面粉厂生产控制系统的研究

摘要

随着电子技术、控制理论以及通讯技术的发展，面粉厂的生产模式、管理模式都发生了改变，传统的控制系统无法适应生产过程的智能化、信息化的趋势。结合某面粉生产控制系统自动改造项目，针对改造前系统存在的数据孤岛问题以及定量称重系统存在的称重精度低的问题，进行了分析和研究。
　　 本论文主要工作包括以下几个方面:
　　 1)分析了原控制系统的工艺流程以及改造前的系统所存在不足，最终确立了用Modbus通讯协议以及RS485通讯接口的结合实现PLC系统之间通讯的方案，只需一根电缆就实现了PLC系统彼此之间的数据通讯，减少了布线和施工的工作量。
　　 2)针对定量称重的精度低的问题，在分析了称重控制的工艺流程的基础上，对系统可能造成精度误差的因素做了研究和分析，在进料口采用调节阀和电磁阀双重控制方式，充分考虑了长期运行时调节阀的有效开度，既可以通过调节阀控制当前称重情况调节进料速度，又可以通过电磁阀做到定点定量控制。
　　 3)软件方面系统采用了传统PID和带修正因子的模糊控制算法相结合的控制策略，两种算法相结合，提高了系统的动态响应性能，又减少了系统的静态误差，增强了系统的鲁棒性和稳定性。
　　 4)利用组态软件编制了现场的实时监控界面。
　　 本文最终实现了面粉生产控制系统的软硬件的改造设计，阐述了硬件和软件的实现流程图，并把系统流程通过组态软件设计实时的显示出来。改造后的系统运行稳定，为企业创造了一定的经济效益，实现了改造的目的。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 国内外面粉加工自动化的技术现状

1．2 面粉厂控制系统的发展

1．2．1 手动控制

1．2．2 简易自动化控制

1．2．3 数字集中式控制系统

1．2．4 DCS控制系统

1．2．5 现场总线控制系统

1．3 课题的概述

1．3．1 课题来源

1．3．2 课题意义

1．3．3 课题主要内容

1．4 本章小结

第2章 系统改造方案设计

2．1 原系统简介

2．1．1 面粉生产线工艺流程

2．1．2 PLC控制系统

2．1．3 原模拟屏监控系统

2．1．4 原上位机监控系统

2．1．5 原系统存在不足

2．2 系统控制总体设计

2．2．1 生产控制系统改造方案

2．2．2 PLC控制系统硬件改造方案

2．2．3 实时监控系统改造方案

2．3 系统控制方案的确定

2．4 本章小结

第3章 网络通信方案研究

3．1 网络通信协议的选择

3．1．1 网络通信协议

3．1．2 网络通信协议的确定

3．2 通信接口选择与配置

3．2．1 通信接口的选择

3．2．2 串行接口的确定

3．3 提高通信性能分析

3．3．1 影响通信速度和可靠性的因素

3．3．2 485总线的负载能力与距离的关系

3．3．3 提高通讯性能的措施

3．4 通讯方案的分析和实现

3．4．1 主站通信的设计和应用

3．4．2 S7-200从站通信的设计和应用

3．5 本章小结

第4章 定量称重控制系统改造

4．1 当前系统分析

4．2 称重计量系统简介

4．2．1 称重系统结构

4．2．2 电子称重传感器

4．3 称重系统改造

4．3．1 硬件改造

4．3．2 软件改造

4．4 称重控制系统设计

4．4．1 PLC控制系统设计

4．4．2 监控系统设计

4．5 数据误差分析

4．6 本章小节

第5章 称重系统加料控制算法研究

5．1 模糊控制的发展

5．1．1 模糊控制理论的发展

5．1．2 模糊控制工业领域的发展

5．2 模糊控制系统

5．2．1 模糊控制的概念

5．2．2 模糊控制系统的优点

5．2．3 模糊控制系统总体构成

5．2．4 模糊控制系统的工作原理

5．3 模糊控制在加料控制系统中的应用

5．3．1 工频模式下PID控制

5．3．2 模糊-PID方案的确定

5．4 模糊控制器设计

5．4．1 模糊控制策略

5．4．2 模糊控制器设计方案

5．5 本章小结

第6章 PLC控制软件和上位机监控系统的设计

6．1 监控及组态软件概述

6．1．1 监控界面功能

6．1．2 组态软件概述

6．2 上位机监控界面设计

6．2．1 监控系统结构

6．2．2 组态设计过程

6．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢