基于PC和PLC的SCADA技术在碳素配料中的应用

摘要

碳素是电解铝过程中用的电极。碳素的质量主要是由其配方及其生产工艺过程所决定，而在这个过程中，起决定作用的是碳素配方生产。对于碳素配方生产，现在主要是进行人工配料，由于环境恶劣，设备简单，且原料多为粉尘状物，造成很大的人工随意性，进而严重影响碳素的质量，同时由于工作环境的恶劣，也给工人的身体健康带来了极大的隐患。鉴于这种现状，在碳素生产领域进行工业自动化SCADA改造技术研究具有重大的现实意义和应用价值。 本文通过作者亲自参与的实际中的一个应用个例，对碳素生产自动化研究及应用技术进行了系统的阐述，主要内容如下：第一，针对碳素生产目前现状，介绍了SCADA技术发展历程及趋势，并提出碳素生产自动化改造的一种新型SCADA解决方案——采用PLC和智能控制仪表进行联合控制，以PC代替工业IPC进行上位机监控，并采用现场总线技术代替传统通讯技术；第二，在介绍PLC技术发展的基础上，通过介绍工程需求，对项目方案设计进行了详细的描述；第三，通过对PLC实行结构化编程应用，实现了对开关量、模拟量的先进控制，并在研究PID控制算法的基础上提出一种变相的PID微分控制算法，根据预测自适应方法或流量预测方法实现对配方的控制改进。第四，通过采用专用组态软件Wincc，并结合C程序设计语言实现对现场生产过程的模拟演示，并可以随意上传和下载配方。第五，针对实际中可能出现的错误进行了故障预处理分析。现场使用证明，经过应用改进后的控制算法，配方生产精度得到了进一步的加强，给后序的碳素生产质量带来了保障。在这个项目中，作者参与了项目的设计工作，负责监控程序的编制，并参与PLC程序的编写及调试。

目录

文摘

英文文摘

声明及关于学位论文使用权的说明

第一章绪论

第二章系统总体设计

第三章系统详细设计

第四章程序控制原理及算法分析

第五章监控程序设计

第六章故障预处理策略

第七章实验与测试

结束语

附录A：PLC安装注意

参考文献

致谢

攻读学位期间发布的学术论文