基于Profibus現(xiàn)場總線的過程控制系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、為使工科學(xué)生在校期間受到良好的工程實(shí)踐鍛煉，創(chuàng)建具有實(shí)際工程環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室一直是過程控制實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重要目標(biāo)。結(jié)合自動化及相關(guān)專業(yè)的教學(xué)特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目，模擬工業(yè)生產(chǎn)過程現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用的控制系統(tǒng)目前流行的結(jié)構(gòu)形式，采用兩層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，開發(fā)基于以太網(wǎng)及Profibus現(xiàn)場總線的過程控制系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，是論文的主要研究內(nèi)容。 實(shí)驗(yàn)裝置是根據(jù)過程控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢，集PLC技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機(jī)監(jiān)控技術(shù)為一體，采用工業(yè)現(xiàn)場常用的過程控制

2、儀表，以液位、壓力、溫度及流量為主要被控變量構(gòu)成的。系統(tǒng)上層采用以太網(wǎng)，底層采用現(xiàn)場總線Profibus—DP，以西門子公司的S7 300 PLC為控制器，運(yùn)用STEP7 V5.2、WinCC V6.0、SIMATIC NET V5.3等軟件平臺設(shè)計和開發(fā)了用于數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)記錄及通訊、實(shí)驗(yàn)狀態(tài)監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)數(shù)字PID控制及各種智能控制算法的實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件。 針對基于網(wǎng)絡(luò)的過程控制系統(tǒng)被控實(shí)驗(yàn)裝置的特點(diǎn)，本文以液位控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置為被

3、控對象，通過參數(shù)辨識建立其數(shù)學(xué)模型，編制了最小二乘參數(shù)辨識接口程序和教學(xué)實(shí)驗(yàn)圖形界面；闡述了帶死區(qū)的變速積分PID控制算法在液位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，并利用神經(jīng)元不完全微分PID控制算法，開發(fā)了神經(jīng)元實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，并利用該神經(jīng)元訓(xùn)練PID的控制參數(shù)，便于學(xué)生掌握PID參數(shù)對控制性能的影響。 基于網(wǎng)絡(luò)的過程控制系統(tǒng)不僅可以進(jìn)行自動控制原理和系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，還為多種先進(jìn)控制算法提供一個實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)平臺。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生可以充分得到生產(chǎn)過程