EFPT—过程控制系统设备的应用与发展

EFPT—过程控制系统设备的应用与发展

一、EFPT—过程控制系统装置的应用与开发(论文文献综述)

文定都[1](2015)在《ADRC串级控制在电加热炉温度控制中的应用研究》文中提出针对工业电加热炉温度具有非线性、大惯性、时滞,并且很难建立精确数学模型的特点,将自抗扰控制技术(ADRC)应用于EFPT实验装置中,模拟工业电加热炉温控系统,提出了串级自抗扰控制策略。在其外环采用扩张状态观测器、状态误差的非线性反馈、扰动估计补偿相结合的控制方法;在内环采用比例控制,以快速消除干扰。仿真和实验结果表明,该控制方法具有超调小、调节快的优点,系统的鲁棒性和抗干扰能力优于常规串级PID控制方法。

张毅[2](2015)在《PSO-BP-PID算法在双容水箱液位系统中的应用研究》文中指出随着工业生产过程的发展,液位的精准控制逐渐上升为保证产品质量的重要环节,譬如在化工生产、溶液过滤、饮料加工及化妆品制造等行业,都需要对液位实施精准控制策略。在实际工业现场,对于复杂的液位系统,常规PID控制方法控制效果欠佳,导致产品质量不达标,严重影响了企业的经济效益。双容水箱系统能够很好地模拟复杂工业液位系统的控制对象,具有一定的非线性、时变、大滞后特性,因此本课题以实验室现有资源,即EFAT/P-ⅡB过控装置为平台,研究了双容水箱系统的液位精准控制问题。概括来讲,文章首先对EFAT/P-ⅡB型过控实验装置做了简要介绍,对双容水箱液位系统的硬件组成进行了阐述,紧接着使用了MCGS组态软件对其组态,并用液位特性测试实验求得双容水箱的数学模型。接着介绍数字PID算法原理及PID控制器参数常用的整定方法,在MATLAB/Simulink中搭建模型得出常规PID算法的仿真曲线。然后介绍BP神经网络PID算法设计流程,针对网络初始权值难以确定的缺陷,提出使用PSO算法对其优化的思想。紧接着详细介绍了PSO优化的BP神经网络PID(PSO-BP-PID)控制器的设计流程,并使用M文件编程的形式将PSO-BP-PID算法应用于双容水箱液位系统,得出算法仿真曲线。最后通过双容液位定值控制实验观察PID算法和PSO-BP-PID算法的实际运行效果。最终实验结果表明,PSO-BP-PID算法优于常规PID算法,PSO-BP-PID算法更适合于复杂液位系统的精准控制。

阿卜杜穆太力普·阿卜杜拉[3](2014)在《智能PID算法在锅炉温度控制系统中的应用研究》文中研究说明锅炉温度是生活和工业生产中非常重要的参数,尤其是在热力、电力等系统中。因而对锅炉温度进行有效地控制是很重要的。但锅炉温度具有大惯性、大滞后、非线性等一些特点,难以确定其精确的数学模型。目前在实际中所用的传统PID控制方式其参数整定不良,精度不高,难以达到控制要求。本论文,根据锅炉温度控制系统的特点,在传统控制理论的基础上,将模糊、神经网络等智能控制理论和传统PID控制相结合,以锅炉温度为被控对象,以EFAT/P过程控制实验装置为实验平台,研华ADAM模块和工控机为硬件设备,利用MCGS组态软件,设计了基于智能PID控制算法的锅炉温度控制系统。首先在EFAT/P实验装置上进行多次实验,利用MCGS监控软件得到阶跃响应曲线,根据锅炉温度被控对象的动态特性,建立了锅炉被控对象的数学模型。然后利用MATLAB仿真软件对锅炉温度控制系统进行仿真实验,并与传统的PID控制进行了比较和分析。根据模糊规则表,在MCGS组态软件上写出了智能PID脚本程序,实现了智能PID算法在实际温度控制系统中的应用。从仿真实验和实际实验结果可以知道,智能PID控制具有超调量小、调整时间短、稳态误差小的特点,并验证了智能PID算法应用于锅炉温度控制系统的有效性和可行性。

吕增芳[4](2009)在《基于MCGS的过程控制装置监控系统开发应用》文中认为介绍了EFPT-D过程控制装置的控制对象与控制装置,分析了利用MCGS组态软件开发其监控系统的方法,并指出了该监控系统的实用性。

袁洪基[5](2009)在《EFPT控制系统中的WirelessHART应用研究》文中研究表明本文首先阐述了现场总线的技术特点、发展背景与趋势,介绍了现场总线在国内外的发展概括。然后在此基础上,重点研究了WirelessHART通信协议,重点分析了WirelessHART协议的网络模型和数据通信两个方面。其次对一个具体的EFPT过程控制装置,进行了WirelessHART系统的设计工作。系统设计工作中的主要任务是:首先是基于WirelessHART协议的硬件设计,在设计过程中应用到最新兼容于WirelessHART的产品,其中包括ProLinx网关、SmartMeshIA-500系列的芯片、无线现场设备及Modicon M340可编程控制器;然后是整个系统的软件设计部分,在软件中对监控程序使用Vijeo-Designer软件设计了系统的人机界面,并且对测控程序(A/D采样、数据处理等)完成实现方法及重点设计了通信程序的实现方法。通信程序体现在数据链路层和应用层的实现,其中应用层的实现是整个系统中通信的重点,数据链路层的实现包括数据帧在发送之前进行装配工作和接收后的拆分工作。最后,对EFPT过程控制系统的WirelessHART系统进行了性能分析,对其延时性、定时器管理、网络管理器做了分析,提出了许多想法。并进行总结,对后续的工作做了展望。

袁洪基,韩兵[6](2008)在《EFPT过程控制装置的HART无线设计》文中进行了进一步梳理本文介绍了以WirelessHARTTM协议为基础的EFPT过程控制装置的设计方案,利用Dust Networks公司及Prosoft公司产品,对此控制装置部分进行了无线设计。降低了成本,达到预期低成本、低功耗要求。

杨丽[7](2008)在《EFPT过程实验装置建模与控制》文中研究说明建立一个操作简单、实验内容丰富、过程参数变化直观、控制参数对控制性能的影响便于观察的过程控制系统实验装置是本论文的目的。论文以EFPT(Experiment Facility for Auto-Control Technology inProcess Control)型过程控制实验装置为研究对象,在锅炉温度控制系统稳定运行时加入阶跃信号,利用监控软件得到阶跃响应曲线并建立数学模型。设计了基于参数模糊自整定PID控制的计算机监控系统。然后针对温度系统在Matlab语言的Simulink平台下对PID控制和参数模糊自整定PID控制进行仿真比较,证实了参数模糊自整定PID控制方法的正确性和可行性。再将此两种控制系统用于实际的实验装置中,从实验结果可以得出:参数模糊自整定PID控制具有更小的超调、无振荡、平稳性好、过渡时间短、稳态误差小的特点,因此,其动态特性和静态特性较为优越。由此进一步验证了参数模糊自整定PID控制方法应用于过程控制实验装置温度自动控制系统的有效性。最后,第四章研究了参数模糊自整定PID控制方法在单片机控制系统中的实现。将参数模糊自整定PID控制方法应用在过程控制实验装置温度控制系统中,可以克服传统PID控制的弱点,取得了较好的控制效果,明显提高了控制性能。

冯江涛[8](2008)在《基于MCGS和iCAN的分布式监控系统》文中研究说明针对一个小型过程控制实验装置,设计开发了基于MCGS和iCAN的分布式监控系统。系统上位监控软件采用MCGS,下位采用周立功公司的iCAN系统进行现场数据的采集。该系统实现了对该装置的温度、压力、流量、液位等四大热工参数的实时数据采集和装置锅炉温度、锅炉液位的实时控制。

王晓燕,裴小斐,季仁东,高尚兵[9](2008)在《基于C++ Builder的锅炉监控系统的设计与实现》文中研究表明针对上海新奥托实业有限公司的EFPT-1-01型过程控制实验装置开发了一套计算机监控系统,该系统能够对锅炉运行中的温度、液位、压力、流量、阀门开度以及马达频率等参数进行在线检测,并可实现对锅炉液位和温度的定值控制。在监控系统中对实验装置的不同对象模型采用了不同的控制算法,其中锅炉液位系统采用了改进的PID算法,锅炉温度系统采用了模糊算法,通过实验调试,控制曲线超调小,过渡时间短,控制效果比较理想。

李佳颖,应启戛[10](2007)在《EFPT过程控制系统中工程整定法的研究》文中指出EFPT-1B 型过程控制实验装置是一个微型的锅炉加热、给排水系统,在该微型系统上可以模拟工业现场来实现对液位、流量、压力、温度等4大热工参量的过程控制,十分适用于实践教学及科研.该装置可使用多种工程整定法整定出合适的 P、I、D 值来控制整个系统,以获得可靠的实验数据。但各种工程整定法得到的控制效果有所不同.

二、EFPT—过程控制系统装置的应用与开发(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、EFPT—过程控制系统装置的应用与开发(论文提纲范文)

(1)ADRC串级控制在电加热炉温度控制中的应用研究(论文提纲范文)

0 引言
1 加热炉温度控制装置简介
2 ADRC控制器的设计
    2.1 ADRC控制原理
    2.2 非线性跟踪微分器TD
    2.3 扩张状态观测器ESO
    2.4 非线性状态误差反馈控制律NLSEF
    2.5 ADRC参数选取原则
        2.5.1 跟踪微分器 (TD) 的参数选择
        2.5.2 扩张状态观测器 (ESO) 的参数选择
        2.5.3 非线性状态误差反馈律 (NLSEF) 的参数选择
3 仿真研究
4 实际运行结果
5 结束语

(2)PSO-BP-PID算法在双容水箱液位系统中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题的背景及研究意义
    1.2 国内外液位控制的研究现状
        1.2.1 液位控制系统装置的研究
        1.2.2 液位精准控制策略的研究
    1.3 课题研究的内容与章节安排
第2章 双容水箱液位系统的组态与建模
    2.1 过程控制实验装置概述
    2.2 双容水箱系统硬件构成及介绍
        2.2.1 现场设备
        2.2.2 过程控制操作台
    2.3 双容水箱系统的建模
        2.3.1 机理建模原理
        2.3.2 实验建模原理
    2.4 MCGS组态介绍
        2.4.1 MCGS组态软件简介
        2.4.2 MCGS组态软件的整体结构
        2.4.3 MCGS组态软件五大组成部分的功能介绍
        2.4.4 MCGS组态软件的功能与特点
        2.4.5 MCGS与现场设备的通讯
        2.4.6 双容水箱组态效果图
        2.4.7 数据报表
    2.5 双容水箱系统数学模型确立过程
        2.5.1 实验准备
        2.5.2 系统结构图
        2.5.3 实验步骤
第3章 双容水箱PID控制器的设计及仿真
    3.1 PID控制原理
    3.2 数字PID控制
        3.2.1 位置式PID控制算法
        3.2.2 增量式PID控制算法
    3.3 双容水箱常规PID控制器设计及仿真
        3.3.1 控制器参数整定方法
        3.3.2 双容水箱的常规PID控制算法仿真
    3.4 双容水箱PSO-BP-PID控制器设计及仿真
        3.4.1 BP神经网络简介
        3.4.1.1 BP算法的数学描述
        3.4.1.2 BP神经网络缺点分析
        3.4.1.3 BP算法的改进
        3.4.2 粒子群算法简介
        3.4.2.1 粒子群算法的数学描述
        3.4.2.2 粒子群算法的社会学解释
        3.4.3 PSO优化BP神经网络权值
        3.4.3.1 PSO与BP网络算法的结合方式
        3.4.3.2 PSO优化BP神经网络的优点
        3.4.4 基于PSO的BP神经网络的PID控制器设计
        3.4.4.1 PSO优化BP网络初始权值的实质
        3.4.4.2 PSO优化BP神经网络的算法步骤
        3.4.4.3 PSO优化BP神经网络的流程图
        3.4.5 双容水箱的PSO-BP-PID控制算法仿真
    3.5 比较分析
    3.6 小结
第4章 常规PID算法的双容水箱系统设计
    4.1 双容液位定值控制实验原理
    4.2 基于常规PID算法的硬件接线图
    4.3 临界比例度法整定步骤
    4.4 实验结果
第5章 基于PSO-BP-PID算法的双容水箱系统设计
    5.1 硬件设计部分
        5.1.1 硬件接线图
        5.1.2 ADAM5000E模块简介
        5.1.3 ADAM5000E模块的配置过程
    5.2 软件设计部分
        5.2.1 MCGS组态软件的可扩充性
        5.2.3 MCGS功能构件开发所用的接.规范
        5.2.4 功能构件的编制、调试和挂接
        5.2.5 MCGS调用用户功能构件的过程
    5.3 实验结果
    5.4 小结
第6章 总结和展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
在读期间发表的论文清单
致谢

(3)智能PID算法在锅炉温度控制系统中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
目录
1.绪论
    1.1 课题的提出与意义
    1.2 锅炉温度控制的发展概况
    1.3 智能控制方法
        1.3.1 智能控制方法的起源、发展和分类
        1.3.2 智能控制方法的主要特点
    1.4 论文的主要研究内容
2.EFAT/P 过程控制实验装置分析及建模
    2.1 过程控制实验装置的介绍及分析
        2.1.1过程控制实验装置的介绍
        2.1.2 过程控制实验装置的分析
        2.1.3 过程控制操作台
    2.2 被控对象的建模
3.智能 PID 控制器的设计及仿真
    3.1 PID 控制理论
        3.1.1 PID 控制的原理
        3.1.2 数字 PID 控制算法
    3.2 模糊 PID 控制
        3.2.1 模糊 PID 控制系统原理
        3.2.2 模糊 PID 控制算法的实现
    3.3 基于神经网络的 PID 控制
        3.3.1 基于 BP 神经网络的 PID 整定原理
    3.4 仿真分析
        3.4.1 传统 PID 控制仿真实验
        3.4.2 模糊 PID 控制仿真实验
        3.4.3 神经网络的 PID 控制仿真实验
4. 基于智能 PID 算法的锅炉温度控制系统设计
    4.1 硬件设计
        4.1.1 模块的介绍
        4.1.2 模块的初始化设置
    4.2 软件设计
    4.3 实时控制效果比较
5.总结与展望
参考文献
附录
在读期间发表论文清单
致谢

(4)基于MCGS的过程控制装置监控系统开发应用(论文提纲范文)

0 引言
1 EFPT-D过程控制装置简介
    1.1 控制对象
    1.2 过程控制操作台
2MCGS组态软件概述[1]
    2.1 特点及组成
    2.2 运用MCGS建立运行程序的一般过程
3 EFPT-D过程控制装置监控系统
    3.1 宇光AI-808设备构件属性设置
    3.2 设备命令的实现方法
    3.3 设备调试
    3.4 各画面及动画的制作效果
4 结语

(5)EFPT控制系统中的WirelessHART应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 现场总线技术概述
    1.2 国内外研究现状
    1.3 无线网络技术
        1.3.1 红外技术
        1.3.2 蓝牙
        1.3.3 ZigBee 技术
        1.3.4 自组织网络
    1.4 课题研究背景及意义
    1.5 本论文的主要研究内容
    1.6 本论文的内容安排
第二章 WirelessHART 通信协议原理概述
    2.1 WirelessHART 协议模型
        2.1.1 物理层
        2.1.2 数据链路层
        2.1.3 网络层和传输层
        2.1.4 应用层
    2.2 WirelessHART 通信协议分析
        2.2.1 数据链路消息包(DLPDUs)
        2.2.2 时分多址(TDMA)
        2.2.3 共享时隙
        2.2.4 通信表
    2.3 WirelessHART 设备描述
        2.3.1 设备描述语言及设备描述
        2.3.2 创建设备描述
        2.3.3 使用设备描述
        2.3.4 设备描述配置
    2.4 WirelessHART 协议工作流程
    2.5 WirelessHART 中无线通信的可靠性保证
    2.6 WirelessHART 设备电源管理
        2.6.1 供电类型
        2.6.2 电源使用
    2.7 本章小结
第三章 基于无线协议EFPT 控制系统的系统设计
    3.1 EFPT 控制系统结构
    3.2 基于WirelessHART 协议的硬件选型
        3.2.1 控制器Modicon M340
        3.2.2 ProLinx 6000 网关
        3.2.3 WirelessHART 网络管理器
        3.2.4 WirelessHART 现场设备
    3.3 系统网络设计图
    3.4 控制器在Unity Pro 软件中的配置
    3.5 ProLinx 网关在Prosoft Configuration Builder 软件中的配置
    3.6 本章小结
第四章 WirelessHART 系统的软件设计
    4.1 WirelessHART 系统软件结构
    4.2 WirelessHART 系统监控程序
        4.2.1 人机界面程序开发工具
        4.2.2 WirelessHART 系统人机界面的设计
    4.3 WirelessHART 系统测控程序
    4.4 WirelessHART 系统的通信程序
        4.4.1 WirelessHART 系统中现场设备的数据链路层实现
        4.4.2 WirelessHART 协议应用层的实现
    4.5 本章小结
第五章 WirelessHART 系统的性能分析
    5.1 WirelessHART 系统的实时性分析
    5.2 定时器的管理
    5.3 网络管理
        5.3.1 路由表
        5.3.2 通信调度
    5.4 WirelessHART 网络降低功耗方法
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

(7)EFPT过程实验装置建模与控制(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 过程控制的研究现状
    1.3 本文的结构及内容安排
第二章 实验装置分析及对象建模
    2.1 过程被控对象简介
    2.2 过程控制实验装置的分析
    2.3 锅炉炉温对象的数学模型
        2.3.1 温度对象建模分析
        2.3.2 实验法建立数学模型
    2.4 本章小结
第三章 参数模糊自整定PID控制器的设计
    3.1 模糊控制方案
        3.1.1 模糊控制方法概述
        3.1.2 模糊控制系统的组成结构
        3.1.3 模糊控制基本算法
        3.1.4 模糊控制器的设计
    3.2 增量式PID控制方案
    3.3 参数模糊自整定PID控制器设计
        3.3.1 参数模糊自整定PID控制系统的结构
        3.3.2 PID参数自整定原则
        3.3.3 参数模糊自整定PID控制器的设计
    3.4 实验装置的模糊PID参数整定
    3.5 参数模糊自整定PID控制器仿真研究
        3.5.1 PID控制器仿真
        3.5.2 参数模糊自整定PID控制器仿真
        3.5.3 模型失配时两种种方法的比较
    3.6 参数模糊自整定PID控制器实验分析
        3.6.1 PID控制实验及分析
        3.6.2 参数模糊自整定PID控制实验及分析
    3.7 本章小结
第四章 控制系统实现
    4.1 硬件系统构成
        4.1.1 STC89C58RD+单片机简介
        4.1.2 前向通道配置电路
        4.1.3 后向通道配置及接口
        4.1.4 人机通道及接口
        4.1.5 串行通信接口
        4.1.6 硬件抗干扰措施
    4.2 下位机软件设计
        4.2.1 软件总体结构及资源分配
        4.2.2 软件调试
        4.2.3 软件抗干扰措施
    4.3 上位机软件设计
        4.3.1 组态软件
        4.3.2 组态软件的设计
    4.4 本章小节
第五章 结束语
    5.1 研究工作总结
    5.2 研究工作展望
参考文献
致谢
研究期间发表的论文

(8)基于MCGS和iCAN的分布式监控系统(论文提纲范文)

1 系统设计
    1.1 EFPT过程控制实验装置
    1.2 i CAN系统
    1.3 MCGS和i CAN系统的通信
2 系统实现
    2.1 分布式监控系统的硬件实现
    2.2 分布式监控系统应用程序的开发
3 结束语

(9)基于C++ Builder的锅炉监控系统的设计与实现(论文提纲范文)

0 引 言
1 实验装置
    1.1 过程控制实验装置
    1.2 实验装置可实现的对象模型
2 硬件组成
3 系统软件设计
4 系统的控制结构及算法
    4.1 液位控制
    4.2 温度控制
5 结束语

四、EFPT—过程控制系统装置的应用与开发(论文参考文献)

  • [1]ADRC串级控制在电加热炉温度控制中的应用研究[J]. 文定都. 仪表技术与传感器, 2015(06)
  • [2]PSO-BP-PID算法在双容水箱液位系统中的应用研究[D]. 张毅. 新疆大学, 2015(03)
  • [3]智能PID算法在锅炉温度控制系统中的应用研究[D]. 阿卜杜穆太力普·阿卜杜拉. 新疆大学, 2014(02)
  • [4]基于MCGS的过程控制装置监控系统开发应用[J]. 吕增芳. 机械工程与自动化, 2009(06)
  • [5]EFPT控制系统中的WirelessHART应用研究[D]. 袁洪基. 上海交通大学, 2009(04)
  • [6]EFPT过程控制装置的HART无线设计[A]. 袁洪基,韩兵. 2008全国制造业信息化标准化论坛论文集, 2008
  • [7]EFPT过程实验装置建模与控制[D]. 杨丽. 中南大学, 2008(01)
  • [8]基于MCGS和iCAN的分布式监控系统[J]. 冯江涛. 工业控制计算机, 2008(02)
  • [9]基于C++ Builder的锅炉监控系统的设计与实现[J]. 王晓燕,裴小斐,季仁东,高尚兵. 淮阴工学院学报, 2008(01)
  • [10]EFPT过程控制系统中工程整定法的研究[A]. 李佳颖,应启戛. 第八届工业仪表与自动化学术会议论文集, 2007

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EFPT—过程控制系统设备的应用与发展
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