網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)實驗平臺的研究.pdf

1、隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，過程控制領(lǐng)域正在經(jīng)歷從傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)到以網(wǎng)絡(luò)化為特征的控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，出現(xiàn)了新的控制系統(tǒng)—網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)。本文通過設(shè)計一個基于基金會現(xiàn)場總線技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化過程控制系統(tǒng)，一方面可以為我校師生提供學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的實驗平臺，幫助我校師生學(xué)習(xí)和實踐當前先進的控制技術(shù)；另一方面也為我們在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下控制系統(tǒng)的設(shè)計、控制算法的改進與創(chuàng)新的研究提供了軟硬件支持。 本文首先闡述了網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)的基礎(chǔ)理論

2、，說明集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)以及以太網(wǎng)控制技術(shù)都屬于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的范疇。重點對現(xiàn)場總線技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)加以分析，分別從兩者的產(chǎn)生、發(fā)展、特點以及比較這幾個方面進行了概述，并且針對技術(shù)特點和通信系統(tǒng)兩個方面深入介紹了基金會現(xiàn)場總線。同時說明了以太網(wǎng)應(yīng)用于工業(yè)控制的可行性。 然后，本文對工業(yè)控制中廣泛運用的PID控制算法進行了剖析，考慮到PID參數(shù)優(yōu)化整定中遇到的難題，我們引入了遺傳算法對PID參數(shù)進行整定。 最后根

3、據(jù)實際需要，我們進行了基于基金會現(xiàn)場總線技術(shù)與以太網(wǎng)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)實驗系統(tǒng)的軟硬件平臺的設(shè)計。硬件平臺重點闡述了系統(tǒng)的整體硬件設(shè)計、現(xiàn)場模型裝置的硬件選用和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的硬件安裝，軟件方面首先介紹了虛擬儀器技術(shù)和LabVIEW語言，然后分別從軟件組態(tài)和上位機編程兩個方面進行了設(shè)計，完成了信號采集和設(shè)定子程序、上位箱液位控制子程序和上位機監(jiān)控界面的設(shè)計。最后以上位箱液位控制實驗為例，采用了常規(guī)PID控制算法和基于遺傳算法的PID控制