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关键词： 可编程控制器   IEC 61131-3   XML   二叉树   仿真  

摘要： IEC 61131-3标准是第一个为工业控制系统提供标准化编程语言的国际标准。该标准针对工业控制系统提出的软件设计概念、模型等,符合当今世界软件、工业控制系统的发展方向,对可编程控制器软件技术的发展,乃至整个工业控制软件技术的发展,起着重要的推动作用。 本课题的主要工作是设计并实现一个符合IEC 61131-3标准的PLC仿真系统。该系统不依赖于特定的PLC或其它控制系统硬件产品,是一个开放式的编程仿真环境,具有PLC编程、语言转换及仿真运行等功能。依据编程语言标准,用户可以使用该仿真系统设计和编写PLC梯形图或指令表语言控制程序,并能在这两种语言之间自由转换。在设计好梯形图程序后,用户可以通过系统提供的仿真功能验证控制程序的正确性和合理性,以便作进一步的修改或完善。 本文首先介绍了PLC仿真系统在国内外的研究现状、发展趋势以及IEC61131-3编程语言标准。然后采用面向对象和模块化设计思想,对仿真系统进行了总体设计。针对设计中遇到的梯形图结构的描述问题,本文遵循IEC 61131-3编程语言标准,采用XML语言来描述梯形图。在此基础上,设计实现了符合IEC61131-3标准的编程系统。编程系统支持梯形图和指令表两种编程语言,用户可用来显示和编辑符合IEC 61131-3标准的梯形图和指令表程序,并能在支持标准编程语言的不同编程、仿真系统间进行控制程序的无障碍移植。本文重点研究了梯形图和指令表程序间的转换算法,并结合XML语言和二叉树的特点,提出了基于XML及二叉树的梯形图和指令表转换算法。该算法与传统的基于AOV图的算法相比,明显降低了算法的复杂度,且使用二叉树描述梯形图的逻辑关系具有通用性,可用于复杂梯形图的转换。仿真模块是本文设计的核心,本文设计的仿真系统支持程序的离线仿真,提供直观的梯形图状态显示、变量监控、时序图等多种监控模式,支持程序的连续、单步等多种仿真方式。实例测试表明,仿真系统的各项功能均达到设计要求,可以用于实际PLC控制程序的设计。最后,对本课题已经完成的工作做了总结,并对后续工作中的重点作了说明。

ISBN: (纸本)9787040290790

关键词： 可编程控制器   干扰源   硬件滤波   数字滤波  

摘要： 随着自动化控制技术的发展,可编程控制器(PLC)在工业控制的应用也越来越广泛。PLC控制系统的可靠性直接影响企业的安全生产,系统的抗干扰能力关系到整个系统的可靠运行。详细介绍石油化工企业中PLC系统受干扰的具体原因,通过对系统干扰源的分析和解决措施的应用,探讨如何使PLC控制系统正常工作。

关键词： 实验台   液压教学   液压技术   液压仿真   可编程控制器  

摘要： 众所周知,“实践是检验真理的唯一标准”。科学实验在人类认识和探索自然规律的过程中起着至关重要的作用,可以说没有实验就没有现代科学。液压传动技术是机械类专业的一门基础课程。液压教学实践表明,该课程只有通过理论和实验相结合的方式教学才能取得良好的教学效果。为了满足现代化液压教学的要求,本文提出了一种基于PLC控制的多功能液压实验台。根据该液压实验台的用途,设计了液压系统的总体方案,并将液压仿真软件成功用于该实验台,最后设计出实验台控制程序。该多功能液压教学实验台在液压教学方面有着广泛的应用前景。 首先,本论文对传统型与现代型液压综合实验台的研究现状做了全面的综述,对液压实验台的发展趋势做了详细的分析,并对液压教学中常用的液压元件和基本液压回路的组成和原理进行了详尽的理论分析、总结,为多功能液压实验台的液压回路设计奠定了可靠的理论基础,也为仿真软件的应用提供了依据。 其次,利用模块化的设计思想对多功能液压实验台的液压回路进行分块设计。将各模块优化组合,设计出多功能液压实验台的液压回路原理图,并对其功能进行了详尽的说明,同时绘制出了电磁铁动作总图。 然后,通过对主流液压仿真软件特点的分析比较,为多功能液压实验台合理的选择液压仿真软件。成功的将液压仿真软件的多种功能用在液压实验台上。并对多功能液压实验台液压系统中的典型回路进行了仿真分析,来检验设计的合理性。 最后,根据多功能液压实验台上液压系统和电气系统的要求,确定了可编程控制器的输入、输出点数,并建了输入、输出地址分配列表。最后完成可编程控制器控制程序的设计。

关键词： 油库自动化控制系统   人机界面   可编程控制器  

摘要： 油库自动化控制系统是针对油库的收油、输油、发油等作业环节及日常储存等环节实施信息管理,使油库的生产作业实现微机自动化网络管理,提高生产环节的安全防范措施,并在此基础上形成完整的业务信息反馈与监督控制系统。 本文结合具体的项目实践,介绍了油库自动化系统所具体涉及的作业流程和实现的主要功能,以及为了实现这些功能所采用的软件平台和开发工具。系统主要分为上位机HMI监控界面,下位机PLC系统以及数据库系统三大部分。上位机采用了GE Fanuc iFIX开发工具,并主要应用其内嵌的VBA编写后台脚本程序;Quantum Unity Pro 3.0作为下位机的开发平台实现PLC的自动控制;数据库软件选用微软SQL SERVER。上位机和下位机数据通讯使用标准MODBUS协议。上位机通过自带的iFIX ODBC工具实现和数据库之间的数据读写。 系统投运的实际表现证明,该系统设计合理,性能稳定,安全可靠,帮助使用单位提高了生产和作业的效率,达到了预期效果。

关键词： CAN总线   车身电器   控制网络   优化设计  

摘要： 随着现代汽车技术的发展,汽车电子设备也越来越多,汽车的控制系统中将产生大量的信息需要实时交换,而汽车电器间传统的点对点的布线方式必然存在布线复杂,维修困难及难于实现信号的实时交换等问题。在这样的背景下汽车局域网应运而生;CAN总线具有结构简单、可靠性高、技术成熟等优点,作为一种串行的汽车总线被广泛的应用于汽车领域。 本文通过对目前汽车领域总线类型的概述和分析比较,指出了CAN总线在汽车电子控制领域的主流优势。对CAN总线的基本原理进行了分析,并对报文传送、报文滤波、报文校验、编码等做了详细的介绍。并以此为基础对车身电器控制系统做出了优化设计。 主要方法是对现有车身电器系统进行改造,对车身节点按照实现功能及功率器件的类别不同进行分类,随后对各类节点按照优化控制、完善功能的设计理念进行设计。在硬件方面对元器件重新优化选型,删减或增加元件,使节点更美观实用功能更完善;软件方面对原有程序进行改进,并加入新加功能的程序,使通讯更可靠。最后通过实验的方法验证了该方法的可行性。 课题的主要成果:1.对现有的CAN试验台进行了改进,更充分的展示了CAN总线的优越性。2.重新对节点进行了分类,并按类别对各种节点的接口电路部分优化选择元器件,对节点的外观和功能做了进一步的改善。3.优化了CAN总线与上位机的数据传输方式,无论是PC还是笔记本电脑都可方便的与CAN总线进行通信。本设计为本校的教学工作提供了实验设备,同时也为CAN总线的一般开发提供了基本思路。

ISBN: (纸本)9787508392240

关键词： 聚合物   配制站   监控系统   可编程控制器   组态软件  

摘要： 经过多年的高强度开采,目前绝大多数油田都已进入高含水期,产量明显减少,稳产难度加大。三次采油把油田开发技术带入了新阶段,而注聚合物驱油是三次采油中普遍使用的一种方法。在长期实践中注聚合物驱油已被证明是一项重大的原油增产措施,对保持油田长期稳产起到了重要作用,而且该项技术在我国各油田正得到大力推广和应用。作为该项技术重要生产单元的聚合物配制站,由于聚合物配制工作的连续性和精度要求,其自控系统的运行可靠性要求高,多年来一直采用国外产品,这就造成聚合物配制站的投资偏高,生产开采成本增加。 本文在引进、消化、吸收和掌握国外先进技术的基础上,以辽河油田注聚合物驱油为背景,研究了油田聚合物配制站监控系统的开发与设计。在该监控系统中,采用上下位机控制模式,可编程控制器(PLC)作为下位机得到了广泛的应用,较好地解决了工业控制领域中普遍关心的可靠性、安全性等问题；而在上位机中利用先进的组态软件开发出友好的人机界面,使操作更加简捷、方便,是一种成本低、开发周期短的方案。 论文阐述了国内外注聚技术的发展与现状,同时对油田聚合物配制站的工艺特性进行了分析。给出了系统的总体设计方案,PLC用户程序,及基于WinCC的过程监控软件,完成了系统的安装与调试工作。该系统具有远程控制、实时数据监测、报警记录、历史趋势查询、报表打印等较为全面的功能。系统运行结果表明该系统具有较好的可靠性、灵活性、交互性及稳定性。

关键词： 明胶浓度   软测量   最小二乘支持向量机   径向基函数   局部方法   可编程控制器   过程控制与对象连接技术   视窗控制中心  

摘要： 提胶是明胶生产的中心环节,提胶工序进度的快慢控制了整个明胶生产的速度,胶液浓度是提胶中一项重要的质量和控制参数。提胶后得到的淡明胶液的质量高低又代表着整个工厂生产的品种、产值和利润,因此,快速准确的测量胶液浓度,在生产中具有很重要的意义。在国内明胶生产企业中,由于检测元件、工艺和技术等方面的原因,胶液浓度的在线测量测量中存在一些问题和不足,比如引进国外先进设备价格昂贵,生产成本较高；使用国产浓度检测仪维护量大,不能满足生产要求；定时采样离线检测的方法精度不高且结果滞后等。 本文以青海明胶公司的提胶工序为背景,针对胶液浓度在线检测存在的问题,引入软测量方法对胶液浓度进行估测,为明胶浓度的在线检测开辟了新途径,并对软仪表在控制系统中的应用进行了分析和设计。 软测量作为一种在检测和过程控制领域中实现在线检测的新技术,在提高企业生产效率,保证产品质量中起着重要的作用。首先,文章从提胶工序的机理分析入手,选择了易测参数时间和温度作为软测量建模的辅助变量,并对现场采集的数据进行了预处理。接下来,文章主要围绕基于最小二乘支持向量机(LSSVM, Least Squares Support Vector Machine)的明胶浓度软测量模型进行研究,通过与基于径向基函数(RBF,Radial Basis Function)的软测量模型进行仿真结果的比较,得到基于LSSVM的软测量方法具有更好的预测精度和泛化能力。同时,针对LSSVM参数难于选择中存在的问题,采用了K-均值算法(K-means)和粒子群算法(PSO,Particles Swarm Optimization)相结合的优化算法,对模型参数进行优化。该算法弥补了PSO算法容易早熟和容易陷入局部极值的问题,取得了较好的效果。另外,针对软测量模型的实践性,考虑到在工业过程中原料的多样性和工艺过程的变化,本文引入了“局部LSSVM"的概念,对原模型进行了改进。仿真结果表明,改进的LSSVM软测量方法适用于小样本情况,有利于短期建模和在线校正,可以作为软测量技术工业应用的实现基础。最后,为了满足软测量仪表的实时性要求,在青海明胶公司提胶工艺可编程控制器(PLC,Programmable Logic Controller)控制系统和理论研究基础上,对软测量技术的工程实现中基于过程控制与对象连接技术(OPC,Object Lingking and Embedding for Process Control)的MATLAB与视窗控制中心(WinCC,WINDOWS CONTROL CENTER)的数据通信问题进行了研究和设计。