基于现场总线的电线生产线网络控制系统研究(1)

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1、内蒙古科技大学硕士学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得内蒙古科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名：___________日期：____________关于论文使用授权的说明4内蒙古科技大学硕士学位论文本人完全了解内蒙古科技大学有关保留、使用学位论文的规定

2、，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名：___________导师签名：___________日期：____________5内蒙古科技大学硕士学位论文摘要电线电缆是我国经济建设中的一项重要产业，它与国民经济各行各业发展密切相关。有关其设备制造技术的研究与开发对于提升我国电线电缆行业的竞争力有着重要的意义。论文结合一个实验室实践项目，设计了基于Profibus-DP总线协议的两

3、层单主站总线电线生产线网络控制系统，并提出了在STEP7软件环境下总线网络的组态实现、主/从站设备参数设置以及通信数据交换实现方案。接着对线径控制方法进行了讨论。针对具有大滞后、非线性特性的电线生产线线径控制问题，提出了一种带有滞后补偿的优化模糊PID算法及其控制器的设计方法。在模糊PID控制器的设计基础上，应用Cohen-Coon整定公式，给出了PID控制器的三个最佳控制参数作为PID初始参数，实现了PID参数的快速在线自调整功能，并引入Smith预估器来实现对滞后特性的动态补偿。仿真实验结果表明，应用该种

4、控制器对线径控制系统进行在线控制时，系统工作稳定，控制效果显著。为了验证模糊PID控制算法对具体对象的实际控制效果，提出了PID算法模块以及模糊自适应PID算法模块的ActiveX控件设计方法，利用组态王对Windows标准ActiveX控件的协议支持，实现了算法模块与组态王的接口连接。最后，以单水箱液位过程控制装置作为实验平台，对PID以及模糊自适应PID算法模块控件的实际控制效果进行了验证。数学模型的建立为算法控件中PID初始参数的选择提供了依据，通过PID与模糊PID算法模块控件实际液位控制结果的对比，

5、证明了模糊PID算法模块控件的有效性及可行性。关键词：电线生产线；Profibus；优化模糊PID；ActiveX控件；组态；STEP76内蒙古科技大学硕士学位论文AbstractThetradeofwireandcableisanimportantindustryintheeconomicconstructionofourcountry,itiscloselyrelatedtoeverywalkoflifeofnationaleconomyandevenworldeconomicdevelopment.Th

6、eresearchanddevelopmentofitsequipmentmakingtechnologyisimportanttoimproveourindustryofwireandcable.Combiningwithanactuallabproject,astructureoftwosinglelayernetworkforthewireproductionlinebasedonProfibusfieldbustechnologyisdesignedinthepaper.Andmethodsofthe

7、fieldnetworkconfiguration,parameterssettingofhostandslavestationsaswellasdatacommunicationunderSTEP7softwareenvironment.Thenthewirediametercontrolmethodisdiscussed.Tosolvethecontrolproblemofwirediameterwithlonglagandnonlinearpropertyinwireproductionlines,in

8、thispaper,adesignmethodofoptimalfuzzyPIDcontrollerwithlagcompensationwasproposed.BasedonthefuzzyPIDcontrollerdesign,Cohen-Coonsettingformulawasappliedtocalculate3bestPIDcontrolparametersasinitialvalues