羰基合成模试评价装置计算机控制系统的研究

摘要

“羰基合成模试评价装置”是中科院兰州化学物理研究所新建的研究性化工生产线，主要是通过羰基合成制高碳醇的过程，对钴盐催化剂性能做出定性定量的评价。论文针对“羰基合成模式评价装置”生产过程提出的控制要求与技术指标，设计了两级分布式计算机控制系统。上位机采用组态王软件构成系统监控画面、实时温控曲线、数据报表等，形象直观地反映系统的运行状态和控制过程。下位机自行开发了以AT89C51为核心的智能仪表，实现了羰基合成反映过程中对温度、压力、流量、液位等参数的控制。 以装置温度控制为研究对象，针对其存在纯滞后、大惯性、非线性、热耦合的特性，本文提出将传统的Smith控制方法和模糊控制方法相结合，构成模糊自整定PID参数的Smith预估控制决策，通过在线调整KP、KI、KD参数，使温度控制达到良好的动、静态品质。本系统以485总线实现了上下位机通讯，分析了组态王与智能化仪表之间的动态数据交换方式，编制VB通讯应用程序。 经过调试，系统己投入使用，现场运行结果表明系统稳定性好，可靠性高，达到了设计目标要求。

目录

文摘

英文文摘

独创性（或创新性）声明及关于论文使用授权的说明

第1章绪论

1.1羰基合成反应的工艺过程

1.2控制要求及技术指标

1.3国内外同类课题研究的现状及发展

1.3.1计算机控制系统与智能化现场设备

1.3.2石化企业工业控制技术的应用现状

1.4课题来源及研究意义

1.4.1课题的工程背景

1.4.2课题研究的意义

1.5本课题解决的主要问题

第2章羰基合成模试评价装置计算机控制系统设计

2.1系统设计要求

2.2羰基合成模试评价装置计算机控制系统总体设计方案

2.3各部分的控制方案

2.3.1温度的控制方案

2.3.2压力的控制方案

2.3.3液位、流量的控制方案

2.3.4空气中有害气体的检测

2.3.5电动机的远程控制

2.3.6称重传感器的切换与控制

2.4控制方案小结

第3章计算机监控软件的设计与实现

3.1组态软件介绍

3.1.1组态王软件的特点

3.1.2组态王的开发和应用环境

3.2可视化界面的构成

3.2.1创建组态画面

3.2.2定义IO设备

3.2.3构造数据库

3.2.4建立动画连接

3.2.5运行和调试

3.3羰基合成模式评价装置计算机监控系统的组态画面

3.3.1生产工艺流程监视画面

3.3.2控制系统结构图

3.3.3工艺参数实时和历史趋势监视

3.3.4数据报表

3.3.5交接班记录

第4章智能温控仪的设计

4.1温度控制仪硬件电路的设计

4.1.1温度采集电路

4.1.2存储器扩展电路

4.1.3键盘和显示电路

4.1.4 RS485串行通信单元电路

4.1.5电源电路设计

4.2温控仪控制算法的研究

4.2.1控制对象数学模型的建立

4.2.2控制算法的确定

4.2.3 PWM算法

4.2.4控制系统软件的设计

4.3在线自整定PID参数的模糊控制器的设计

4.3.1影响温度控制精度的原因

4.3.2控制方案的合理选择

4.3.3在线自调整智能模糊控制器的设计

4.3.4实际控制效果

第5章基于RS485总线的上下位机的通信系统

5.1系统结构

5.1.1 RS485总线的接口标准及传输方式

5.1.2下位单片机的RS485通讯接口电路

5.1.3组态王与下位机的数据交换方式

5.2 DDE的工作原理

5.2.1 DDE的标识说明

5.2.2组态王与单片机通讯的数据流向

5.2.3组态王与VB进行的通信

5.3 V B程序与单片机的串行通信

5.3.1通讯协议

5.3.2基于VB的通信程序设计

5.3.3下位机通信程序设计

第6章结论

6.1工作总结

6.2今后的工作建议

致谢

参考文献

攻硕期间参与科研项目及发表论文情况

附录1

附图A