基于DSP的现场总线控制系统及其在四氯化钛生产中的应用

论文摘要

现场总线的产生和发展引发了工业控制领域的一场革命。现场总线以其全数字、全分散、全开放的特点适应了工业控制现场的分散化、网络化和智能化的发展趋势而成为控制领域的一个热点。现场总线控制系统FCS作为新一代控制系统,一方面,突破了DCS系统采用通信专用网络的局限,采用了基于公开化、标准化的解决方案,克服了封闭系统所造成的缺陷,另一方面把DCS的集中与分散相结合的集散系统结构,变成了新型全分布式结构,把控制功能彻底下放到现场,充分体现了开放性、分散性与数字通讯的显著特征。本文设计的MMB2005型现场总线控制系统是SHCAN2000型系统的升级。它采用了TI公司生产的TMS320F2812 DSP芯片代替原来的8位单片机,并采用了标准的OPC接口实现I/O驱动,可以和任何的工控组态软件通信。自行研发的微型消息总线集成开发环境(MMBIDE)采用国际标准编程语言——结构化文本语言进行组态,大大提高了组态语言的可读性。系统集中采用了多项先进技术,大大提高了运行的稳定性和可靠性,使数字化智能仪表能够在严酷的电磁干扰环境下应用,可广泛应用于电力、石化、冶金、造纸、印染、酿造等行业。四氯化钛是钛及钛化合物生产过程中的重要中间产品。在钛工业中占有极其重要的地位,并有着广泛的用途。在本设计中应用MMB2005型现场总线控制系统设计了关于四氯化钛生产过程中粉料输送单元、氯化单元和液氯单元监控系统,为生产控制人员提供现场设备的实时数据,根据工艺参数自动完成四氯化钛生产中的温度、压力、流量等信号的控制。在上位机的监控画面中能够直观的监测到现场各个设备的生产技术数据、设备运行状态数据等,提高了产品质量,减少了现场作业,提高了生产效率,实现了生产自动化。MMB2005型现场总线控制系统功能强大、控制效果好,智能程度高,在工业控制现场具有良好的推广应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 四氯化钛
• 1.1.1 四氯化钛的生产方法
• 1.1.2 四氯化钛的生产工艺
• 1.2 现场总线
• 1.2.1 现场总线的含义及特点
• 1.2.2 现场总线的类型
• 1.3 现场总线控制系统
• 1.3.1 现场总线控制系统的组成
• 1.3.2 现场总线控制系统的特点
• 1.3.3 FCS 和DCS 系统的比较
• 1.3.4 现场总线控制系统的发展和应用
• 1.4 DSP 简介
• 1.4.1 TMS320F2812 芯片的内部结构
• 1.4.2 TMS320F2812 芯片的特点
• 1.4.3 DSP 与单片机的比较
• 1.5 课题的来源与意义
• 本章小结
• 第二章 MMB2005 型现场总线控制系统
• 2.1 MMB2005 型系统与SHCAN2000 型系统比较
• 2.2 MMB2005 型现场总线控制系统的特点
• 2.3 MMB2005 型现场总线控制系统的体系结构
• 2.3.1 监控界面
• 2.3.2 OPC 服务器
• 2.3.3 CAN 总线通信网络
• 2.3.4 现场智能控制单元
• 本章小结
• 第三章 四氯化钛监控系统的总体设计
• 3.1 控制任务分析
• 3.1.1 工艺条件
• 3.1.2 任务分析
• 3.2 系统硬件体系的构建
• 3.2.1 MMB2005 智能仪表介绍
• 3.2.2 硬件体系构建
• 3.3 系统监控界面的设计
• 3.3.1 组态软件——iFIX
• 3.3.2 监控界面设计
• 3.4 系统组态设计
• 3.4.1 MMB 语言的编程特点
• 3.4.2 MMB 语言功能库结构
• 3.4.3 MMB 语言的实现
• 本章小结
• 第四章 四氯化钛监控系统的实现
• 4.1 监控界面的设计
• 4.1.1 工艺流程界面设计
• 4.1.2 监控界面设计
• 4.1.3 功能界面设计
• 4.2 过程数据库的建立
• 4.3 通信方式
• 4.4 应用组态的实现
• 4.4.1 MMB 装配环境介绍
• 4.4.2 组态功能实现
• 4.4.3 组态编辑过程中注意的问题
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢