基于以太網(wǎng)的過程控制平臺的研究.pdf

1、工業(yè)以太網(wǎng)作為工控領(lǐng)域的新興技術(shù)，正在成為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)?，F(xiàn)場總線作為當(dāng)前工業(yè)控制領(lǐng)域的重要技術(shù)，在未來工業(yè)控制領(lǐng)域仍將占據(jù)重要地位。高校實驗教學(xué)側(cè)重軟件編程、算法仿真，缺乏必要的控制系統(tǒng)和實驗對象，與自動化技術(shù)發(fā)展相脫節(jié)。本文即建立一個由現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)建的過程控制平臺，該平臺作為無縫集成的綜合自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，即跟上了工業(yè)自動化發(fā)展的主流，又提供了技術(shù)研究對象和實驗條件，很好地滿足了高校教學(xué)要求。 該過程控制平臺

2、采用羅克韋爾自動化的三組工業(yè)控制系統(tǒng)，分別控制實驗用水箱、精餾塔和鍋爐三套大型過程控制裝置，在通信上形成由信息網(wǎng)EtherNet/IP、控制網(wǎng)ControlNet、設(shè)備網(wǎng)DeviceNet組成的NetLinx三層網(wǎng)絡(luò)體系。過程控制平臺的硬件系統(tǒng)，采用CompactLogix、ControlLogix系列工業(yè)控制系統(tǒng)，配備電源、繼電器、周波功率調(diào)節(jié)器等輔助設(shè)備，經(jīng)過布局設(shè)計、硬件接線和功能調(diào)試，建成三個控制臺，與三套過程控制裝置配套使用。

3、下位機(jī)控制軟件采用模塊化設(shè)計，各部分功能明確且附有注釋。軟件對所有I/O點進(jìn)行了量程選取、數(shù)據(jù)格式選擇和數(shù)值轉(zhuǎn)化，并完成了控制網(wǎng)、設(shè)備網(wǎng)規(guī)劃。上位機(jī)監(jiān)控軟件與下位機(jī)軟件配套使用，實現(xiàn)了現(xiàn)場情況實時顯示、趨勢圖、數(shù)據(jù)保存、報警匯總、幫助說明等功能，并提供實驗系統(tǒng)簡介和系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置。整套軟件提供PID控制、模糊控制、模糊PID控制和預(yù)測控制4種常用算法，并有其它控制和現(xiàn)場控制，方便自編算法和教學(xué)演示，使用者可進(jìn)行控制算法與控制對象的多種選擇

4、，有力地支持了實驗教學(xué)。 目前基于工業(yè)控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程實驗，都只能“監(jiān)”而不能“控”，實驗者相當(dāng)于監(jiān)控端，實驗效果也很有限。本文提出了將VPN(VirtualPrivateNetwork)技術(shù)與工業(yè)控制技術(shù)相結(jié)合的新思路。VPN是目前發(fā)展比較迅速的因特網(wǎng)技術(shù)，它通過加密和數(shù)據(jù)封裝，在混亂的公網(wǎng)上建立安全、穩(wěn)定的連接隧道，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)互訪的需求。它的引入，能夠真正解決工業(yè)控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制的問題。本文利用現(xiàn)有技術(shù)，實現(xiàn)了從宿舍直接控制