周永利[1]2014年在《基于PLC及现场总线技术的Andon系统设计与应用》文中认为当前国内汽车销售价格持续下调,降低汽车制造成本成为各企业应对市场的主要方法,汽车制造工厂面临着极大的降本增效的压力。为解决这一问题,制造工厂不断提高生产效率,同时还要降低人员、管理等成本。汽车制造工艺复杂,规模巨大,提高生产率要对生产流水线进行有效的管理和控制,实现自动化、智能化的生产过程控制及生产零配件供应,在关键质量控制点,生产流水线可以及时、有效的传输,比对,发现不合格的质量点及时报警。本论文以汽车制造工厂降本增效为前提,通过设计开发Andon系统实现工厂智能化生产,减少工厂建设成本、完善系统网络布置、保证系统可靠性。论文主要工作包括：(1)设计以PLC为Andon系统控制核心,使用工业上通用的控制硬件,采用工业以太网、Profibus总线、DeviceNet总线、ASI总线组成叁层控制网络,实现Andon系统解决汽车制造过程问题的能力,达到汽车生产制造过程中生产过程控制、质量控制、零配件供应、生产信息管理等要求,最终实现最优化的生产制造要求。(2)采用罗克韦尔ControlLogix系列PLC为主控制器,对流水线生产设备进行分段控制,每段生产线都独立运行。利用DeviceNet总线对每段生产线进行衔接,实现单一控制器控制整条流水线的效果,同时避免单一控制器故障后整条流水线停止工作的后果。(3)通过网络组态实施、验证,Andon系统具备解决生产制造过程中出现的质量问题、零配件补充及时报警等问题,实现中央控制室控制生产线运行功能,同时提升使整个系统的拓展性与稳定性。(4)为实现节约工厂建设成本、后期维修保养成本、增加控制系统可靠性等目的,通过Andon系统的网络功能及ControlLogix PLC的生产者消费者协议,通过技术手段实现不同生产线间PLC的输入输出点的共享,实现降本增效的目的。此系统已在某企业实现,而且运行良好。
李勃锋[2]2013年在《冰淇淋生产线控制系统设计与设施》文中指出随着人民生活水平的提高,人们对于冰淇凌的需求量越来越大。食品生产已经从传统的手工化生产转变成工业化生产。随着工业生产的规模扩大,对控制系统的要求越来越高,也越来越复杂。企业需要引进先进的控制系统来满足控制需求。DCS控制系统经历多年发展,已经相当成熟,覆盖了从底层仪表层到上层管理层的全方位解决方案。本文以国际某着名冰淇凌品牌的中国工厂的升级改造为课题背景,为一套新冰淇凌生产线设计控制系统。本文结合冰淇凌主要生产流程,提出了控制系统的设计要求,选用西门子S7-400系列作为控制站对系统进行控制,选择SIMATIC工控机对系统进行监控,并对控制系统其他硬件进行选型和组态。基于现场空间小,铺设线缆不便等因素,选择ASI总线作为项目传感器网络,同时对现场传感器网络作了介绍。本文基于西门子最新的SIMATIC PCS7V8.0版本DCS软件,利用此软件对下位机按照控制要求进行编程,以满足控制需求。并利用WinCC对上位机软件进行开发组态,本系统投运后效果良好。
张翼[3]2009年在《现场总线技术在数字化发电厂中的应用研究》文中研究指明现场总线技术是电子、仪器仪表、计算机技术和网络技术的发展成果,现场总线技术和现场总线控制系统已成为世界自动化技术的热点。现场总线技术已在国内外化工、石油、冶金等领域取得成功的应用,但在国内大型电站单元机组中的全面应用目前仍然是空白。在国外,现场总线系统在发电厂中的推广应用速度也比其它行业要慢,全面应用的业绩也仍属少数。随着发电厂生产过程控制全面数字化的呼声日益增高,现场总线技术及现场总线控制系统在电力行业中的推广应用已经向我们提出了新的挑战。论文研究了现场总线技术的发展背景和趋势,论述了其特点和优点及目前现场总线技术在国内外发电厂中的应用状况,并分析了基金会现场总线、PROFIBUS、HART、ASI等几种有影响且适用于发电厂的现场总线标准。通过收集现场总线控制系统以及现场总线型电动执行机构、电气控制设备、变送器等现场总线产品的发展情况,并针对数字化发电厂控制的特点及需求,对数字化发电厂采用现场总线技术的总线选取、应用层面、方案配置、设计原则、注意事项等逐一进行了技术经济分析。根据对现场总线的技术、经济研究,论文给出了推荐的发电厂应用设计总体方案,并以1000MW燃煤发电厂机组控制采用SIEMENS公司的SPPA-T3000系统平台和PROFIBUS总线标准为例,进行实际的应用设计。通过技术经济的分析以及实际的应用设计可以得出,应用现场总线技术将带来全厂管控数字化和全生命周期的设计、安装、调试、运行维护成本节省等有利因素,由此引起的投资增加是应该可以接受的,在充分关注系统可靠性、实时性和故障影响性等问题后,推荐在数字化发电厂中积极采用现场总线技术。论文共分为七章:第一章为绪论,介绍了课题研究的背景和现状;第二章对现场总线技术的发展及现状进行概括的介绍;第叁章对现场总线产品的基本情况进行了举例介绍;第四章分析了数字化发电厂过程控制的需求,对采用现场总线进行了技术分析,并对工程造价进行了比较;第五章以1000MW燃煤发电机组为例,进行了实际的应用设计;第六章则从推广应用的角度出发,提出应用中可能出现的问题,以及对应的预防措施;第七章为全文的总结,及对现场总线技术在发电厂应用的展望。
张红[4]2008年在《基于PROFIBUS总线技术平台管具移运控制系统研究》文中认为石油钻机和管具处理系统都是石油钻井过程中非常重要的设备,钻井过程能否顺利进行取决于它们的机械结构和控制系统是否设计合理。在海洋平台上设备繁多,独立控制各设备不仅成本高,而且难以对平台上分散的设备进行集中控制和管理,造成了人力、物力上的极大浪费。本文结合自行设计的钻机和管具处理系统,应用PLC技术和PROFIBUS现场总线技术,实现了对钻机和管具处理系统的集中控制和管理,并对平台上其他设备的PROFIBUS网络扩展进行了探索和研究。论文首先介绍了钻机和管具处理系统的机械结构和液压系统,阐述了机械系统的设计目的、完成的动作和各机构的工作流程,并对液压系统各个执行元件的动作进行了介绍,通过对各元件的PLC控制来实现它们的顺序动作,利用传感器实现对它们的检测,保证系统顺利运行。接着是对整个现场总线控制系统进行了阐述,采用了一台S7-400的PLC做主站对各从站进行集中控制,选择S7-300的PLC做从站对钻机和管具处理系统进行控制,利用Step7 V5.3软件完成了PROFIBUS现场总线控制系统的软硬件设计和通讯程序设计。在从站S7-300中编程实现了系统的手动、单步、单周期和连续四种方式的工作;完成了自动送钻控制系统设计,根据其数学模型,分叁环利用PID控制技术和模糊控制技术设计了自动送钻程序。在WinCC软件平台上设计开发了监控钻机和管具处理系统的人机界面,将其工作状况准确形象地显示在司钻的面前,便于司钻作出正确的决策,从而降低司钻的疲劳程度;并能将重要的工作参数存储在工控机中,为重要资料的备份提供了方便快捷的途径。最后对整个海洋平台上的现场总线网络进行了扩展,介绍了支持PROFIBUS协议的第叁方设备的加入,以及与AS-I总线和工业以太网的连接。
刘义学[5]2009年在《神华胜利电厂现场总线控制系统选型分析及应用规划》文中进行了进一步梳理现场总线控制系统(Field bus Control System - FCS)打破了传统计算机控制系统采用的按控制回路要求,设备一对一的分别与现场进行连线的结构形式。把原传统分散控制系统(DCS)中处于集中控制室的控制模块,以及各类输入输出模块以分散的形式安装或嵌入到现场设备中,由现场总线将这些智能设备、装置、仪表等与上位计算机系统连接在一起构成一个局域计算机控制网络系统,使得控制系统功能可以不依赖控制室中的计算机或模块,直接在现场完成各种控制功能,实现了彻底的分散控制。本文结合神华胜利电厂2×660MW超临界机组主辅机控制系统工程实例,对采用现场总线控制技术实现大型火电机组主辅机控制系统的选型配置方案做了深入的分析,并借鉴国内外大型火电站应用现场总线控制系统的成功经验,对本工程项目中主辅机配置现场总线控制系统做了初步的应用规划。
张雷[6]2006年在《DCS在火力发电机组电气控制系统中的应用》文中提出自七十年代以来，以微机为核心的分散式控制系统(DCS)将现代科技的最新成就——计算机技术、通讯技术、CRT显示技术和自动化技术(即4C技术)集为一体，使自动化仪表装置向系统化、分散化、多样化和高性能化的方向产生了一个质的飞跃。在此基础之上，现代控制理论的实用化成为可能，大大促进了自动控制技术的发展。 分散控制系统(DCS)因能充分体现分散控制与集中操作管理的思想，并以先进的技术、丰富的控制功能、友好的人机界面和愈来愈可靠的工作性能等优势，近年来占据了大、中型火力发电机组机炉主控的自动化领域。对于电气系统，将其纳入DCS进行监控，有利于实现机、炉、电一体化控制而成为一种趋势。目前，除发电机保护以外的电气控制也已开始纳入了DCS。 本文从DCS分散控制系统的发展入手，全面分析了对DCS的发展产生巨大影响的现场总线技术目前的种类、标准、技术特点及其应用业绩，认为支持FF和PROFIBUS总线标准的DCS产品是较佳的选择。PROFIBUS是目前适用于整个电厂过程工业的单一现场总线标准，且产品系列齐全；不足之处是现场仪表和设备不支持控制策略，所有控制功能在中央控制器完成。FF总线现场智能设备可以实现部分现场控制策略，但复杂的控制还依赖于主站或中央控制器。FF同PROFIBUS相比，不足之处在于产品系列不全，给构建完整统一的总线网络造成困难。从发展的角度，为谋取广泛的生产厂商硬软件产品支持，避免系统重构的风险，大型火力发电厂的控制系统宜考虑采用符合世界主流的PROFIBUS或FF现场总线标准。 目前国内火力发电厂电气控制系统纳入DCS监控的主要方式为：将电气模拟量和开关量经电缆通过I／O通道直接接入DCS进行组态，实现对电气设备的监控，即硬接线的方式。其主要缺点是：信息量少；接线复杂、耗费大量电缆，建设维护成本高；无法完成较复杂的电气运行管理工作。为了提高热效率，国内开始大力推广超临界参数机组，需要监控的设备数量巨大，采用上面的方式缺点更为突出。本文在分析大容量火力机组电气控制系统的特点以及当前各种智能型的终端设备的开发、应用基
陈一雷[7]2002年在《ASI总线的研究和系统设计》文中认为ASI总线是一种设备级的现场总线，它结构简单、操作方便，目前在欧洲已经占有了60%的市场份额。而我国在这个方面起步还比较晚，为了能开发具有自主知识产权的ASI产品，我的课题就选为独立研究并开发ASI总线系统。论文首先介绍了ASI系统的特点，然后详细地分析它的传输系统，针对各种电气和功能特性给出了它的设计要求。A2SI专用芯片是ASI系统的底层通信的核心部件，因此本文专门对它的结构和使用时需要注意的问题进行了描述。在全面学习了ASI的工业标准之后，进行从站和主站的设计并加以实现。课题的研究成果有：（1）开发了统一的ASI从站模块，可以接各种传感器，从站的信息可以由主站来配置；（2）开发了专用的ASI主站传输控制器，只需要两根控制线。设计了曼彻斯特编码解码器，可以编解167kbps的曼彻斯特码；（3）开发了ASI主站的执行控制器，具有程序下载功能。程序存储区分成系统区和用户区，系统区存储系统程序，事先由设计者提供；用户区存储用户程序，由用户通过上位机下载，它可以调用存储在系统区的系统函数（4）开发了用户接口界面，可以监控并配置ASI系统。利用串口设计了在线下载程序的功能。用户可以把写好的用户程序下载到执行控制器里。论文的另一部分工作是对ASI总线还未解决的问题进行探讨。已有的从站专用芯片只能传输4比特的开关量，本文设计了可以传输模拟传感器的多比特数据从站接口，通过专用芯片分时传输控制信号和数据信号。在分析原理之后，给出了电路图和软件工作流程。现阶段，ASI采用的都是有线媒介传输，本题为ASI的无线传输提供了解决方案——“蓝牙”技术。从工作原理上说明两者相互结合的可能性，并给出了逻辑功能图。最后总结现场总线的发展趋势，以及需要解决的技术问题。
姚远[8]2014年在《现场总线技术在神华罗源湾港电项目中的研究与实现》文中提出采用现场总线控制技术,构建智能化、数字化、透明化的大型火力发电厂，是目前火力发电行业自动化控制的发展趋势。论文描述了现场总线技术的发展现状,并对其目前在国内外发电厂的应用情况及火力发电厂采用的几种现场总线标准进行了介绍如：PROFIBUS、HART、ASI等。通过现场总线技术的特点分析、在火电厂的应用条件、与常规方案的投资比较等,提出了火力发电厂采用现场总线技术的应用范围、应用要求和应用方案,为建设国际一流的大型火力发电厂奠定良好的基础。根据对现场总线的技术、经济研究,论文给出了罗源湾港电项目的总体设计方案和控制方案,并介绍了神华罗源湾港电2X1000MW燃煤发电厂机组控制采用和利时公司的HOLLIAS-MACS系统平台和PROFIBUS总线标准的实际应用情况。通过技术经济的分析以及实际的应用设计可以得出,应用现场总线技术将带来全(?)管控数字化和全生命周期的设计、安装、调试、运行维护成本节省等有利因素,由此引起的投资增加是应该可以接受的,在充分关注系统可靠性、实时性和故障影响性等问题后,从工程在设计、施工、调试过程中可能出现的问题进行了列举,并针对这些问题进行了分析,制定了可行的措施,确保神华(福州)罗源湾港电项目百万机组总线DCS国产化应用的安全性、可靠性和先进性,使机组控制盒数字化水平达到国内火电机组领先水平,实现建设“数字化电站”的目标。也给国内发电厂在工程实施中提供参考。
吉顺平[9]2009年在《网络控制系统的控制器与通信协议的研究与设计》文中认为网络控制系统(Networked Control Systems, NCS)是指基于网络的自动控制系统,它是自动控制与通信技术结合的产物。网络控制系统中的网络是指工业控制网络。控制网络带来了自控系统可靠性、经济性、安装维护性和系统集成性,但同时也给NCS带来了诸如网络诱导时延等不利因素,成为控制系统设计的难点,使NCS的分析和设计复杂化,给NCS的应用带来了新的不利影响。根据控制网络的特点,设计NCS控制器是NCS研究的一个基本问题;而设计满足一定性能要求的网络通信协议是NCS研究的另一个基本问题。本文从这两个方面开展工作。一方面是根据控制网络设计NCS的控制器算法。将现有工业网络分为确定性和不确定性两类,分别分析其系统特点,设计控制算法;另一方面,从工业网络的协议设计入手,介绍基于工业串行通信的现场总线的协议设计过程和评价指标,并介绍了基于TCP/IP的工业以太网通信协议的设计过程和评价指标。主要内容如下:(1)对于确定性的NCS,研究了NCS的时延关系,提出了等效采样方法,给出时延与稳定性之间关系,介绍了确定性的NCS控制器设计方法和设计过程,并给出仿真实例。对于不确定性的NCS,本章对相关研究成果进行了总结,研究了非确定性的NCS的时延关系、系统模型、稳定条件和控制器设计方法和设计过程。研究了NCS的模糊PID的设计过程,当网络诱导的延时发生变化时,智能控制比单纯PID控制具有更好的鲁棒性;对于长延时的网络控制系统,本文研究了NCS的Smith预估PID控制器的设计。(2)研究了叁种不同总线控制方式下的现场总线通信协议设计的方法和过程。在理论设计的基础上,进行了不同总线控制方式下的现场总线通信实验。在简化的通信协议基础上,进行了性能分析和比较。(3)分别研究了基于TCP/IP模型和基于UDP/IP模型的工业以太网通信协议的设计过程,并提出了工业网络性能的评价指标。在理论设计的基础上,进行了模拟实验,测试了网络实时性能。(4)研究了硬件在线仿真平台的构建,提出了理论与硬件在线仿真相结合的设计方法,即用平均时延对系统进行理论设计,再在硬件在线仿真平台上进行仿真和参数选择。(5)智能传感器的设计是网络控制系统设计的重要内容。在工业以太网TCP/IP模型中,基于复用和跨层技术,研究了智能传感器的硬件和软件设计的过程。(6)研究了多层网络间的数据关系,定义了数据关系的概念,提出了多层网络自上而下和自下而上两种数据传输方向上的数据对应关系,并对数据关系的规律进了总结。以多节点除湿机监控系统为例,介绍了监控网络中具体的数据关系的应用方法。
陈卫[10]2010年在《自动化生产线中的饮料灌装技术》文中研究说明本文北京红牛饮料公司的自动化灌装生产线为研究对象,从分析自动化生产线中的饮料灌装技术的工艺流程和控制原理入手,主要研究了与灌装饮料的运动控制和灌装控制相关的各个环节。整条生产线采用了先进的灌装技术来提高机器的自动化控制水平和生产效率,同时利用PLC控制与总线技术结合的控制思路提高系统自动化程度。而在最为复杂的灌装控制部分则采用贝加莱控制系统模块EX484,负责灌装阀计量筒液位控制,罐灌装液位控制,灌装阀气动控制,灌装角度时间控制等。通过几方面控制器的合理配置组成了高速、实时、可靠的网络化全集成自动化控制系统。整个系统应用叁方面先进技术提高工作可靠性和稳定性,满足了各种要求,对于灌装饮料生产工业自动化发展具有积极意义。
参考文献：
[1]. 基于PLC及现场总线技术的Andon系统设计与应用[D]. 周永利. 华东理工大学. 2014
[2]. 冰淇淋生产线控制系统设计与设施[D]. 李勃锋. 华东理工大学. 2013
[3]. 现场总线技术在数字化发电厂中的应用研究[D]. 张翼. 上海交通大学. 2009
[4]. 基于PROFIBUS总线技术平台管具移运控制系统研究[D]. 张红. 中国石油大学. 2008
[5]. 神华胜利电厂现场总线控制系统选型分析及应用规划[D]. 刘义学. 华北电力大学（河北）. 2009
[6]. DCS在火力发电机组电气控制系统中的应用[D]. 张雷. 山东大学. 2006
[7]. ASI总线的研究和系统设计[D]. 陈一雷. 清华大学. 2002
[8]. 现场总线技术在神华罗源湾港电项目中的研究与实现[D]. 姚远. 兰州理工大学. 2014
[9]. 网络控制系统的控制器与通信协议的研究与设计[D]. 吉顺平. 南京航空航天大学. 2009
[10]. 自动化生产线中的饮料灌装技术[D]. 陈卫. 北方工业大学. 2010
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