基于MPS的离散控制系统的仿真实现与研究

论文摘要

本论文是依托基于MPS离散控制系统的仿真实现与开发而展开研究工作的。论文根据实验室及技能培训机构培训测试的要求和目的，在考虑中国高校的实验室状况以及国家对自动化人才需求的基础上，从实验室教学及自动化工程师技能培训角度出发，设计了基于MPS的离散控制系统的仿真系统与平台。该系统通过分析与模拟Festo公司的真实MPS模块化加工系统，借鉴工业控制系统中DCS控制思想，使用西门子STEP7编程软件、WinCC监控软件、SIMIT仿真软件，Festo公司FluidSIM气动电气仿真软件，采用PROFIBUS现场总线技术，构建了一个集控制、监控、被控对象仿真为一体的虚拟仿真工业控制系统，并使用Flash技术设计完成仿真系统管理平台，实现对整个MPS虚拟仿真工业控制系统的管理及调用。同时，本文对设计与应用中出现的若干问题进行探讨与研究，并提出解决方案。仿真系统的实现解决了实验室建设中设备不足的问题，并为实验室中培养受训人员全面的自动化技能提供了良好的模板与规范的仿真实验平台，对培养学生良好的工程意识、较强的实践能力和较高的综合素质发挥了一定的作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 自动化技术概述
• 1.2 自动化技术教学培训开展状况
• 1.2.1 开展自动化技术教学与培训的重要性
• 1.2.2 实验室开展自动化技术教学的方法
• 1.3 论文的背景及作者所做的研究工作
• 1.3.1 论文的背景
• 1.3.2 作者所做的研究工作
• 2 MPS模块化加工系统分析
• 2.1 离散事件系统与生产线概述
• 2.2 MPS模块化加工系统特点分析
• 2.3 MPS模块化加工系统组成分析
• 2.3.1 单元组成分析
• 2.3.2 元件组成分析
• 2.4 MPS模块化加工系统工艺流程分析
• 2.5 小结
• 3 基于MPS的离散控制系统仿真实现的总体设计
• 3.1 需求分析
• 3.1.1 仿真系统设计目的
• 3.1.2 仿真系统设计思想
• 3.1.3 仿真系统设计方法
• 3.2 系统总体设计
• 3.2.1 基于MPS的控制系统的总体设计
• 3.2.2 基于MPS的控制系统的仿真系统总体设计
• 3.3 小结
• 4 基于MPS的离散控制系统仿真实现中被控对象设计与实现
• 4.1 仿真技术及应用
• 4.2 MPS的仿真模型结构及设计原则
• 4.3 SIMIT环境下MPS仿真模型的设计与实现
• 4.3.1 SIMIT开发平台介绍
• 4.3.2 MPS仿真模型的建模流程与应用方法
• 4.3.3 MPS中提取单元仿真模型的网关接口设计
• 4.3.4 MPS中提取单元仿真模型的前台界面设计
• 4.3.5 MPS中提取单元仿真模型的后台逻辑设计
• 4.3.6 MPS中提取单元仿真模型仿真测试
• 4.3.7 MPS各单元仿真模型综合设计
• 4.4 FluidSIM环境下MPS仿真模型的设计与实现
• 4.4.1 FluidSIM开发平台介绍
• 4.4.2 MPS气动电气回路的设计流程
• 4.4.3 MPS中供料单元气动回路设计
• 4.4.4 MPS中供料单元电气回路与接口设计
• 4.4.5 MPS中供料单元气动电气回路仿真测试
• 4.5 小结
• 5 基于MPS的离散控制系统仿真实现中控制与监控部分的设计与实现
• 5.1 仿真系统控制层设计与实现
• 5.1.1 STEP 7软件简介
• 5.1.2 系统硬件设计
• 5.1.3 系统软件设计
• 5.1.4 控制程序调试
• 5.2 仿真系统监控层设计与实现
• 5.2.1 WinCC简介
• 5.2.2 监控层功能介绍
• 5.3 小结
• 6 基于MPS的离散控制系统的仿真系统的总结管理及工程问题研究
• 6.1 仿真系统的整体实现
• 6.2 仿真系统的管理平台介绍
• 6.3 仿真系统的工程问题研究
• 6.3.1 仿真系统的实验搭配模式
• 6.3.2 仿真系统在实验室的规划方案设计
• 6.3.3 仿真系统联网模式方案的比较与研究
• 6.3.4 SIMIT与FluidSIM联合调试的可行性研究
• 6.3.5 同一PLC/PLCSIM运行6个单元程序的可行性研究
• 6.4 小结
• 7 总结与展望
• 7.1 本文总结
• 7.2 本文展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A MPS各单元工艺流程图
• 附录B MPS各单元气动电气原理图