啤酒灌装模拟生产线计算机控制系统设计
这是一篇关于啤酒灌装,模拟生产线,PLC,现场总线,监控系统,数据库的论文, 主要内容为为提高教育质量，更好的培养创新型人才，满足社会对人才的能力和知识结构的期望，加强工科学生的工程实践能力是重要的途径。为提高自动化专业学生的实践能力，培养良好的工程素质，在实践中提高学生的创新能力，天津大学电气与自动化工程学院以实际生产为背景和指导，以学生实验和科研为目标，以产学研相结合的理念进行实验室建设，建设了一条啤酒模拟生产线自动控制系统。 啤酒模拟生产线自动控制系统分为啤酒酿造模拟生产线和啤酒灌装模拟生产线两部分。论文仅对啤酒灌装生产线的设计和实现进行说明。啤酒灌装模拟生产线自动控制系统由理瓶、清洗、灌装、打盖、异物检测、贴标、供装箱七个分部组成。各个分部既能独立完成本分部工艺的控制任务，又可以与其他分部彼此通信，协调联动。学生既可以以单独的各个分部为控制对象，分别对其进行运动控制；又能以整个系统为对象，完成计算机集散控制系统的设计。 课题利用PLC技术、现场总线技术、以太网技术、组态技术、数据库及JSP技术对啤酒模拟灌装生产线进行了的计算机集散控制系统的自动化设计。从设备层、控制层、以太网层和管理层对系统进行了规划，构建了设备和控制层的总线控制系统、以太网层的组态监控系统、管理层的数据库系统和远程数据查询系统。实验结果表明，系统的设计实现了啤酒模拟灌装生产线的自动化运行，实现了远程监控和对数据的处理、查询等功能。
工业仪表EPA接口的设计与开发
这是一篇关于现场总线,工业控制网络,工业以太网,EPA,智能仪表,EPA接口的论文, 主要内容为现场总线技术在当前工业控制网络的现场层占据着主导地位。但是,也存在着没有一个统一的国际标准,通信速率低等缺点,这也在一定程度上阻碍了它进一步的推广应用。在这种情况下,使得工业界把以太网技术纳入了现场总线标准化工作的范畴,并陆续推出了HSE、EPA、PROFINET、Modbus/TCP等多种工业以太网协议。其中,EPA工业以太网标准为我国第一个拥有自主知识产权的现场总线标准,并正式进入现场总线国际标准IEC 61158(第四版),成为被IEC承认的国际现场总线标准。 EPA现场仪表是EPA控制系统的重要组成部分,它在低功耗、可靠性、实时性等方面都有着特殊的要求。因此,现场智能仪表的设计和开发是EPA系统的关键性技术之一。 论文在深入分析了当前工业仪表的发展趋势及设计思想的基础上,提出了工业仪表的EPA接口的设计与开发。通过该接口可以改造原来传统工业仪表,使之成为EPA智能仪表。 论文针对EPA接口的软、硬件设计进行了深入而细致的分析和阐述。根据目前工业仪表设计的要求,在EPA接口硬件设计中,综合采用了大量低功耗设计和可靠性设计方法。在详细阐述各项低功耗设计的基础上,对系统的功耗作了全面的分析。在详细分析了元器件级的可靠性设计和系统级的软硬件可靠性设计的原理和方法的基础上,针对EPA接口中采用的各种可靠性设计方法,给出了详细的设计过程。 EPA接口软件设计中,针对不仅要求现场仪表能提供过程参数的测量信息,而且要求能提供包括设备自身及过程的诊断信息、管理信息等附加信息,提出了采用功能块的形式来支持仪表功能实现的设计方法。 EPA接口在差压变送器等一些传统仪表上成功应用,为以后EPA智能仪表的设计与开发提供了有利的借鉴。
基于卫星通信的海上石油平台远程监控系统的研究与设计
这是一篇关于远程监控,卫星通信,现场总线,IPSTAR的论文, 主要内容为自动控制技术、计算机技术、网络通信技术的发展使得对工业现场状况进行监测和控制成为可能。而现场总线技术以其结构简单、费用低、易于维护、可靠性高、开放性等多种优势日渐成为工业监控领域的热点。 针对海上石油平台油气混输的具体需求,本文使用卫星通信来设计远程监控的数据传输,具有很好的可靠性和机动性,极大的降低了有线通信海底电缆的铺设成本和操作者的工作强度,体现了以人为本的理念。 本文深入研究了现场总线和以太网的特点,构建了以现场总线用于现场控制子系统、以太网用于远程监控子系统的远程监控体系结构。该体系结构充分体现了以太网技术的传输速度快、兼容性好和网络性好的特点,以及现场总线适用于设备控制层,具有抗干扰能力强、安全性好的特点。 现场控制子系统以海上石油平台的油气混输泵为对象,采用西门子公司的S7-300系列PLC对现场设备和西门子变频器进行控制,并对现场数据进行采集和处理;上位机采用工控机对数据进行记录、报警和监控;并通过PROFIBUS-DP现场总线组网实现系统的通讯;采用SIMATIC STEP7进行硬件组态与软件编程,并用Visual C++实现监控界面的开发。 远程监控子系统利用卫星通信实现数据传输,通过对卫星通信的发展现状的分析,选择IPSTAR作为卫星接入网络终端;应用OPC数据传输技术实现控制网络与信息网络的一体化;采用Socket,B/S,Jsp/Servlet,Java Applet技术,并通过Web服务器,设计了提供给远程客户的实时数据传输;最后,对网络通信中的基本安全技术进行了介绍,从远程监控子系统的整体上提出了一些加强网络安全的措施。 本文设计并实现了海上石油平台油气混输泵的现场控制子系统,提出并设计了基于卫星通信的远程监控集成方案,具有一定的推广效益和参考价值。
啤酒灌装模拟生产线计算机控制系统设计
这是一篇关于啤酒灌装,模拟生产线,PLC,现场总线,监控系统,数据库的论文, 主要内容为为提高教育质量，更好的培养创新型人才，满足社会对人才的能力和知识结构的期望，加强工科学生的工程实践能力是重要的途径。为提高自动化专业学生的实践能力，培养良好的工程素质，在实践中提高学生的创新能力，天津大学电气与自动化工程学院以实际生产为背景和指导，以学生实验和科研为目标，以产学研相结合的理念进行实验室建设，建设了一条啤酒模拟生产线自动控制系统。 啤酒模拟生产线自动控制系统分为啤酒酿造模拟生产线和啤酒灌装模拟生产线两部分。论文仅对啤酒灌装生产线的设计和实现进行说明。啤酒灌装模拟生产线自动控制系统由理瓶、清洗、灌装、打盖、异物检测、贴标、供装箱七个分部组成。各个分部既能独立完成本分部工艺的控制任务，又可以与其他分部彼此通信，协调联动。学生既可以以单独的各个分部为控制对象，分别对其进行运动控制；又能以整个系统为对象，完成计算机集散控制系统的设计。 课题利用PLC技术、现场总线技术、以太网技术、组态技术、数据库及JSP技术对啤酒模拟灌装生产线进行了的计算机集散控制系统的自动化设计。从设备层、控制层、以太网层和管理层对系统进行了规划，构建了设备和控制层的总线控制系统、以太网层的组态监控系统、管理层的数据库系统和远程数据查询系统。实验结果表明，系统的设计实现了啤酒模拟灌装生产线的自动化运行，实现了远程监控和对数据的处理、查询等功能。
基于现场总线的实验系统设计与开发
这是一篇关于现场总线,基金会现场总线,功能块,实验系统,组态的论文, 主要内容为现场总线技术代表了控制系统的发展方向,学习研究现场总线技术离不开现场总线实验环境。通过分析研究现场总线尤其是基金会现场总线的主要技术与特点,及其在过程自动化领域的应用优势与前景,结合专业需求,以实际应用为主要目标,将现场总线技术引入实验教学,设计开发了基于现场总线的实验系统。 从教学及科研角度出发,确定了系统的设计思想和原则,对系统控制对象的选取、结构设计、产品选型、系统硬件配置、软件体系、系统软硬件安装与调试等设计开发过程进行了详细的阐述。系统选取工业现场广泛存在且具有代表性的变量为测控变量,系统中控制回路包含企业生产现场常用的典型控制,针对性强;产品选取SMAR现场总线智能仪表,具有代表性,因此系统的实验价值很高。通过对系统控制进行分析,完成了系统组态软件和监控软件设计与开发,并对实验系统进行了建模与仿真。 对实验系统的功能进行了研究分析。系统具有很大的柔性和可扩展性,可模拟和验证工业现场中多种实际的自动控制方案,给出了由现场总线实现控制的示例。系统的完成和投入使用为有关现场总线的教学、科研、技术培训与交流等提供了很好的实验平台,为开发工业现场总线控制系统提供了借鉴和实践场所,具有借鉴意义和应用价值。
钻井工程数字化监控系统研究与开发
这是一篇关于钻井仪表,现场总线,卡尔曼滤波,LSTM网络,WITSML的论文, 主要内容为钻井工程是油气资源勘探开发过程中的重要一环,钻井的质量在极大程度上影响着后续油气开采的效率、质量和安全性。钻井仪表对于钻井工程有着重大意义,可以监测各项钻井数据,辅助和指导工人操作,降低能源消耗,防范和规避安全事故风险等。钻井现场存在着设备分散、需要监测的参数繁多以及沟通不便等问题,传统的机械式或液压式的钻井仪表已不能满足对钻井效率的要求且不利于安全管理。本文针对多功能集成的钻井工程数字化监控系统进行相关研究。首先,针对钻井工艺流程、井场环境特点和存在的问题,结合钻井工程队提出的需求,进行了钻井工程数字化监控系统的需求分析,提出了一套基于CAN、485双总线和双机冗余的钻井工程数字化监控系统的总体方案,并给出了系统的功能结构。然后,对钻井工程数字化监控系统的关键技术进行了研究。针对钻井液体积测量误差较大的问题,提出了基于卡尔曼滤波的钻井液体积监测方法,分析了卡尔曼滤波器原理,然后进行了软件仿真验证,并与传统均值滤波法进行了对比,最后建立了包括钻井液占有量回流量修正的详细算法流程;针对特定情况下系统难以自动判别起钻与下钻工况的问题,提出了基于LSTM-RNN网络的起下钻自动判断方法,首先根据历史数据建立并训练LSTM-RNN网络模型,然后进行实例验证并通过正确率、损失等指标对模型进行了评价,最后完善了起下钻自动判断算法流程;针对钻井数据庞大、结构复杂以及数据跨平台共享困难的问题,提出了基于WITSML协议的数据传输方案,定义了钻井数据传输格式并设计了服务器-客户端架构的开发方案。最后,在上述研究的基础上,结合钻井工艺流程以及钻井现场实际需求,开发了钻井工程数字化监控系统。系统实现了参数采集与展示、钻井液体积监测、工况判断、自动报表生成、自动灌浆等功能,对促进钻井工程的自动化、智能化具有重要意义。
金矿氰化厂DCS控制系统设计与开发
这是一篇关于氰化工艺,DCS,SIMATIC WINCC,MFA(无模型自适应),现场总线的论文, 主要内容为氰化工艺作为金矿冶炼的主要步骤，在整个冶金过程中占有极其重要的地位。但是我国的氰化工艺尚未成熟，没有形成比较规范的模式，大部分工艺流程都是在企业技术人员的摸索下自行完成的，大部分设备采用人工进行操作监控。由于车间设备繁多，条件比较恶劣，各种外界干扰比较严重，而工艺指标要求又比较高，很难实现最优化的控制。同时工艺流程也是在不断的扩充和改建，使得现场操作的难度不断的增加。 随着计算机的普及，计算机管理制度也在现代企业中逐渐深入人心。对于大量数据的快速处理和重复性的劳动都要让计算机来完成，而对于处理结果的分析、判断、决策等创造性劳动，则由管理人员来完成。这种人尽其才、物尽其用的人机系统是当前计算机用于企业管理的主要格局。因而为了使氰化工艺的各项技术指标更加稳定，工艺更加流畅，在提高提取比例的同时降低工人劳动强度，改善工人工作环境，对氰化工艺进行全程自动化控制势在必行。 本文从实际出发，以山东招远招金集团金翅岭金矿氰化一厂为例，介绍了基于DCS的氰化工艺自动控制系统的设计与开发。该系统采用德国西门子公司的SIEMENS PCS7过程控制系列产品搭建，完成了对现场980个点的数据采集任务。该系统在传统的DCS系统的基础上，引进了现场总线技术，提出了基于现场总线的DCS控制系统。PLC的编程使用西门子开发的STEP7编程软件，上位机组态同样使用西门子公司的SIMATIC WINCC。通过该系统管理人员可以实时监测生产过程中各种主要参数以及工人工作量的真实情况，并对所采集数据的进行统计分析，存档，为提高企业管理水平提供了可信的依据。 本文介绍了金矿氰化厂自控系统的硬件、软件设计，以及通讯网络的连接。通过对现场数据的采集、控制室上位监控、通过DDE的LED大屏幕显示、数据的远程访问四个主要部分的设计，实现了对现场设备的集中控制和信息资源共享，提高了金矿的综合自动化水平和管理水平。弥补了金矿自动化水平普遍较低的不足。 本系统已在山东招远招金集团金翅岭金矿氰化一厂投入运行，使用本系统能使现场工人实时了解生产过程的主要参数的变化，及时发现问题并解决问题，最
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