工业退火炉控制系统的设计与实现-模式识别与智能系统专业论文.docx

论文题目：工业退火炉控制系统的设计与实现 专 业：模式识别与智能系统 硕 士 生：黄少友 （签名） 指导教师：杜京义 （签名） 摘 要 本课题是以某铜材厂罩式炉控制系统为研究背景，提出了基于现场总线的自动化控 制方案，设计了整个系统的通讯网络，针对内罩温度和底座热循环风机转速的非线性耦 合关系，提出了一种基于神经网络的协调控制方法，并进行了上位机监控系统的设计? 论文主要内容如下： 1．介绍了罩式退火炉在国内外发展历史及其特点和主要研究方向，罩式炉控制系统 的基本构成?工作原理及其常用控制方法? 2．以 S7-300 系列 PLC 为核心控制器，设计了退火炉控制系统的硬件电路，还进行 了各控制单元模块的设计，主要包括温度控制模块和风机转速控制模块，并设计了基于 西门子 STEP7 的控制系统的软件部分? 3．设计了控制系统基于 PROFIBUS-DP 现场总线的通讯网络，包括 S7-300 通过 PM120 与 3204 调节器之间的通信，S7-300 与 MM430 变频器之间的通信，以及 PLC 之 间的通信，阐明了数据交互的方法，以及整个控制系统通讯组网的实现? 4．针对控制系统中的耦合关系，进行了基于 BP 神经网络的辨识系统建模，并利用 工业现场的实时数据，在 MATLAB 中对网络模型进行训练及仿真测试，验证了协调控 制方法的可行性? 5．根据工业现场的实际需要，设计了基于组态王 6.53 的上位机监控界面，完成了 工业生产中常用的工艺指示?实时数据显示?历史数据操作?报警操作等界面的设计， 借助于组态王 ODBC 数据库访问功能和 Microsoft Office Access 数据表，还完成了适用 于大型流水线工厂的物料追踪软件监控平台的设计? 关 键 词：工业退火炉；现场总线；协调控制；上位机监控；物料追踪 研究类型：应用研究 Subject : Design and Realization of Industrial Control System for Annealing Furnace Specialty : Pattern Recognition and Intelligent System Name : Huang Shaoyou (Signature) Instructor : Du Jingyi (Signature) ABSTRACT This thesis which takes the annealing furnace project of a high precision electronic copper factory as the background proposes an automatic controlling program based on the field bus and designs a communication network for the whole control system. It demonstrates a coordinated controlling strategy based on neural network according to the nonlinear coupling relationship between the temperature of the cover and the thermal cycling fan. Besides, this thesis develops a software which can monitor the condition of the system. The major content of the thesis is as follows: This thesis introduces the history of development at home and abroad, the characteristics and the direction of the research of the bell-type furnace, then, it introduces the basic structure, working principle and common controlling methods of the bell-type furnace control system. It designs the circuit of the furnace controlling system based on using S7-300 series PLC as the core controller and every