学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于现场总线反应釜温度控制系统的研究与应用

作　者: 舒旭光
导　师: 王克成
学　校: 辽宁科技大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 现场总线 反应釜 神经网络PID PLC
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 41次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


不饱和聚酯树脂作为近代塑料工业发展中的一个重要品种，在工业、农业、建筑、交通以及国防工业等领域有广泛的应用，其中反应釜温度控制系统是不饱和聚酯树脂生产过程中的重要组成部分。随着经济的迅猛发展，人们对化工产品的质量有了更高的要求，因此对反应釜的研究也越来越得到人们的关注。在对反应釜的控制中，温度控制是最重要的，它直接影响到釜内的化学反应环境并对其产品质量起到了决定性的作用。目前国内大部分生产线的温度控制系统多采用常规PID控制，但是由于不饱和聚酯在生产过程中具有非线性、大迟延、时变性等特点。常规PID虽然简单易操作，但是在一些复杂工况情况下很难达到理想的控制效果。因此自动化智能控制技术一直是专家和学者普遍关心的问题，其中神经网络具有逼近任意非线性函数的能力，而且结构和学习算法简单明确，通过对系统性能的学习来实现具有最佳组合的PID控制。本文以辽阳市某厂新建不饱和聚酯树脂生产线项目的反应釜为控制对象，针对现场的实际情况，通过对反应釜工作原理和产品生产工艺特性的学习，详细介绍了本项目温度控制系统的设计过程。本系统选用德国西门子S7-300PLC作为数据采集和控制系统，采用PROFIBUS-DP现场总线技术实现PLC主站和分布式从站之间的通信。控制系统中对反应釜（一酯化釜，酯化缩聚釜）温度的升温阶段采用积分分离PID控制，在恒温阶段采用BP神经网络PID控制。这样当设备自动运行工艺温度曲线过程中控制系统就将神经网络PID控制以及PID控制各自的优势融合起来，使系统输出响应更迅速、降低了超调量而且很好地消除静差。在项目实际试运行状况中效果比较理想，可以应用于工程实践。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
1. 绪论  10-15
  1.1 课题研究背景  10-11
  1.2 反应釜控制难点问题  11-12
  1.3 反应釜控制技术的研究现状与发展趋势  12-14
  1.4 本论文主要研究的内容  14-15
2. 生产线控制系统整体方案设计  15-21
  2.1 不饱和聚酯的生产工艺  15-17
  2.2 主要反应设备介绍  17-18
  2.3 控制系统总体方案设计  18-19
  2.4 Profibus 现场总线简介  19-20
  2.5 本章小结  20-21
3. 反应釜温度控制算法研究  21-36
  3.1 反应釜化学反应分析  21-22
  3.2 数字 PID 控制  22-26
    3.2.1 数字 PID  22-23
    3.2.2 PID 控制分析  23-24
    3.2.3 控制规律的选择  24-25
    3.2.4 积分分离 PID 控制算法  25-26
  3.3 神经网络控制算法介绍  26-30
    3.3.1 神经网络的学习方法和学习规则  26-27
    3.3.2 BP 神经网络  27-30
  3.4 基于 BP 神经网络的 PID 控制  30-35
    3.4.1 基于 BP 神经网络的 PID 整定  30-34
    3.4.2 BP 神经网络的 PID 控制器控制的算法流程  34-35
  3.5 本章总结  35-36
4. Matlab 仿真与工程应用  36-47
  4.1 基于 BP 神经网络 PID 控制器的仿真研究  36-41
  4.2 工程应用 PLC 程序设计  41-44
    4.2.1 酯化缩聚釜升温阶段温度控制  42-43
    4.2.2 酯化缩聚釜恒温阶段温度控制  43-44
  4.3 实际试运行结果分析  44-46
  4.4 本章小结  46-47
5. 生产线控制系统的软硬件配置  47-59
  5.1 编程软件及监控软件  47-48
    5.1.1 编程软件 STEP7  47-48
    5.1.2 监控软件 WINCC  48
  5.2 硬件配置及组态  48-51
    5.2.1 硬件配置  48-50
    5.2.2 硬件组态  50-51
  5.3 人机操作画面的（HMI）设计  51-58
    5.3.1 现场配置  51-52
    5.3.2 监控系统  52-58
  5.4 本章小结  58-59
6. 结论  59-60
参考文献  60-62
附录 A FB1 功能块部分程序  62-65
致谢  65-66
作者简介  66-67

相似论文

  1. 交联电缆生产线电控系统的研制,TP273.5
  2. PROFIBUS-DP典型应用系统研究,TP273
  3. 基于气体还原法的钢丝镀锌自动化生产线关键技术的研究,TQ153.15
  4. 基于神经网络辨识的同步发电机励磁控制研究,TM31
  5. 船舶生活污水处理设备研究,X703
  6. 磷脂酶C和D在木聚糖酶诱导的水稻悬浮细胞抗病反应中的作用,S511
  7. 电子膨胀阀数字控制系统设计及其流量特性实验研究,TH134
  8. 多协议异构分布系统组网通信技术研究,TP273
  9. 污水处理厂自动控制系统的设计与实现,X703
  10. 基于HART协议智能压力变送器的研究,TP212.6
  11. 基于模糊神经网络PID的三容水箱液位控制系统研究,TP273
  12. 铝塑包装联动线在药品包装中的应用研究,TQ460.69
  13. BP神经网络PID控制算法在三容水箱系统中的研究与应用,TP273
  14. 城市轨道交通环境与设备监控系统的研究与探索,TP277
  15. 煤矿井下综采工作面监控系统的研究与实现,TP277
  16. SUPMAX800D系统HART通信卡的研究与设计,TP273.5
  17. Profibus-DP与WSN的集成研究,TN929.5
  18. 基于关键链计术的冀东油田过程控制系统工程项目进度管理,TE35
  19. 总线型数控系统通信技术的研究与应用,TG659
  20. 基于CAN2.0标准的复杂信息网络构建及优化,TP273.5
  21. 300m~2烧结机控制系统的研究与开发,TP273

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
© 2012 www.xueweilunwen.com