冯瑛[1]2004年在《全数字电动调节阀模糊控制系统的研究与开发》文中研究说明本论文针对现在大规模应用的单片机系统(也称为微控制器MCU系统)和智能模糊控制算法进行了深入的研究；以电动调节阀为控制对象，探讨了整个控制系统的软、硬件实现和算法实现。具体地说，就是以80C196KC单片机为下位机的控制节点，采用模糊控制算法控制调节阀的动作，阀位设定信号由方便小巧的手持遥控器或PC机来给定，遥控器和PC机兼具监视和控制的作用。需要指出的是我们设计的这款遥控器不同于普通的遥控器，它不仅具有输出信号的功能，还可以接受现场的数据，真正方便了用户的操作。 本论文的主要工作和研究成果如下： 1．设计了下位机控制单元的实现方案，包括外部扩展的显示模块(LED)、红外遥控模块、通信模块等的设计方法。 2．随着技术的发展，人们对操作的方便性的要求越来越高，为了适应这个需要，本课题设计了一款小巧适用的红外遥控器，对可能安装在各种环境下的调节阀进行遥控。 3．为了实现系统的两级控制，我们利用CAN总线进行上、下位机的通信，用PC机监控下位机的运行。并在Delphi环境下开发了上位机的监控软件。 4．抗干扰在整个工业领域一直是引人注意的问题，我们在此采取了一些抗干扰的措施，以提高系统的可靠性。 5．对控制算法进行了一定的研究，给出规则自寻优算法的仿真曲线和在系统中的实现方法。 通过系统的实际运行，表明本系统控制方案设计合理，定位精度高，超调小，可靠性好。红外遥控器的设计更是为本系统锦上添花，使得该系统更加适合于工业现场的应用。
姜丹[2]2013年在《面粉厂生产控制系统的研究》文中认为随着电子技术、控制理论以及通讯技术的发展，面粉厂的生产模式、管理模式都发生了改变，传统的控制系统无法适应生产过程的智能化、信息化的趋势。结合某面粉生产控制系统自动改造项目，针对改造前系统存在的数据孤岛问题以及定量称重系统存在的称重精度低的问题，进行了分析和研究。本论文主要工作包括以下几个方面：1）分析了原控制系统的工艺流程以及改造前的系统所存在不足，最终确立了用Modbus通讯协议以及RS485通讯接口的结合实现PLC系统之间通讯的方案，只需一根电缆就实现了PLC系统彼此之间的数据通讯，减少了布线和施工的工作量。2）针对定量称重的精度低的问题，在分析了称重控制的工艺流程的基础上，对系统可能造成精度误差的因素做了研究和分析，在进料口采用调节阀和电磁阀双重控制方式，充分考虑了长期运行时调节阀的有效开度，既可以通过调节阀控制当前称重情况调节进料速度，又可以通过电磁阀做到定点定量控制。3）软件方面系统采用了传统PID和带修正因子的模糊控制算法相结合的控制策略，两种算法相结合，提高了系统的动态响应性能，又减少了系统的静态误差，增强了系统的鲁棒性和稳定性。4）利用组态软件编制了现场的实时监控界面。本文最终实现了面粉生产控制系统的软硬件的改造设计，阐述了硬件和软件的实现流程图，并把系统流程通过组态软件设计实时的显示出来。改造后的系统运行稳定，为企业创造了一定的经济效益，实现了改造的目的。
张咏梅[3]2006年在《退火炉PLC控制系统的设计》文中研究指明芜湖钢厂大线退火炉(以下见简称大线退火炉)的PLC控制系统是该厂的一个重要控制系统。采用PLC控制具有自动化程度高、控制精度高和易于设置、易于管理的特点;该系统是PLC控制的一个大型系统,不论是点数、数据采集的类型,还是PLC的通信都完整地体现了PLC强大的控制功能。大线退火炉是为满足球墨铸铁管获得铁素体的基体组织,根据水冷离心球墨铸铁管的热处理工艺设计建造的,炉体设计为分为四段:加热段、保温段、速冷段和缓冷段。通过分析了球墨铸铁管性能要求以及退火炉的工艺,详细讨论了该退火炉四个工作段的温度和压力参数,通过试验选择了最佳退火工艺,得到退火炉控制的依据,选择合适的温度控制曲线。通过分析系统的控制特点,以及对控制系统的控制要求和点数的分析,设计选用S7-300系列PLC进行组态,并分为两个控制系统,电气系统PLC和仪表系统PLC。在对工艺过程进行系统分析的基础上运用组态王软件对系统上位机程序进行了设计开发,共设计10个主要监控画面,可以形象的显示退火炉系统的参数和各工作点的状态。针对退火炉的控制任务,在下位机程序设计中采用结构化编程方法,对各段温控参数的要求,以及不同变量的设置进行了研究,并完成了分模块程序设计。本文在完成系统硬件配置及监控软件设计的同时,重点研究了系统的控制方法。在分析模糊控制的原理及其分类的基础上,设计了模糊控制器,通过对变量的模糊化、建立模糊规则、建立模糊控制表以及反模糊化等一系列过程,完成了查表法模糊控制器的设计。查表法模糊控制器具有设计简单,实用性强的特点,经试验表明该控制器具有控制精度高,超调小等特点,现场运行以来效果良好。由于该系统要求检测的数据多、类别多,因此通信成为本论文研究的重点之一。设计了基于以太网络及PROFIBUS现场总线的混合网络结构,以充分发挥混合网络的技术优势,取得了良好的通信效果。控制系统设计完成后,布置了现场试验场地,并进行了试验研究。在退火炉调试运行的结果表明,所设计的大线退火炉控制系统能够满足生产控制的需要,取得了良好的效果。
张文霞[4]2007年在《基于FF现场总线的先进控制系统的设计与实现》文中研究指明FF现场总线是目前最具发展前途的现场总线之一，对FF现场总线的研究已经成为工程界和学术界研究的重点和热点。本课题“基于FF现场总线的先进控制系统的设计与实现”结合实验室建设，采用中科院沈阳自动化研究所开发的产品设计了一套基金会现场总线过程控制实验系统，并实现了在该FF现场总线系统上使用先进控制算法对具有时滞性等特性的被控对象的控制，而不仅限于原系统的PID控制算法。本课题旨在设计监控软件系统的同时，通过OPC(OLE for Process Control)技术实现先进控制算法与FF现场总线系统的集成，更好地发挥它们各自的技术优势。论文的主要工作包括：首先，介绍了FF现场总线、监控软件系统以及先进控制算法的发展，分析了自动化系统中实现基于FF现场总线的先进控制的必要性和现实意义；研究了FF现场总线所涉及的关键技术、体系结构以及功能块的组成和功能，为构建基于FF现场总线过程控制系统平台作了相应的理论支撑。其次，构建了基于FF现场总线的过程控制实验系统，研究了各个功能模块的相关参数的配置，并搭建起一个基本的实验控制平台；针对系统的时滞问题，研究了预测控制及其改进算法，引入了动态矩阵控制和神经网络控制，分别分析了其优缺点；并提出一种基于BP神经网络的动态矩阵控制方案，采用两个神经网络来分别构建神经网络预测模型和非线性优化控制器。再次，研究了OPC数据存取规范(OPC DA)2.0版本、OPC数据服务器的实现形式并在此基础上提出了一种VB6.0环境下基于OPC技术的监控软件体系结构；同时为了能够随时调用在OPC服务器上采集的数据，进一步设计了数据库来存取实时数据和历史数据；对OPC服务器上采集的数据进行先进控制算法的仿真和优化，并搭建起了基于FF现场总线和OPC技术的监控软件平台，从而实现了基于先进控制算法的控制系统。最后，研究了Matlab环境下基于OPC技术的OPC DA客户端接口程序的二次开发过程以及动态矩阵算法和神经网络动态矩阵控制算法的实现，解决了Matlab环境下客户端程序与OPC服务器以及与SQL Server 2000数据库的通讯问题，并比较了两种控制算法的有效性；构建起基于Matlab的先进控制算法的监控程序实现方案，并将其应用到双容液位对象的控制系统中，达到了预期的控制效果。
杨佳佳[5]2008年在《基于以太网的粒子炉远程测控系统的设计》文中研究说明二十一世纪是信息经济的时代,网络成为各项信息交流的热门手段。工业以太网以其独特的优点成为工业控制领域公认的21世纪控制网络的最佳解决方案。目前,基于以太网的工业控制系统正逐渐替代现有的现场总线式控制系统,应用在各个控制领域。针对目前大多数流态粒子炉的温度、压力控制系统仍存在体积庞大,造价高,加热效率不理想,控制精度往往不能满足要求等缺点,作者在论文工作中尝试基于以太网控制系统的概念,实现一个流态粒子炉温度、压力远程分布式测控系统的设计。该系统由上位机和多个具有以太网接口的现场测控单元组成。现场测控单元的设计包含输入输出通道、以太网接口,并嵌入了实时操作系统μc/Os-Ⅱ和TCP/IP协议。测控单元首先采集粒子炉温度和压力数据,通过以太网传送到作为上位机的工业控制计算机,而上位机依据上传的数据实现参数白整定FUZZY-PID控制算法,然后将所获得的控制数据通过以太网下传给现场测控单元执行,从而实现了粒子炉温度和压力的远程测控。论文详细阐述了系统的基本原理、结构和测控单元电路的硬件设计,并给出了整个系统的软件实现和集成方法。
张志伟[6]2010年在《基于NetLinx的过程控制实验平台的研究》文中认为现场总线是一种目前在自动化领域应用非常广泛的网络技术,具有开放性、分散性、现场环境高度适应性等优点。NetLinx网络架构作为新兴技术,实现了网络之间信息路由无缝连接,已经广泛应用于工业控制领域。论文针对自动化及相关专业的实践教学需求特点,模拟工业生产过程现场实际应用的控制系统的结构形式,搭建了基于EtherNet/IP(以太网)和DeviceNet(设备网)现场总线的过程控制实验平台。过程控制实验平台采用CompactLogix系统,以实验用水箱和电阻炉为控制对象,完成了整体布局设计、硬件接线、下位机程序编写、监控系统的设计、NetLinx工业通讯网络的规划和实验调试等工作。针对网络过程控制实验装置的特点,论文以过程控制实验平台中双容水箱为主要研究对象,设计了串级控制系统。通过RSLinx和RSNetWorx建立控制系统设备间的通讯,实现了现场情况的实时监控、报警。过程控制实验平台采用增量式PID控制算法控制水箱液位。针对增量式PID控制算法超调大、调节时间长等缺点,本文采用模糊PID控制算法及基于遗传算法的模糊PID控制算法,并通过MATLAB进行仿真,结果表明基于遗传算法的模糊PID控制算法能很好地能改善控制系统的稳定性,弥补模糊PID控制算法和增量式PID控制算法的不足。
魏艳[7]2008年在《低速风洞进气道试验测量与控制系统的设计》文中认为对于任何飞机或使用航空发动机的导弹,进气道是一个很重要的部件。在研制一种新的进气道时,除了进行大量的气动理论计算外,必须进行大量的缩尺模型风洞试验。本文根据FL-8低速风洞具体的实验情况,依据目前测控领域内的新技术,设计了一套目前比较先进的进气道测控系统。该系统包含稳态测量系统、动态测量系统、流量及供气压力控制叁个主要节点。本文给出了该套测控系统的总体设计方案,对系统的叁个重要组成节点进行了详细的论述。鉴于稳态测量的技术比较成熟,只做了简单介绍,重点介绍了基于尼高利公司的Odyssey动态测量技术和采用了交流伺服控制系统的压力流量控制方法,给出了这两部分节点的硬件框图和工作原理。在软件的设计上,采用了通用的模块化的设计规则,将软件根据实际需要划分了若干个模块,在试验时可以根据需要进行调用。各个模块之间在功能上相互独立,同时又能够通过标准数据接口建立有机联系。在所有的模块之中,重点介绍了压力流量控制模块,该模块采用模糊PID的控制策略,给出了该控制策略的具体算法和软件流程图以及试验的对比结果。目前该测控系统已经成功地应用FL-8风洞的多项试验当中,试验结果表明该系统运行正常可靠,具有较高稳动态测量精度,能够很好的满足试验的要求,测试系统的性能到了预定的设计指标。
参考文献：
[1]. 全数字电动调节阀模糊控制系统的研究与开发[D]. 冯瑛. 中南大学. 2004
[2]. 面粉厂生产控制系统的研究[D]. 姜丹. 河北科技大学. 2013
[3]. 退火炉PLC控制系统的设计[D]. 张咏梅. 重庆大学. 2006
[4]. 基于FF现场总线的先进控制系统的设计与实现[D]. 张文霞. 青岛科技大学. 2007
[5]. 基于以太网的粒子炉远程测控系统的设计[D]. 杨佳佳. 合肥工业大学. 2008
[6]. 基于NetLinx的过程控制实验平台的研究[D]. 张志伟. 东北大学. 2010
[7]. 低速风洞进气道试验测量与控制系统的设计[D]. 魏艳. 哈尔滨工程大学. 2008
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