探析profibus现场总线在过程控制系统中的研究与应用

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1、山东大学硕士学位论文PROFIBUS现场总线在过程控制系统中的研究与应用姓名：尹德斌申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：王效良2002.11.25中文摘要现场总线是当今自动化领域技术发展的热点，是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通讯系统，被誉为自动化领域的计算机局域网[1l[3l。现场总线的出现，标志着工业控制技术领域又～个新时代的开始，对该领域的发展产生了重大的影响。／一7山东绿源化工集团是以生产硫基三元复合肥为主的国有大中型企业，是

2、全国最大的复合肥生产基地之一，其产品畅销全国各地并销往海外，其扩建的20万吨／年硫基三元复合肥工程是山东省化工厅、德州市的重点工程项目。本课题针对山东绿源集团20万吨／年硫基三元复合肥工程的控制要求，以先进的Profibus现场总线技术为基础构建了控制系统，充分利用了其开放性、可靠性、抗干扰性强等特点。系统采用DCS控制和PLC控制相结合的方案，主要采用世界上技术先进的德国西门子产品(可编程序控制器PLC、变频器、上位监控软件WinCC等)，设计完成了山东绿源20万吨／年硫基三元复合肥DCS／PLC系统的开发，实现

3、了对复合肥生产的连续自动控制，并实现了手动控制和自动控制、本地控制和集中控制的相结合。在实际的系统设计和调试安装中，针对复合肥生产线连续控制的要求和特点，对控制方案进行了详细的研究，采用的控制策略主要有：两比值调节控制，三比值调节控制，串级调节控制和双模控制。基本的控制算法是数字PID调节。，^f2002年3月8日，山东绿源20万吨／年硫基三元复合肥生产线正式投产。通过近半年的运行观察，整个DCS／PLC系统表现出了良好的山东大学硕士学位论文稳定性和优越性。在计算机的精确控制下，复合肥的各项参数指标全部达到预定的要

4、求，整个生产线稳定良好的运行，大大提高了系统的．／生产效率!)—万r，(、这是山东省第一条实现计算机全自动控制的堡垒鲤垒皇缮，它的建成和稳定投产，对于山东省化工行业，特别是复合肥生产行业有着重要的意义。DCS连续过程控制系统的稳定性使的产品质量有了可靠的保证，改变了过去离散生产方式产品质量不稳定的痼疾，并大量节约了劳动力，降低了工人的劳动强度，提高了生产效率，取得了明显的经济效益!／《关键词：过程控制，现场总线，网络传输，上位监控，PID，DCS，ABSTRACTInpresenttime，fieldbusisth

5、ehotspotinthefieldofautomationcontr01．Itisthecommunicationsystembetweenthefieldinstruments，thecontrolsystemandthecontrolcenter．It’Scharacteristicisdistributed，digital，intellect，double—oriented，inter-linking，multi—variables，multi—points，multi-stations．Itisknown

6、astheLANofautomationcontr01．Theappearanceoffieldbussignsthestartofanewperiodofindustrycontroltechnology．Itwillhaveastrongeffectonthisfield．Shandonglvyuanchemistrycorporationisastate．ownedmiddleplants，mainlyproducingsulfur-compound．fertilizer．Itisoneofthebigges

7、tsulfur-compound-fertilizerproducingplantsinChina．Itsproductsaresoldalloverthenationandsomeissoldtotheintemationalmarket．Thenewlybuilt200，000tononeyearproductlineistheimportantplantofShandongchemistryoffice．Thisarticledesignsaautomationcontrolsystem，basedonthe

8、advancedPROFIBUSfieldbustechnology,satisfyingthecontrolrequirementsofShandonglvyuanchemistrycorporation，s200，000tononeyearproductline．Thesystemhasthecharacteristicofopening，stablea