基于现场总线技术的烟厂制丝生产线润叶加水控制的设计

摘要

在成都卷烟厂片烟生产线上，润叶机加水系统是在满足老的生产工艺的要求下设计制造的。该润叶机已使用多年，现已存在设备老化，生产工艺落后，生产效率低等问题。随着工厂对制丝工艺要求越来越高，该润叶机越来越不能满足当前的工艺要求，影响了片烟的质量。故该厂在“十五”期间对其进行现代化改造，使其满足现代化生产的要求。
　　本论文主要针对此次技改，以润叶机加水系统的现代化改造为研究对象。在研究现场总线控制系统技术和PLC控制技术的基础上，运用美国罗克韦尔自动化公司产品，运用现场总线控制系统技术和从现场底层到管理层的软件技术来实现这个控制系统的研究。主要内容有：
　　1.控制系统网络结构的研究：控制网络采用先进的现场总线结构。整个控制系统分为两个部分：控制中心和各远程控制站。系统采用了DeviceNet、ControlNet和以太网网络结构进行通信和数据采集。在生产线上的各种数字信号或模拟信号通过I/O模块连接到DeviceNet（设备网）中，然后通过设备网将数据传输到各个主控制器中。各主控制器采用罗克韦尔自动化公司具备以太网通信接口的Logix5555处理器，完成底层 I/O操作和系统管理等功能。各控制器则通过ControlNet和以太网进行信息交换和数据传输，以确保控制中心可以实时可靠地获得各种生产数据。控制中心主要通过组态软件完成数据监控和人机操作界面，以及高级算法的嵌入。
　　2.在润叶机加水系统中采用PID控制的研究：运用Logix5563处理器中的PID指令，实现在加水过程中的闭环控制，使得加水量稳定在设定值。处理器通过计算皮带秤流量而得出的加水量设定值（SP）和实际过程中加水流量值（PV）的偏差（E）。通过运行 PID指令，处理器把输出信号传送给控制阀。同时，我们可以通过调整Kp、Ki、Kd值对PID控制进行调整。
　　3.系统软件运用的研究：系统软件需运行在Windows NT Workstation 4.0平台上，Logix5555处理器中的数据区包含了底层可以得到的信息和需要控制的目标数据。通过网络通信驱动和服务软件－－RSLinx，基于 Windows NT的软件可与可编程控制器(PLC）及其外围设备进行通信。使用梯形图编程软件－－RSLogix5000，对Logix5563处理器编程；RSView32软件对系统进行组态并提供监控和人机界面。
　　本系统实现了润叶机加水系统的自动控制和实时监测，满足了现今的生产要求。

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第一章 绪论

1.1成都卷烟厂制丝线润叶机加水系统的现状及研究意义

1.2课题研究的目的和主要内容

第二章 基于现场总线技术的润叶加水系统网络设计

2.1成都卷烟厂制丝生产线流程

2.2现场总线网络控制要求

2.3成都卷烟厂润叶加水现场总线系统的设计

2.4系统的特性

2.5小结

第三章 基于PID的润叶加水系统设计

3.1润叶加水系统的PID控制设计要求

3.2 PLC控制器选型

3.3 控制原理概述

3.4编程软件概述

3.5润叶加水系统 PID 控制程序设计

3.6加水实际值（PV）的产生

3.7加水设定值（SP）的产生

3.8润叶加水系统PID控制参数整定

3.9小结

1 第四章 基于RSview32软件的上位机界面的设计

4.1 上位机界面的设计要求

4.2上位机界面编程软件概述

4.3运用RSview32的人机界面设计

4.4小结

2 第五章 结论与展望

5.1本论文研究总结

5.2前景展望

3 致 谢

4 参考文献

5 攻读硕士学位期间取得的主要研究成果