基于现场总线的自动配米控制系统的研究

论文摘要

配米技术作为大米由粗加工向精加工发展的方向之一,越来越受到各科研院所和大多数大米加工企业的重视。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点,被誉为自动化领域的计算机局域网。现场总线的出现,标志着工业控制技术领域又一个新时代的开始,基于现场总线技术的自动控制系统被越来越广泛地应用于工业生产中。本课题就是在这样的背景下设计研究的。本课题来源于某米业有限公司的精制米生产线中的配米工艺。论文详尽分析了精制米自动生产线以及自动配米控制系统工艺流程,结合相关的技术要求和用户需求,以现场总线技术为设计基础构建了自动配米控制系统的总体网络结构,并采用德国西门子产品(可编程序控制器PLC、上位机监控软件WinCC等)完成对自动配米控制系统的设计和实现过程,并对自动配米控制系统进行了算法研究。论文主要设计开发了PLC控制程序和上位机监控系统。重点研究了系统总体实现过程,对系统硬件配置、WinCC和STEP 7 Micro/WIN 32软件的应用、配米系统的模型都作了详细的分析。具体说明了设备点的配置和组织、人机界面的设计以及其中涉及的细节问题。整个系统经过现场调试,现已成功投入运行,工作稳定可靠,实现了生产自动化及企业信息化,大大提高了产品的产量及质量,有效的提高了生产效率,增加了企业效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 生产工艺简介
• 1.3.1 精制米生产的工艺流程
• 1.3.2 配米工艺及要求
• 1.4 本文主要研究工作
• 第二章 现场总线综述
• 2.1 现场总线概要
• 2.2 现场总线的发展及特点
• 2.1.1 控制系统的发展
• 2.1.2 现场总线的发展
• 2.3 PROFIBUS 现场总线
• 2.3.1 PROFIBUS 的通信协议
• 2.3.2 PROFIBUS 的传输技术
• 2.3.3 PROFIBUS 的总线存取协议
• 2.4 PROFIBUS-DP 现场总线
• 第三章 自动控制系统的总体设计
• 3.1 工艺需求分析
• 3.2 系统总体网络结构设计
• 3.2.1 精制米生产线的总体网络结构设计
• 3.2.2 自动配米系统的网络结构设计
• 3.3 系统总体控制流程图设计
• 3.4 系统算法分析
• 3.4.1 系统模型分析
• 3.4.2 PID 控制系统
• 3.4.3 BP 神经网络的结构与学习原理
• 3.4.4 BP 神经网络PID 控制原理与算法
• 3.4.5 仿真及结果
• 3.5 流量控制器综述
• 第四章 自动配米控制系统的上位机设计
• 4.1 工业组态软件设计的原则
• 4.2 监控计算机（上位机）硬件设计
• 4.3 监控计算机的软件设计
• 4.3.1 WinCC 概述
• 4.3.2 上位机监控系统的功能
• 4.3.3 自动配米系统监控界面的设计
• 第五章 自动配米控制系统的下位机设计
• 5.1 可编程控制器（PLC）概述
• 5.2 PLC（下位机）硬件设计
• 5.2.1 PLC 的性能概述
• 5.2.2 PLC 的机型选择
• 5.3 PLC（下位机）软件设计
• 5.3.1 STEP 7 Micro/WIN 32 简介
• 5.3.2 PLC 控制程序的流程图
• 5.3.3 PLC 的I/O 点分配与连接
• 5.3.4 PLC 控制程序编写
• 第六章 自动配米控制系统的通信设计
• 6.1 工控机与PLC 之间的通信
• 6.1.1 OPC 介绍
• 6.1.2 OPC 程序的结构
• 6.1.3 PLC 中OPC 通讯的接口配置
• 6.1.4 WinCC 中OPC 通讯的接口配置
• 6.2 PLC 与PLC 之间的通信
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文