基于SmartPro的管控一体化的设计与应用

论文摘要

随着计算机技术与过程控制技术的发展,人们对过程控制的目标已经提高到信息的集成与加工上,换句话说,就是利用计算机对来自企业生产、管理、销售等各个层次的信息进行整理加工,以挖掘企业自身潜力,提高劳动生产率,提高企业自身的竞争能力。因此,如何利用管控一体化技术对生产过程进行管理和控制越来越受到企业领导的关注。同时将先进控制技术用于生产,可以达到提高产品质量、降低成本的目的,成为提高企业效率最有效的途径。本文在研究了计算机管控一体化在实验室一套过程控制装置中的应用,分别对温度和液位做了先进控制,技术管理报表和Web 技术在管控一体化中的应用。并针对格灵化工公司制酸系统的转化炉温度应用先进控制技术算法进行了仿真研究。本文首先在绪论中对流程工业管控一体化做了总体介绍,接着介绍了集散控制系统的体系结构、优点和特点以及发展趋势,并说明了课题提出的背景和作者的主要工作。在第2 章中,详细介绍了实际的控制对象AE2000A 型过程控制装置和SmartPro软件系统的构成。在第3 章中,主要介绍了自整定PID、单神经元自适应PID 和无模型预测控制的原理、设计以及结构形式等,并在后面给出了3 种控制器的相关参数。在第4 章中,主要研究了3 种先进控制算法在实验装置上的组态方法,整定方法和报表的设计,最后介绍了基于B/S 模式的数据访问。在第5 章中,利用系统正常运行时的输入输出数据记录,建立对象的数学模型,并将先进算法应用在温度控制中,给出了相应的结果。最后,总结了全文内容以及所取得的成果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 集散控制系统的体系结构
• 1.2.1 DCS 的层次结构
• 1.2.2 DCS 的硬件结构
• 1.2.3 DCS 的软件结构
• 1.2.4 DCS 的网络结构
• 1.3 DCS 的特点和优点
• 1.3.1 分散性和集中性
• 1.3.2 自治性和协调性
• 1.3.3 灵活性和扩展性
• 1.3.4 先进性和继承性
• 1.3.5 可靠性和适应性
• 1.3.6 友好性和新颖性
• 1.4 集散控制系统的发展趋势
• 1.4.1 现场总线
• 1.4.2 开放系统
• 1.4.3 INTERNET 接入
• 1.5 DCS 与管理网的信息集成
• 1.5.1 DCS 与管理网的通讯模式
• 1.5.2 DCS 数据上网的一般设计
• 1.6 课题的提出与本人的主要工作
• 第二章 过程控制装置及 SmartPro 系统
• 2.1 引言
• 2.2 AE2000A 型实验装置简介
• 2.2.1 AE2000A 型实验装置的主要特点
• 2.2.2 AE2000A 型实验对象的组成结构
• 2.2.3 AE2000A 型实验对象中的检测变送及执行装置
• 2.2.4 AE2000A 型实验对象控制台
• 2.2.5 AE2000A 型实验装置的安全保护体系
• 2.3 SmartPro 系统简介
• 2.3.1 系统特点
• 2.3.2 体系结构
• 2.3.3 软件组成
• 第三章 SmartPro 先进算法控制器的研究
• 3.1 SmartPro 自整定PID 的研究
• 3.1.1 PID 参数自整定概念
• 3.1.2 PID 参数自整定方法
• 3.1.3 自整定PID 控制器
• 3.1.4 SmartPro 自整定PID 控制器参数
• 3.2 SmartPro 单神经元自适应PID 的研究
• 3.2.1 神经元模型
• 3.2.2 单神经元自适应PID 控制器的设计
• 3.2.3 单神经元自适应PID 控制器稳定性分析
• 3.2.4 单神经元自适应PID 控制器参数
• 3.3 SmartPro 无模型自适应控制器的应用
• 3.3.1 无模型自适应控制器的控制原理
• 3.3.2 无模型控制律的设计及其一般形式
• 3.3.3 无模型控制律的收敛性
• 3.3.4 SmartPro 无模型自适应控制器参数
• 第四章 实验装置管控一体化的设计
• 4.1 设计任务
• 4.2 系统组态
• 4.2.1 控制算法的组态
• 4.2.2 监控画面组态
• 4.3 先进控制算法投运分析
• 4.3.1 自整定PID 控制器投运组态
• 4.3.2 单神经元自适应PID 控制器投运组态
• 4.3.3 无模型预测控制器组态
• 4.4 技术管理报表系统的组态
• 4.4.1 报表的离线组态
• 4.4.2 报表在线函数的使用
• 4.5 Web 技术在管控一体化中的应用
• 4.5.1 B/S 模式及其实现技术
• 4.5.2 Web 数据库技术
• 4.5.3 Web 页面设计在监控系统中的应用
• 4.6 系统评价
• 第五章 格灵化工公司硫酸 DCS 控制系统的设计
• 5.1 引言
• 5.2 计算机方案设计
• 5.2.1 硬件配置情况
• 5.2.2 系统软件
• 5.3 控制方案设计
• 5.3.1 SmartPro 仿真环境介绍
• 5.3.2 控制对象简介
• 5.3.3 控制对象数学模型辨识
• 5.3.4 控制器仿真研究
• 5.4 系统评价
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 作者在攻读硕士期间撰写的论文及参与项目的情况
• 致谢