开题报告(基于PLC的海洋环境仿真控制系统).docVIP

天津理工大学本科毕业设计开题报告 届：201届 学院：自动化学院 专业： 2011年月日 毕业设计题目 学生姓名 学号 200 指导教师 朱均超 职称 讲师 （报告内容包括课题的意义、国内外发展状况、本课题的研究内容、研究方法、研究手段、研究步骤以及参考文献资料等。） 一、本课题的研究意义：71％的海洋是一个巨大的资源宝库，其矿产资源存储量大大高于陆地的存储量，而且一些新的矿产还不断被发现。与此同时海洋的鱼类资源、海洋风暴以及海浪等许多的海洋气象都对我们人类的发展有着重要的意义。海洋研究开发不只是关系到一个国家的资源战略问题，而且与国家的安全息息相关，这个安全涵盖一个国家的政治、经济权益。 因此海洋的探索是我们人类亘古以今从没有间断过的研究。然而，目前许多深海作业都需要人员携带大量的仪器在海上进行。常规的海上训练经费高、周期长、风险大，这样不仅是人力、物力的浪费，而且更为重要的是往往要面临着许多的困难和危险。而在实验室构建一个海洋环境仿真模拟系统便可以通过设定控制不同的参数对深海环境进行研究。由于海洋受到海上结构物、风力、地震、气候等多个因素作用，模拟复杂多变的海洋环境可以大大降低开发费用，缩短开发周期、保证工程的顺利进行。在海洋环境系统研究中，有了虚拟海洋环境的帮助，人们就不再需要深海作业或者实际观测等手段来获取资料，这样不但降低了实验成本而且提高了资料的精确性。因此一个实时性强且丰富、逼真的虚拟海面场景对于我们研究海洋风暴的形成、鱼类资源，了解海洋生态结构以及各种矿产资源的探索和开发有着重要意义。本课题就是在这样的要求下应运而生的。 二、本课题的发展状况：,以及可编程序控制器(PLC)的产生。现在大多数海洋环境仿真控制系统都是基于PLC建立的。 PLC已经成为现代工业控制的三大支柱之一，以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序，具有远程通讯功能、易于计算机接口。能对模拟量进行控制，具备高速计数与控制等高性能模块等优异功能，日益取代由大量中间继电器、时间继电器、计数器继电器等组成的传统的继电接触器控制系统，在机械、化工、石油、冶金、轻工、电子、纺织、食品、交通等行业得到广泛应用。PLC得应用广度和深度已经成为衡量一个国家工业先进水平的重要标志之一。 如今PLC也更多的具有计算机的功能，不仅能实现逻辑控制，还具有数据处理、通信、网络等功能。由于它可以通过软件来改编控制过程，而且体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业控制的各个领域，大大推进了机电一体化的进程。可编程控制系统是一种专门为工业环境下使用而设计的数字运算操作电子系统，它采用了一种可编程运算、顺序控制、定时、计数和算术运算的操作的指令，通过数字式模拟式输入、输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。可编程序控制器的出现，以其无可媲美的优越性，最终一定将取代继电器-接触器系统。 然而基于PLC的海洋环境仿真控制系统的温度调节通常由位式或时间比例式温度调节仪控制的工业加热装置控制的，其主回路由接触器控制时因为不能快速反应，所以控温精度都比较低，大多在几度甚至十几度以上。但是，近些年随着电力电子技术及元器件的发展，主回路用无触点的可控硅和固态继电器代替接触器，配以PID或模糊逻辑控制的调节仪构成的温度控制系统， 其控温精度大大提高。 与此同时随着20世纪90 年代初出现了一种新的人机交互技术（触摸屏技术）。如今的海洋环境仿真控制系统都是有PLC与触摸屏结合来实现调节和控制的。实验人员仅需用手指或其他物体摸触摸屏时,所触摸的位置(以坐标形式)被触摸屏控制器检测,并通过串行通信接口送到计算机或PLC的CPU, CPU将此坐标和触摸屏上的各个图形对象(代表特定的信息)的坐标相对比,从而确定输入的信息。这样极为方便了现场的参数设置及调试工作。 总之，基于PLC的海洋环境仿真控制系统已经日趋完善。 三、本课题的研究目的、内容： 本题目是为四、本课题研究的方法、手段和步骤： 1、研究方法：（1） （2）EM235，EM235作为主控系统。采用西门子变频器与PLC结合完成对温度及溶解氧的控制。在PLC的温度控制系统中，温度信号的采集使用常用的温度传感器(热电偶、热电阻)。并且系统通过PLC串口通讯与触摸屏连接完成对参数的调节。 （3）对系统进行设计 1）因温度、溶解氧等参数的调整会相互影响，故事先对海水的温度、溶解氧等参数相互关系进行研究，得到盐度、温度、溶解氧之间的关系变化曲线，在进行控制调节时，利用这些关系对实际控制参数进行修正，提高控制精度。 2）利用以往相关科研实践的成果与成功经验，将较为先进而有效的实时控算法引入本课题，使系统不但具有良好的控制精度、稳定性、抗干扰性等综合控制功能，而且拥有良好的人机界面，使