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间歇反应釜先进控制系统的设计与实现

作　者: 滕少龙
导　师: 邵诚
学　校: 大连理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 间歇反应釜 动态矩阵控制 先进控制 集成管理平台 RSView32
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 367次
引　用: 4次
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内容摘要


为了满足产品多样化的市场需要，批量或半批量过程工业得到了极大的重视和发展，使得批量过程的先进控制问题成为当前控制理论与控制工程领域的研究热点。而间歇化学反应器是高度非线性对象，包括了所有批量过程控制的难点，涵盖了顺序控制、逻辑控制、回路控制的所有控制概念。因此，开展以化学反应器为控制对象的“面向复杂工业过程集成与优化控制的应用环境建设与先进控制方法研究”，具有重要的理论和现实意义。 本文针对辽宁省工业装备先进控制系统重点实验室间歇反应釜对象的工艺特点，设计了一套由工控机、PLC、工业控制网络等硬件构成的间歇反应过程先进控制系统，实现了非自衡动态矩阵控制方法在反应釜实验装置上的成功应用。在系统结构上采用分层控制的思想：基本控制级由S7-300PLC实现，操作管理级由运行在上位工控机中的RSView32实现。通过对上位机软件RSView32二次开发，实现了针对间歇反应釜的先进控制理论应用的可视化仿真；开发了动态矩阵先进控制软件包，并将其嵌入到RSView32的Visual Basic编辑器中，通过对反应釜温度控制的实际运行，证明了该算法的有效性；开发了集先进控制理论仿真研究与实际应用相结合的集成管理和实验研究平台，可以实现仿真，控制，算法验证，数据库管理，远程监控等功能，并可将反应釜与实验室中其它分散的四套综合自动化装置构成一个分布式监控系统。 本文所开发的系统，不仅能实现常规的控制策略，更重要的是开发了一个先进控制理论研究与科研开发的平台，为新的理论和控制算法提供了一个实际验证的环境。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 课题研究的意义  8
  1.2 间歇反应釜控制的难点  8-9
  1.3 国内外间歇反应釜控制技术的研究现状及趋势  9-11
    1.3.1 国内外研究概况及应用  9-11
    1.3.2 发展趋势  11
  1.4 本课题的研究内容  11-13
2 间歇反应釜工艺流程及控制系统方案选择  13-19
  2.1 间歇反应釜工艺流程简介  13-14
  2.2 工业过程常见控制系统与装置  14-16
  2.3 控制系统结构  16-18
  2.4 本章小结  18-19
3 动态矩阵控制基本原理  19-32
  3.1 常规动态矩阵控制基本原理  19-24
    3.1.1 预测模型  19-20
    3.1.2 滚动优化  20-21
    3.1.3 反馈校正  21-24
  3.2 DMC在水槽液位控制系统中的应用  24-28
    3.2.1 综合自动化装置工艺流程及控制结构  24-25
    3.2.2 参数选择  25-26
    3.2.3 实际应用结果分析  26-28
  3.3 非自衡系统动态矩阵控制基本原理  28-31
  3.4 本章小结  31-32
4 间歇反应釜控制系统集成与工程实现  32-52
  4.1 系统硬件设计  32-35
    4.1.1 系统设计原则  32
    4.1.2 下位机PLC配置  32-35
  4.2 现场级PLC软件设计  35-39
    4.2.1 PLC软件设计原则  35
    4.2.2 PLC软件结构及功能  35-37
    4.2.3 夹套温度控制策略  37-39
  4.3 上位机组态软件设计  39-49
    4.3.1 上位机软件RSView32简介  39-41
    4.3.2 上位机软件系统结构及功能  41-42
    4.3.3 数据库管理  42-45
    4.3.4 报警信息及操作记录查询功能  45-48
    4.3.5 监测点一览功能  48-49
  4.4 远程客户端软件设计  49-51
    4.4.1 RSView32 Active Display System  49-50
    4.4.2 远程WEB浏览  50-51
  4.5 本章小结  51-52
5 先进控制在RSView32平台上的扩展及应用  52-61
  5.1 间歇反应釜先进控制方法在RSView32上的可视化仿真  53-58
    5.1.1 基于RSView32组态技术可视化仿真研究意义  53
    5.1.2 基于RSView32可视化仿真实现方案设计  53-55
    5.1.3 可视化仿真结果  55-58
  5.2 非自衡DMC算法在间歇反应釜温度控制中的实际应用  58-59
    5.2.1 实现方案设计  58
    5.2.1 实际应用结果分析  58-59
  5.3 本章小结  59-61
结论  61-63
参考文献  63-65
附录A PLC接口端子图  65-66
附录B PLC部分变量地址分配表  66-68
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  68-69
致谢  69-70
大连理工大学学位论文版权使用授权书  70

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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