钛白粉厂管控一体化系统的研发

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1、摘要摘要本文所阐述的课题来源于广州市科技局的科技攻关引导项目一一钛白粉生产数据采集与质量控制(108-B2040030)，由华南理工大学、广州市生产力促进中心与广州市钛白粉厂合作开发。文章研讨了广州钛白粉厂企业信息化背景下的管控一体化方案和具体实施，并着重就其重要部分一一基于Rs一485的数据采集系统和煅烧转窑温度控制系统的研发进行了阐述。管控一体化系统是运用系统集成的思想和方法，采用当今先进的计算机技术、网络技术、数据库技术、自动控制技术和现场总线等诸多技术，采用现代化企业生产管理模式，建成覆盖企业生产管理与基础自动化建设的综合系统。管控一体化包括信

2、息化和自动化两方面。钛白粉生产过程中涉及到很多重要参数(如温度、压力、流量)，它们分布在各个不同的工序，及时地掌握这些参数的大小、状态和变化趋势对安全生产，提高产量，提升质量有着十分重要的意义；进一步，用统计过程控制的方法对历史数据进行科学的分析，为生产提供正确的指导。这是信息化的重要内容。运用合理的控制手段，提升生产工艺的自动化和智能化水平是自动化的重要内容。根据现场情况，我们选择了RS一485总线的分布式数据采集的硬件架构。在数据采集点比较集中的工序车问安装远端智能模块，建立数据采集站。在数据采集服务器运行数据采集控制程序，通过对串口进行操作可以与

3、各工序车问的远端智能模块进行通讯，实时采集现场数据。为了增强整个系统的灵活性，以兼容不同类型的工业智能模块，适应未来的系统移植或改造，我们将模块的管理任务纳入了数据库，由数据库的属性表负责对模块指令、参数进行管理。在模块类型发生了变化时，只要更改数据库中属性表中相应内容就能适应新的变化，而不需要对数据采集程序做任何更改。对制造业企业的信息化来说，生产的自动化也是一个非常重点的方面。本项目选择了煅烧转窑温度控制作为信息化改造的重点。针对钛白粉煅烧的工艺特点，提出了上下位机结合的控制方案，其中下位机(PLC)完成各种控制，上位机(工控机)实现监视和管理功能

4、。控制方法上，采用了常规的PID和模糊PID控制两种控制方法。常规PID控制器，由于它结构简单，具有一定的鲁棒性，容易实现，稳态无静差，控制精度高，广泛应用于工业过程控制。但是，在温度控制系统中，被控对象具有结构非线性、参数时变性和模型不确定性，常规PID控制器难以获得满意的控制效果。而模糊控制不要求被控对象的精确模型且适应性强，通过模糊控制器实现PID参数在线调整，完善了PID控制器的自适应性能。华南理J二大学硕士论文本文第一章绪论部分对课题研究背景、方案、意义做了简单的介绍；第二章介绍了钛白粉的管控一体化系统的整体架构和特点：第三、四章分别介绍了基

5、于RS一485的分布式数据采集系统的硬件架构和软件设计；第五章简单地介绍了控制系统的硬件实现；第六章详细介绍了控制系统的软件设计过程，并比较了手动、PID方式和模糊PID控制方式的控制效果；第七章讨论了系统的调试与运行。关键词管控一体化；数据采集；温度控制：模糊PID控制AbstractThissubjectisfromKeyTechnologiesR&DItemwhichisfundbyDepartmentofScienceandTechnologyofGuangDongProvince(Ti—PureProductionDataAcquisitio

6、nandQualityControlSystemNo．108-B2040030)，R&DbySouthChinaUniversityofTechnology，GuangzhouProductivityImprovementCenterandGuangZhouTi—Purefactory．ThissubjectintroducestheplanandexecutiondetailsofIntegrationofManagementandControlunderthebackgroundofEnterpriseInfomatizationinTi—Pure

7、factoryofGuangZhouCity，anddiSCUSSeStheemphasesofthisproject：ProduetionDataAcquisitionSystemandtemperaturecontrolSystemofCalcineKiIn．IntegrationofManagementandControlsystemisanintegratedsystemincludingtheproducemanagementofenterpriseandthebuildingofbasicautomation，usingtheideasan

8、dmethonsofsystemintegrationandagreatdualofadvan