本系统以一个复杂过程（包括串级、比值、解耦、滞后等）为被控对象，研究基于PLC的控制方式的过程控制系统的结构，以及各种常规控制方法，包括：被控对象特性研究、单回路控制、串级控制、前馈-反馈控制、滞后控制、工控组态软件的使用等。
本课题主要以锅炉为控制对象，用过程控制的方法对锅炉进行控制，并创建出锅炉的人机界面，实现对锅炉的最优控制。通过组态和编程，使系统能根据生产负荷的需要，供应一定压力的和温度的蒸汽，同时使锅炉安全经济的条件下运行，实现控制要求。具有对现场数据的采集处理，动画显示、报警处理、流程控制和报表输出，过程监督等多种功能。
在此系统中，下位机PLC通过CP343-5通讯处理器，使用PROFIBUS现场总线通讯协议与操作室的工控机，以及高炉值班室的两台工控机组成现场总线工业控制网络。WINCC通过视窗控制中心的过程驱动软件与PLC通讯，访问PLC中的过程变量。PLC向上位机传递设备的实时状态，接受并执行上位机的实时控制指令。
本系统采用PROFIBUS-DP现场总线，DP是一种现场工业总线标准，最先由西门子公司使用，由于其应用广泛，传输速度快（最大12M）、传输距离远（最远1KM左右）以及总线结构简单（两芯DP通讯电缆）、最多能挂126个站等优点而在全球范围内普及开来，被越来越多的生产厂商采用。
本课题是用西门子S7-300系列PLC作为下位机对现场数据进行采集、计算，并控制现场设备的运行；同时选用西门子的WinCC组态软件作为上位机的监控软件，使系统的监控清晰明确，准确把握系统当前的运行情况，提高系统的监控能力，简化了系统监控的操作，使得上位机和下位机之间的通讯连接得非常容易。
通过本论文的写作过程，可得到如下结论：
（1）PLC和WinCC相结合的控制方式是工业过程中一种很好的工业控制方式，充分利用了各自的优点，又弥补了对方的不足。可以满足工业控制的各种要求。
（2）选用西门子公司的系列的S7-300作为下位机，同时选用西门子WinCC组态软件作为上位机的监控软件是一种和好的组合方式。一方面，同为西门子公司的产品之间具有很好的兼容性；另一方面，WinCC组态软件功能强大，自带有多种通讯驱动程序，使得上位机与下位机很好的连接。
（3）系统中，使用组态软件对现场数据进行记录、存档、打印，这使得对历史数据的查询本的非常方便；对现场设备的运行情况进行模拟显示，使得值班人员在值班室就可以对现场情况了解得清清楚楚，减轻了工人的劳动强度；同时对现场重要参数进行设定，保证了系统运行的可靠，将现场误操作的影响减小到最低程度。
 
目录
摘要  Ⅰ
Abstract Ⅱ
第1章 绪 论 1
1.1计算机过程控制系统的发展 1
1.2 PLC控制的发展 2
1.3可编程控制器趋势的发展 2
1.4组态软件的概述 4
1.4.1组态软件的发展趋势 4
1.4.2西门子WINCC的概述 4
1.4.3混合控制系统与组态软件 5
1.5设计的任务与目的 6
第2章 锅炉控制 7
2.1锅炉设备 7
2.2锅炉控制的特点和难点 8
2.3 锅炉的控制系统 8
2.3.1 给水控制系统 10
2.3.2 燃烧控制系统 11
第3章 控制系统的硬件组成 13
3.1 主电路图的设计 14
3.1.1 电路图 14
3.1.2 变频调速原理 14
3.1.2.1 变频器的主电路 14
3.1.2.2 变频调速的优点 15
3.2上位机人机交互设备的选型 16
3.3. PLC及其扩展模块的选型 16
3.3.1 PLC选型 16
3.3.2 SIMATIC S7-300 PLC 17
3.3.3模拟量输出/输入扩展模块 18
3.4现场总线技术 19
3.4.1现场总线技术在锅炉监控系统中的应用 19
3.4.2现场总线技术的基本概念 19
3.4.3现场总线的网络与通信基础 20
3.4.4西门子公司的PROFIBUS现场总线技术 20
3.5传感器 21
第4章 系统软件设计 22
4.1监控系统的任务 22
4.2WinCC组态软件概述 22
4.3系统界面的设计和动作 24
4.3.1组态变量 24
4.3.2创建过程画面 25
4.3.3改变画面的对象属性 27
4.3.4报警记录 28
4.3.5变量记录 30
4.3.6系统总体图 30
第5章 系统调试与运行 32
5.1系统总体结构 32
5.2 系统调试 33
5.2.1连线 33
5.2.2调试 33
第6章 系统的通讯实现 35
6.1现场总线与系统监控软件之间桥梁——OPC 35
6.2视窗控制中心(WinCC)与PLC之间的通讯 36
6.3 S7-300 PLC与WINCC之间的通讯实现 37
结束语 39
参考文献 40
致谢 41
 

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