论文部分内容阅读
随着科学技术的不断发展,现代控制系统的规模日趋大型化、复杂化,对设备和被控系统安全性、可靠性和有效性的要求也越来越高。为了确保工业生产过程高效、安全的进行,保证并提高产品质量,通过控制网络对生产过程进行在线监测、控制,已成为目前过程控制领域的一个研究热点。
为了适应这一形式的发展要求,并且针对当前实验教学中存在的实验装置数量少,功能单一等问题,我们开发了基于网络的过程控制系统实验装置,以实现对设备资源、网络资源的充分利用和对实验装置的实验共享,提高实验教学质量。
基于网络的过程控制系统由上位机监控系统和下位机PLC控制系统两部分构成。整个网络采用两层网络拓扑结构,上层为工业以太网,用于上位机PC之间以及上位机和下位机PLC之间的通信;底层为PROFIUBS-DP现场总线,用于下位机PL主站和从站之间的通信。系统用SIMATIC STEP 7软件进行硬件组态以及编程,并用组态软件WinCC实现了上位机与PLC的动态连结及监控画面的设计。论文还以液位控制实验装置为例,说明了模糊控制实验在过程控制系统的实现,并分析了常规模糊控制器存在的稳态控制精度差的原因和模糊控制的插值机理,在此基础上给出_种通过在线查表插值提高模糊控制精度的方法和它在液位控制系统的应用,有助于实验者加深对模糊控制的理解和提高实际应用能力。
该过程控制系统实验装置已用于实验教学,运行状况良好。通过这套装置学生可以对控制系统进行网络和硬件组态,进而熟悉基于网络的过程控制系统的组成、设计、调试和运行,并能深入了解生产过程控制系统常用的先进控制策略和算法。另外,该系统也给师生提供了一个过程控制研究的仿真实验平台。