基于LonWorks现场总线的过程控制实验系统的研究

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1、河北工业大学硕士学位论文基于LonWorks现场总线的过程控制实验系统的研究姓名：季宏申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：陈曦2003.3.1河北工业大学硕士学位论文基于LonWorks现场总线的过程控制实验系统的研究摘要过程控制是高校自动化学科的一门重要课程，学生在课堂上学习了理论知识后，需要在实践中进行消化理解和创新。显然，去工厂参观实习可以帮助学生了解工业过程，但不能培养他们的实际操作能力，所以，需要一套过程控制系统，使学生既可以更好地理解课堂上所学的知识，又可以掌握工业实际中的操作经验。近年来，随着本科教学改革的不断深入，各专业，特别是工科专

2、业对教学仪器的要求越来越高，教学仪器也趋向多功能化、智能化的发展。为满足这一要求，我们研制开发过程控制实验系统，它采用各类传感器，获取压力、液位、温度、流量等四种基本物理量，并通过智能仪表、数据采集卡，将测量信号转送到计算机，再利用工控组态软件完成虚拟显示、数据处理和实时控制等功能。本实验台完全采用工业生产中实际使用的传感器、仪表、执行器等工业级元件，可以利用智能仪表和现场总线进行控制，亦可利用上位PC机，结合FIX工控组态软件，实现实时监控。同时从教学实际出发，所有的传感器、仪表、执行元件、水箱一管路等完全可视化，直观集成于整体实验台上，不仅结构紧凑利于观察调试，

3、且有利于提高学生学习兴趣。本实验台是开放系统，每个实验模块都经过精心设计，在学生课程教学中，可以用作教学演示仪器，进行传统的一些典型的验证性实验。同时着重考虑设计型和综合型实验的操作性、扩展性：可以改变仪表参数、数据处理方式、程序结构等，变实验台为工业现场，充分激发学生思考的积极性，提高解决问题能力，使学生尽快适应实际工作要求。在教学实验中，学生可根据指导老师要求，自行组装模块，连接管路、编写控制策略。这种控制台最大的特点是所有管路、设备的连接和运行都是可视化的，还可以方便的观察到压力、温度、流量、液位的变化、各种执行器件的开闭，通过在教学实践中的应用表明，该可视化

4、设计大大的提高了学生的兴趣，有助于对书本知识的深入了解。智能仪表和LonWorks总线控制两种方案的采用，可以使学生更深刻的了解它们各自的特点。通过本实验系统，学生还可以更好地掌握PID的调节规律，这是控制的基础。关键词：过程控制，智能仪表，LonWorks，FIX牡十LON总线的过程控制实验系统的研究AResearchofProcessControlExperimentalSystemBasedonLonWorksFieldBasAbstractProcesscontrol1sanlmportantcourseofautomaticsubjectofunivers

5、ity．Afterstudentlearntheories，theyneedtodigestthemandinnovateinpractice．Obviously,it’shelpfulforstudentstounderstandindustrialprocessbypracticeinfactory，butitcannottrainactualoperationabilityofthemselves．Therefore，aprocesscontrolsystemisnecessal-ytohelpstudentsunderstandthetheoriesatcl

6、assbetterandgraspindustryoperationexperienceofreality．Inrecentyears，withthedeepenningconstantlyofreformineducationofundergraduatecourse，everyspeciality，especiallyindustrysciencespeeialitiyhasmoreandmorehi曲expectationsforteachinginstrumentandteachinginstrumenttendtobemulti—fimctionaland

7、intelligent．Tomeetthisrequest，wedeveloptheprocesscontrolexperimentalsystem．Ituseallkindsofsensorstoobtainthevalueofpressure，liquidlocation，temperature，flow～fourkindsofbasicph)7sicalquantities，etc．Andthroughtheintelligentmeters，datacollectingcircuit，itsendsthemeasuringsignaltothecompu