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随着现场总线技术的出现与成熟,控制系统逐渐从传统控制系统(基于PC、PLC、DCS的分布式控制系统)向现场总线控制系统(FCS)过渡,现在FCS已开始被广泛地应用于化工、冶金等工业领域。本文以青海盐湖某公司氢氧化镁生产过程控制系统作为研究对象,按照工艺对控制系统的要求,设计了一套基于ControlNet现场总线的控制系统。
本文主要工作是:对现场总线以及现场总线控制系统进行了系统的分析,着重对ControlNet现场总线发展及其技术特点进行了研究;针对工艺对控制系统要求,结合ControlNet的优点,设计了基于ControlNet现场总线的控制系统,并详细介绍了系统的软、硬件配置,系统供电设计及防爆设计,并对设计的控制系统进行了可行性和可靠性分析;利用RSView32组态软件设计和编制了上位机监控系统,实现了对整个生产工艺的远程监控;设计了下位机控制程序,重点对电机和模拟量控制程序进行了设计,且在模拟量控制策略中,针对常规PID控制器在参数整定中“非自适应性”的缺欠,设计了模糊自适应:PID控制器,并通过实例在:Matlab中对所设计的模糊自适应PID控制器系统进行了仿真,对仿真结果进行了分析;最后结合项目实际情况总结了系统的调试步骤并对控制系统进行了性能评价。
运行证明,系统能够完成对现场的监控和报警,并提供了实时趋势分析,具有可靠性高、稳定性好、控制精确、升级能力强、本安防爆、人机界面友好、开放性好、可扩展性强等特点,满足了生产现场的要求,在化工生产的自动控制领域具有一定的推广价值,是现场总线控制系统成功应用于过程控制领域的一典型案例。