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PLC先进控制策略在番茄酱杀菌工艺中的应用

2020-11-30阅读(556)

PLC先进控制策略在番茄酱杀菌工艺中的应用

论文摘要

可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller）以其可靠性高、抗干扰能力强、功能丰富等强大技术优势,成为目前工业自动化领域的主流控制装置。然而,PLC还大都只是承担最基本的控制功能,如顺序控制和PID反馈控制。但对于复杂的非线性、大滞后过程对象,其数学模型难以建立,单纯的PID控制很难满足控制指标要求。而先进控制策略对于解决这类系统的控制问题,显示出独特的优势。因此把先进控制嵌入到PLC中是当前一个研究热点。论文首先在广泛调研的基础上总结了先进控制策略在PLC上实现的研究现状,重点分析了PLC神经网络控制器的实现方法,并分析了PID控制的局限性,引进了仿人智能积分PID的控制方法。随后讨论了基于PLC控制系统的开发所涉及的各种技术,主要包括介绍了西门子SIMATIC S7-300 PLC组态、编程技术,WinCC图形监控技术,并给出了基于S7-300 PLC的常规控制系统的组态和基本控制算法的实现。在此基础上,重点研究了先进控制策略中神经网络算法,结合PLC的特点,给出了基于PLC的神经网络控制的实现方法,并详细阐述了PLC神经网络控制器的设计步骤。最后,根据新疆某制品公司番茄酱杀菌工艺要求,建立工业对象模型,通过系统仿真验证了PLC神经网络控制器的可靠性、有效性以及系统的优越性。论文的工作充分表明PLC先进控制策略实现的可行性。基于PLC先进控制的研究开辟了自控系统研究的一个新的领域。由于PLC在工业中的广泛应用,所以基于PLC的先进控制有着广阔的发展前景。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 论文研究的目的和意义
  • 1.2 先进控制策略及技术
  • 1.2.1 先进控制的发展及现状
  • 1.2.2 PLC 在工业控制领域的应用
  • 1.2.3 PLC 基本控制方法
  • 1.2.4 先进PLC 控制
  • 1.3 论文研究的主要内容
  • 第二章 SIMATIC S7-300 PLC 及STEP7 系统
  • 2.1 SIMATIC S7-300 PLC 系统
  • 2.1.1 S7-300 PLC
  • 2.1.2 S7-300 PLC 控制系统
  • 2.2 STEP7 系统
  • 2.2.1 STEP7 功能及结构
  • 2.2.2 组态环境及编程语言
  • 2.2.3 S7-300 的工作过程
  • 2.2.4 基本控制算法的实现
  • 第三章 组态软件 WinCC
  • 3.1 组态的基本概念
  • 3.2 WinCC 系统概述
  • 3.2.1 WinCC 的特点
  • 3.2.2 WinCC 编辑器
  • 3.3 使用 WinCC
  • 3.3.1 WinCC 单用户系统
  • 3.3.2 启动WinCC 创建项目
  • 3.4 WinCC 与 Step7-300 通讯
  • 3.4.1 WinCC 通讯原理
  • 3.4.2 WinCC 与S7-300 PLC 的通讯
  • 第四章 仿人智能神经网络PID 的研究与实现
  • 4.1 神经网络理论与系统
  • 4.1.1 神经网络控制理论
  • 4.1.2 神经网络优点明显缺点也突出
  • 4.2 神经网络的结构及学习算法
  • 4.2.1 神经网络的类型
  • 4.2.2 神经网络的学习方法
  • 4.2.3 RBF 前向网络的结构
  • 4.2.4 RBF 网络学习算法
  • 4.3 基于RBF 神经网络的PID 控制策略
  • 4.3.1 PID 控制原理
  • 4.3.2 仿人智能积分原理
  • 4.3.3 PID 参数的改进
  • 4.3.4 基于RBF 网络的智能积分PID 控制器结构
  • 4.3.5 与传统控制方法相比有以下优点
  • 4.4 RBF 神经网络的设计
  • 4.4.1 神经网络控制器离线部分设计
  • 4.4.2 RBF 神经网络结构的确定
  • 第五章 基于PLC 的杀菌温度控制开发及应用
  • 5.1 工艺流程与控制方案
  • 5.1.1 工艺过程简述
  • 5.1.2 杀菌工艺控制要求
  • 5.1.3 杀菌控制的方案设计
  • 5.1.4 列管式超高温灭菌机控制系统组成
  • 5.2 控制系统结构及配置
  • 5.3 控制对象模型辨识
  • 5.3.1 杀菌器数学模型辨识
  • 5.3.2 数学模型离散化
  • 5.4 S7-300 PLC 控制系统设计
  • 5.4.1 STEP7 的编程方法
  • 5.4.2 STEP7 硬件系统组态及编程步骤
  • 5.4.3 硬件系统组态
  • 5.4.4 PLC 控制程序设计
  • 5.5 上位机监控系统组态设计
  • 5.5.1 监控系统组态设计
  • 5.5.2 建立连接、创建变量表
  • 5.5.3 创建监控界面
  • 5.5.4 建立在线曲线和在线归档
  • 5.5.5 建立报警记录
  • 5.6 基于PLC 的RBF 控制器的仿真验证
  • 5.6.1 仿真系统的建立
  • 5.6.2 仿真结果
  • 第六章 总结与展望
  • 致谢
  • 参考文献

    • 相关论文文献

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