基于RockwellPLC的裂解炉控制系统设计程序设计与调试(3)
1.2 课题来源和研究意义
随着人们物质生活水平的提高以及市场竞争的日益激烈，产品的质量和功能也向更高的档次发展，制造产品的工艺过程变得越来越复杂，为满足优质、高产、低消耗，以及安全生产、保护环境等要求，做为工业自动化重要分支的过程控制的任务也愈来愈繁重。在现代工业控制中,过程控制技术是一历史较为久远的分支。在过程控制系统本世纪30年代就已有应用。过程控制技术发展至今天,在控制方式上经历了从人工控制到自动控制两个发展时期。在自动控制时期内，过程控制系统又经历了三个发展阶段,它们是：集中控制阶段和集散控制阶段。几十年来，工业过程控制取得了惊人的发展，无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程中，还是在传统工业过程改造中，过程控制技术对于提高产品质量以及节省能源等均起着十分重要的作用。
过程控制正朝高级阶段发展，不论是从过程控制的历史和现状看，还是从过程控制发展的必要性、可能性来看，过程控制是朝综合化、智能化方向发展，即计算机集成制造系统(CIMS)：以智能控制理论为基础，以计算机及网络为主要手段，对企业的经营、计划、调度、管理和控制全面综合，实现从原料进库到产品出厂的自动化、整个生产系统信息管理的最优化。
1.3 本课题主要工作与安排
本文首先针对研究对象的特点，从理论上分析其工作过程。使用机理法对裂解炉建立程序，用阶跃响应测试法确定数学模型的参数。使用软件下的组件对裂解炉的响应曲线进行仿真，与实际响应曲线进行比较，从而验证数学模型的准确性。接着结合裂解炉介绍串级控制系统，在罗克韦尔控制平台下，对被控对象进行模拟。然后将中水箱和下水箱作为串级控制系统的研究对象，对系统从硬件和软件两方面进行设计。硬件方面主要包括中燃料进气流量阀和下裂解炉温度变送器、I/O模块以及电动调节阀的线路连接设计。软件方面主要包括配置网络通信路径、在线添加I/O模块，标定工程量参数以及串级控制系统程序的设计。最后实现了双容裂解炉温度系统的串级控制，在扰动的情况下得出系统的阶跃响应曲线。并且在相同的一次扰动和二次扰动条件下，与单回路系统响应曲线进行比较，证明串级控制系统良好的抗干扰能力，说明串级控制具有更好的控制品质。
第一章 通过对过程控制的发展和特点讲解，从而讲述课题的研究现状和发展趋势。针对实际的生产控制背景，阐述课题意义。
第二章 本章分别从设备层DeviceNet网络、控制层ControlNet网络和信息层Ethernet网络介绍罗克韦尔自动化NetLinx网络架构。然后功能强大的ControlLogix控制系统、组态软件RSLinx、网络通信软件RSLinx、编程软件RSLogix500进行介绍。最后，结合研究对象，搭建温度串级控制系统的网络平台。
第三章 首先分别从串级控制系统的概念、工作原理、设计原则和参数整定方法介绍串级控制系统。然后针对双容水箱的特点，从理论上分析其工作过程。根据串级控制系统的设计原则，合理地选择下裂解炉温度和燃料进气量作为主变量和副变量。接着建立工程，配置网络通信，模拟裂解炉串级控制系统阶跃响应输出曲线。最后简单设计上位机调节器画面，实现了裂解炉温度串级控制系统。
第四章 首先课题装置的组成以及各个部分设备的相关参数。将裂解炉温度和进气量作为串级控制系统的研究对象，对系统从硬件和软件两方面进行设计。硬件方面主要包括温度和流量变送器、I/O模块以及电动调节阀的线路连接设计。软件方面主要包括配置网络通信路径、在线添加I/O模块，标定工程量参数以及串级控制系统程序的设计。对双液位串级控制系统分别添加一次扰动和二次扰动，由系统输出曲线得出串级控制系统具有良好的抗干扰能力。最后与简单的单回路控制系统做比较，再一次证明串级控制系统抗干扰能力强。