低于发展中国家。过去30年来，北美、中南美洲、欧洲、中东、非洲及亚太等六大地区的能源消费总量均有所增加，但是经济、科技与社会比较发达的北美洲和欧洲两大地区的增长速度非常缓慢，其消费量占世界总消费量的比例也逐年下降，北美由1973年的35.1%下降到2003年的28.0%，欧洲地区则由1973年的42.8%下降到2003年的29.9%。OECD(经济合作与发展组织)成员国能源消费占世界的比例由1973年的68.0%下降到2003年的55.4%。其主