无线工业过程控制系统的设计与开发

发布时间：2023-11-27 20:17

　　如今,我国工业化蓬勃发展,随着德国工业4.0及中国制造2025等战略计划的提出,对于工业生产给出了新的发展方向,主要围绕着智能化的方向展开,注重信息技术与工业的高度融合,创新工业发展的新模式,而推动智能化工厂将成为中国制造2025的突破点,因此对工业过程控制提出了更高的要求。现阶段石油化工行业大多采用有线传输方式,面对铺设通讯电缆困难、存在移动对象、控制节点分散以及环境条件恶劣的工业现场,给有线控制系统带来很多的问题,而随着电子信息技术的发展和无线网络通讯技术的日趋成熟,将无线网络应用于控制系统中,利用无线技术来代替目前广泛使用的有线传输模式,发挥无线通讯技术的使用便利、安装灵活和易于拓展等优势,来克服有线传输模式的弊端。本文以无线通讯设备组成的无线通讯网络为数据传输平台,以国家地方联合工程实验室中的水箱和高温加热炉为实验对象,针对液位和温度两个石油化工行业中的重要参数,设计了水箱液位系统和高温加热炉温度系统的控制方案,以此搭建无线工业过程控制系统。在建立无线工业过程控制系统的过程中,对无线通讯设备的硬件(无线节点、智能网关和无线多跳设备)选型、无线通讯网络结构、水箱、高温加热炉硬件通...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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1 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题研究的背景与意义
    1.3 无线网络通讯控制系统研究现状
    1.4 本文研究内容
2 无线通讯网络系统组成
    2.1 无线节点功能
    2.2 智能网关功能
    2.3 无线多跳通信设备功能
    2.4 本章小结
3 无线工业过程控制系统方案设计
    3.1 无线液位控制系统方案设计
        3.1.1 无线液位控制系统组成
        3.1.2 无线液位控制策略设计
        3.1.3 无线液位控制算法
    3.2 无线温度控制系统方案设计
        3.2.1 无线温度控制系统组成
        3.2.2 无线温度控制策略设计
        3.2.3 无线高温加热炉控制算法
    3.3 本章小结
4 无线工业过程控制系统工程实施
    4.1 无线工业过程控制系统软硬件配置
        4.1.1 硬件结构及配置方法
        4.1.2 软件结构
    4.2 通讯接口与通讯协议简介
        4.2.1 通讯接口功能
        4.2.2 通讯协议选择
    4.3 系统接线图绘制
        4.3.1 无线工业过程控制系统接线图
        4.3.2 无线液位控制系统接线图
        4.3.3 无线温度控制系统接线图
    4.4 动态数学模型的建立
        4.4.1 水箱液位模型建立
        4.4.2 高温加热炉温度模型建立
    4.5 工程组态实现
        4.5.1 设备组态
        4.5.2 数据库组态
        4.5.3 监控界面组态
        4.5.4 运行策略组态
    4.6 本章小结
5 无线工业过程控制系统工程实施效果
    5.1 MCGS主控界面
    5.2 水箱液位控制效果
        5.2.1 液位控制效果
        5.2.2 干扰情况下的液位控制效果
    5.3 高温加热炉的温度控制效果
        5.3.1 温度控制效果
        5.3.2 干扰情况下的温度控制效果
        5.3.3 通讯丢包情况下的温度控制效果
    5.4 本章小结
6 总结
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的研究成果及完成的科研项目



本文编号：3868503