本课题是以某铜材厂罩式炉控制系统为研究背景,提出了基于现场总线的自动化控制方案,设计了整个系统的通讯网络,针对内罩温度和底座热循环风机转速的非线性耦合关系,提出了一种基于神经网络的协调控制方法,并进行了上位机监控系统的设计。论文主要内容如下:1.介绍了罩式退火炉在国内外发展历史及其特点和主要研究方向,罩式炉控制系统的基本构成、工作原理及其常用控制方法。2.以S7-300系列PLC为核心控制器,设计了退火炉控制系统的硬件电路,还进行了各控制单元模块的设计,主要包括温度控制模块和风机转速控制模块,并设计了基于西门子STEP7的控制系统的软件部分。3.设计了控制系统基于PROFIBUS-DP现场总线的通讯网络,包括S7-300通过PM120与3204调节器之间的通信,S7-300与MM430变频器之间的通信,以及PLC之间的通信,阐明了数据交互的方法,以及整个控制系统通讯组网的实现。4.针对控制系统中的耦合关系,进行了基于BP神经网络的辨识系统建模,并利用工业现场的实时数据,在MATLAB中对网络模型进行训练及仿真测试,验证了协调控制方法的可行性。5.根据工业现场的实际需要,设计了基于组态王6.53的上位机监控界面,完成了工业生产中常用的工艺指示、实时数据显示、历史数据操作、报警操作等界面的设计,借助于组态王ODBC数据库访问功能和Microsoft Office Access数据表,还完成了适用于大型流水线工厂的物料追踪软件监控平台的设计。