過程控制系統精選(九篇)
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第1篇：過程控制系統范文
1.過程控制概述
過程控制的主要任務是指通過各種的協調方法與協調措施，對生產制造過程中的各個設備的數據以及產品制造數據等進行統計與分析，從而防止生產過程中可能發生的生產計劃脫離與目標偏差，并對已經出現生產計劃脫離與生產制造目標偏差等問題進行處理，最終保證生產制造活動的順利完成，保證生產進行控制、在制品控制、以及生產制造過程中的成本控制與質量控制。
過程控制系統一般是指由被控對象、測量變送、計算機和執行機構組成的閉環控制系統。其中控制器的設計用到經典的控制理論和現代控制理論，并通過計算機來進行相關操作與實現。計算機控制的建立在自動控制理論和計算機技術為基礎之上的。其中，自動控制理論是計算機控制的理論基礎。而不斷發展的計算機技術為自動控制理論的發展與應用提供了豐富的空間。計算機網絡以及各種通信技術的發展，使得過程控制的范圍與階段極大的得到了擴張。目前，企業生產管理的全過程的信息化的實現方法逐漸趨于成熟。
過程控制系統所涉及的數學基礎可以從以下幾個方面進行了解。由于在生產制造過程中的大部分物力參數通常通過模擬信號來進行表示，而計算機采用的信號通常是數字信號，為了保證信號傳遞的通暢無阻需要進行數模轉化，從而實現兩種不同信號的轉換。過程控制系統通常起到的作用體現在連接生產管理系統與基礎自動化系統的連接作用上。除了這些工作，過程控制系統還要對生產過程中不同的數據進行有效的管理。所以控制系統中需要進行信號的采樣、信號的保持以及信號的變化。要對生產制造過程中的數學模型分為輸入與輸出模型和狀態空間模型兩種類型。輸入輸出模型主要是為了描述過程在輸入函數的作用下的輸出特性，它只刻畫過程的外部特征。而狀態空間模型則對過程的內容進行描述，通常揭示了過程內部的運動狀態。
現代過程控制理論為過程控制系統提供來了理論技術。通過利用現代過程控制理論，不但可以有效地解決簡單控制的問題，而且可以設計復雜的控制系統。特別是多輸入與多輸出系統，非線性響應系統，時變系統以及隨機系統等等。現代控制技術涉及到過程控制的很多方面，比如系統狀態的最優估計、最有控制、過程識別以及自適應控制等等。
2. 過程控制系統的主要功能與技術要求
過程控制系統具有以下功能：與生產管理計算機進行通訊的功能；能夠接收并管理生產計劃數據的功能；原料數據與生產要求數據的功能；工作人員交接班數據的功能；向生產管理系統發送生產計劃申請的能力；原料數據申請的能力等等。
企業的生產作業計劃一般采用如圖1所示的模式。通常企業根據客戶的需求制定整個產品的生產需求計劃，并根據產品各個部件的零部件特征分發至各個加工車間，制定不同零部件的加工計劃。為了保證生產作業計劃的順利完成，需要根據生產作業計劃進行生產進度控制；為了實現產品制造過程中消耗資源與費用的降低，需要進行通過過程控制系統成本控制；為了經常保持科學的原材料、在制品的數量，需要進行高效的庫存控制。這一系列工作于過程控制系統密不可分。
3. 現代生產企業的過程控制信息系統組成層次
現代生產企業的信息系統包含了過程控制層、制造試行層以及企業資源規劃層。其中由于過程控制直接面向企業生產過程，因此對過程控制系統要求具有極高的實時性、可靠性、數據完整性與可用性。過程控制系統的工作原理如圖2所示。
當前先進的網絡技術為過程控制的實現提供了強有力的實施基礎。現場總線是過程控制系統實現的重要基礎。它與Internet等信息網絡系統具有明顯的區別。一般而言，現場總線是在標準網絡協議的基礎上實現的，并進行了一定的簡化?，F場總線一般只包括IOS/OSI七層模型中的三層。也就是現場總線只具有物理層、數據鏈路層以及應用層。過程控制系統利用現場總線，將企業生產自動化系統中最低層的現場控制器與現場職能儀表設備互聯形成實時控制的通信網絡，也被稱為工程的底層網絡。
過程控制因素是生產過程建模的參數，一般而言它是由不同模式下的生產特征與生產過程控制決策所共同決定的。在生產過程中，在制品的控制的最終目標是為了將在制品的庫存數量保持在一個合理的級別。即能夠維持企業正常的生產，又可以保證企業生產物流的連續性，從而盡量建設企業庫存量，從而盡可能的降低企業生產成本。
企業在制品的控制主要取決與車間生產類型與生產組織的形式。在大批量生產模式下，在制品的通過加工路線單與工票憑證，來保證在制品數量的穩定。隨著計算機網絡在生產中的應用，不同的過程控制系統應運而生。這些過程控制系統利用先進的計算技術，實現了在制品物流信息的追蹤與監督，為生產過程中的控制提供了動態的數據。因此，利用過程控制系統提供的在制品生產信息，可以實現對制造過程中產品控制的最終目的。
過程控制系統能夠將生產過程中產品的各種質量問題與加工失誤率降至最低。過程控制系統通過建設整個制造過程中產品的質量狀況，通過對原材料與不同零部件的檢驗，使產品在各個生產階段的不合格率盡可能的降低。
參考文獻：
[1]金以慧， 王詩宓. 過程控制的發展與展望[J]. 控制理論與應用， 1997， 14（2）： 145-151.
第2篇：過程控制系統范文
【關鍵詞】連鑄機過程控制基礎自動化跟蹤 服務器
中圖分類號：TL362文獻標識碼： A 文章編號：
1.前言
冶金行業在國民經濟發展中始終占有重要地位，雖然我國現階段已經成為世界鋼鐵的生產和消費大國，但在技術經濟等各方面指標與發達國家間存在較大差距，要縮小差距很重要的一點就是切實推進企業的信息和自動化應用建設。目前縱觀冶金行業在各主要生產流程上基本普及了基礎自動化級控制，過程控制級雖然有了一些進步，但由于數學模型的研發緩慢及引進消化吸收效果不佳等情況，過程控制技術本身仍然具有很大的發展空間，對提高產品質量有不可替代的作用。
2.過程控制系統的軟硬件構成及網絡規劃
2.1 硬件構成
硬件由連鑄工段PC服務器DELL PowerEdge 2800；服務器電源；以太網卡； 研華工控機；軟件Windows2000Server；數據庫Oracle；開發軟件VB6.0組成。
2.2 軟件構成及網絡規劃
2.2.1 過程控制系統設計初始必須在結構設計上充分考慮工廠三級（L3）和與其他生產作業區域的二級系統的通訊和數據接口的應用需求，保證在系統處理速度、數據量級、通訊接口等方面適應生產組織的發展要求和數學模型進一步升級的需求。一級單獨設立網段，確保數學模型運行的效率，網絡交換機采用兩層結構，把一、二級網絡介質在物理層面上分置，保證網絡間安全隔離互不影響，在PC服務器選取上采用雙CPU系統配置，服務器電源熱備，磁盤陣列同時采用鏡像，系統磁盤與數據磁盤分離布置，可以在故障處理時縮短恢復時間。
2.2.2 軟件數學模型涵蓋了結晶器漏鋼預報模型、結晶器非正弦振動模型、板坯扇形段輕壓下模型、二冷水動態冷卻模型。
2.2.3 在以太網絡規劃方面在連鑄區域操作室單獨設置二級終端機，在一級和二級終端上分別設置人機接口程序，通過網絡交換機分別對各自的服務器進行訪問。數據獲取上由二級負責完成同一級基礎自動化的通訊接口程序編制，二級負責與三級通訊接口中的二級服務器范圍內的程序編制。其中一級基礎自動化將需交換數據單獨編制數據塊存儲，由二級計算機采用OPC方式直接訪問數據塊。
3.過程控制系統功能設計
3.1 系統構成
（1）計劃子系統 （2）連鑄設備子系統 （3）連鑄生產實績子系統 （4）火焰切割子系統 （5）數據通訊子系統（6）板坯跟蹤子系統 （7）維護子系統（8）報表查詢打印子系統
3.2 子系統設計
3.2.1 計劃子系統
接收三級下傳的生產計劃目標，制定連鑄區域的生產詳細計劃，以及對三級計劃的修改和反饋。可以不依賴三級數據進行生產計劃的排定，保證系統的相對獨立性和完整性。
子系統包含內容主要有：生產合同號、鋼種、精煉爐號，精煉出鋼標志、鑄機號、連鑄總爐數、去向、計劃板坯號、坯長、坯寬、坯厚、坯重、切割流標志、尾坯最小定尺長、
3.2.2 連鑄設備子系統
完成鑄機內板坯的跟蹤、爐次跟蹤、澆鑄長度的計算和反推、大包中包實時重量的跟蹤趨勢、結晶器漏鋼預報模型計算、結晶器非正弦振動模型計算、板坯扇形段輕壓下模型計算、二冷水動態冷卻模型計算、尾坯優化切割模型的計算等。
爐次跟蹤不僅包括在大包到平臺、受包位、澆鑄位的跟蹤，還包括從開澆后大包鋼水在中包內、結晶器內、扇形段內、切割機開始結束、去毛刺、噴號的整個過程中的跟蹤。
根據大包重量、中包重量、大中包實測溫度、當前澆速預計澆鑄長度和澆鑄時間，計算鋼坯切割數據和分配噴號數據，實時跟蹤在切割完成時自動生成坯料數據和噴號數據。預估各流當前拉速下的大包更換周期，為轉爐和精煉提供依據。
3.2.3 連鑄生產實績子系統
主要完成生產過程數據的采集和存儲、調用、顯示、上傳到三級計算機的任務。
包括大包包號、包次、鋼包重、空包重、鋼包凈重、鋼包開澆重量、鋼包停澆重量、上臺時間、到澆鑄位時間、上臺溫度、開澆時間、停澆時間、中包包號、包次、中包開澆時間、中包停澆時間、中包溫度、中包重量、中包空包重、中包熱換、大包換包、每流的拉速、每流的澆鑄計長、每流結晶器號、每流結晶器振動振幅、頻率、結晶器冷卻水表號、結晶器冷卻水進水壓力、進水溫度、結晶器寬邊外弧水量、結晶器寬邊內弧水量、結晶器窄邊左側水量、結晶器窄邊右側水量、結晶器寬邊進出水溫差、結晶器窄邊進出水溫差、二次冷卻水1-15路各路水量、二次冷卻氣3-15路各路氣量、扇形段驅動輥各段拉坯力、預設板坯號、板坯所屬爐次號、板坯計劃長度、板坯設定長度、板坯實際長度、板坯理論重、頭尾坯長度、切斷時間、向三級發送的標志。
3.2.4 火焰切割子系統
火焰切割子系統主要完成切割機的板坯切割、板坯稱重、板坯尾坯的優化切割計算功能，自動采集切割長度和切割開始、結束標志上傳至三級計算機。
板坯稱重裝置將切割后的板坯在輸出段輥道上稱重，順序向二級計算機發送稱重開始結束標志和稱重數據，并上傳至三級計算機。
尾坯優化切割計算功能可以減少尾坯浪費，在保證最小定尺前提下，對最后幾塊坯進行長度優化，提高收得率。關鍵點就是在大包澆鑄停止時準確計算中包內殘余鋼水量，自動計算扇形段內至切割機頭部的剩余坯長以及中包內鋼水剩余澆鑄時間給操作工提示。
3.2.5 數據通訊子系統
通訊子系統完成二級計算機與三級計算機間的通訊任務、二級計算機與一級計算機的通訊任務。
3.2.6 板坯跟蹤子系統
板坯跟蹤子系統主要完成板坯切割后的跟蹤，包括稱重時、去毛刺時、噴號時的跟蹤任務，對跟蹤的修正由后部操作室人員完成，生成的板坯可以與大包澆鑄長度相對應。
3.2.7 維護子系統
用來完成對系統的日常維護任務，包括系統數據初始化、一級狀態設定、三級狀態設定、系統日志、系統通訊連接參數和狀態、系統備份、系統用戶權限設計和管理、報警記錄。
3.2.8 報表查詢打印子系統
用來完成生產報表的查詢和打印功能，分為操作工藝數據報表、班報表、周報表、月報表。
操作工藝數據報表主要以大包為單位統計在一個爐次的時間內大包的信息、中包的信息、結晶器的水信息、結晶器振動信息、二冷水、二冷氣信息、以及開澆停澆信息、拉尾坯信息、拉速信息，與拉速變化相關的信息每隔3分鐘系統自動從一級計算機數據塊中讀取。
班報表以板坯為單位統計每塊切割后的板坯的信息，包括坯的切割時間、鋼種、坯長、坯厚、坯重、坯號、坯質量記錄、坯對應大包爐次。
周報表以班生產數據為單位統計一周時間內每班生產的板坯規格、板坯數量、板坯合格數量、合格率、每班大包統計數量。
月報表以班生產數據為單位，統計一個月時間內生產數據，內容同周報表。
4.編程和測試
編程和測試步驟：
4.1 初步需求設計和內容確定后，要對硬件配置參數進一步落實確認，特別是接口參數。
4.2 二級計算機人工錄入畫面的設計、內測。
4.3 與三級、與一級計算機接口程序編制，需要確定采集的數據地址以及采集策略的規定。
4.4 編制二級系統程序。對各數學模型程序的編制，參數優化。
4.5 按子系統進行系統內測，子系統間數據模擬測試。
4.6 與一級計算機通訊模擬測試，根據測試結果進行修正。
第3篇：過程控制系統范文
關鍵詞:過程控制;實訓評估;實訓管理
中圖分類號:TP29文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2010) 10-0000-03
Producing Practice Training Process Control System Analysis and Design
Lu HongJi Gang
(Institute of Computer Technology,Beijing Information Technology College,Beijing100018,China)
Abstract:Productive training is to achieve work and study together,how can the school production internship training to achieve the effect? In addition to the hardware environment to simulate an enterprise environment,but also in the production process to achieve enterprise management.Process control training has been a problem,if you want to achieve business process control standards,technical means must be taken, both by hand or man-made control difficult to achieve the desired results. This article describes the training process control system design methods and design ideas,through process management software and network platform for real-time control and management process to complete the project progress tracking,quality control,process online review and so on. Through this system the production of simulated training to enable students to enterprise management.
Keywords:Process control;Practice training evaluation;Practice training management
一、研究背景與意義
生產性實訓在職業院校已廣泛開展,但是一直沒有一套有效的、先進的生產性實訓過程控制方法和系統。在這樣一個背景下,根據多年企業項目管理經驗、軟件開發經驗,設計和開發了一套生產性實訓過程控制系統,生產性實訓管理平臺,用于生產性實訓實踐教學實施與管理。項目經理或實訓指導教師可以通過此系統對參加生產性實訓的學生進行項目過程控制和管理,可以對項目進展的全過程進行監控,通過網絡可以監控幾十人或幾百人的項目組成員工作情況,為項目管理提供了有效的、科學的現代化管理手段和方法。
二、系統總體架構設計
(一)功能結構圖
(二)角色描述
(三)頁面設計
(四)實體關系分析
每個項目的標準規范的參考實訓流程中包括多個過程,在每一過程名下建立工單,每一工單與過程有關聯。
(五)功能模塊設計
1.實訓基地模塊。
介紹實訓基地基本情況,實訓結構。
2.實訓管理模塊。
該模塊是實訓平臺的核心部分,首先在實訓平臺上選擇項目,然后進入項目流程,可行性分析、項目計劃、需求分析、系統設計、程序設計、編碼、測試、維護。每個過程項目經理都可以下達“工單”,開發人員根據“工單”完成各項工作,項目進度和項目完成情況通過“工作日志”體現,開發人員每天都要填寫“工作日志”匯報每天完成的工作情況,項目經理可以在實訓平臺上查閱本項目成員的“工作日志”,了解每個成員工作完成情況,隨時進行督導,發現問題可以隨時在平臺上給與指導。各種文檔都可以通過“工單”下發,通過“工作日志”上傳。代碼、界面設計、測試報告均可以通過這個平臺傳送。項目經理每天也需要填寫“工作日志”發送給技術總監,技術總監負責對項目經理的管理和考核?！斑M度”是項目開始時設定的,由于一些環節出現問題可以調整進度,但總進度原則上不能調整,“進度”的把握是對項目經理重要的考核指標。項目經理通過實訓平臺對實訓學員進行項目評估和實訓評估。
3.實訓資源模塊。
可下載實訓指導手冊、項目案例、質量規范、軟硬件資源等。
4.實訓安排模塊。
主要功能是實訓申請,在實訓平臺上填報實訓申請單,實訓審批同意,公布實訓安排,實訓時間、工位位置等。
5.人員管理模塊。
實訓人員基本信息錄入,形成實訓人員唯一標示碼,對實訓學員進行工作安排、日?？记?、實訓評價等。
6.項目立項模塊
主要功能是新項目評審,通過專家評審的項目自動從待評審項目數據庫中轉為實訓項目。同時公布項目評審結果。
三、業務流程設計
1.項目經理選擇項目
2.項目經理申請實訓
3.實訓基地審批實訓,創建項目編號,此編號貫穿整個項目?！皩嵱柊才疟怼弊詣由?。
4.項目經理建立本項目的實訓學員基本信息。注意實訓項目編號要選對。
5.項目經理在“項目列表”中選擇當前實訓的項目編號,項目名稱,進入當前實訓項目。
6.項目經理創建工單。
7.實訓學員只能進入實訓項目,其他項目名稱變灰,屏蔽。
8.實訓學員接到工單后仔細閱讀并確認。
9.工單確認信息隨時發送給項目經理。
10.項目經理發放項目文檔。
11.實訓學員根據工單分配的工作,進入相應的項目流程。
12.實訓學員按工單要求提交項目文擋或接到項目文檔后學習理解,
將描述理解的內容和補充的文檔發送給項目經理。
13.項目經理給與評審意見和成績。
14.項目經理每天都將接到“待處理文件”,“待處理文件”按時間和文件類型排序。處理過的文件名變顏色。項目經理每天檢查工作日志,督促工作。項目經理對測試組的測試結果,轉送給開發人員,程序修改完后,進行復測,直至測試通過。
15.實訓學員每天同樣也有“待處理文件”,“待處理文件”按時間和文件類型排序。處理過的文件名變顏色。實訓學員每天要提交日志、程序、文檔等,每天查看項目經理評審意見。
16.項目經理根據階段情況,匯總給出實訓評價,綜合成績自動計算生成。
17.項目經理提交日志、文檔給技術總監。
18.技術總監根據項目經理日志、提交的文檔、實訓學生總體成績、項目完成情況對項目經理進行考核。
19.項目經理可以進行新項目立項。
20.項目評審組評審通過的項目轉成正式“實訓項目”,加標示。
四、過程控制方法
項目管理最主要的工作是過程控制,如何實現對生產性實訓的過程控制?我們借鑒了軟件企業對軟件開發項目管理的控制方法,借鑒了軟件工程、項目管理的思想和方法,采用了CMM(能力成熟度模型)過程控制和項目質量管理方法,使項目管理從無序的初始級(CMM1級)到項目管理可重復級(CMM2級)、項目管理已定義級(CMM3級)、項目管理已管理級(CMM4級)、項目管理優化級(CMM5級)。通過這套系統項目經歷可以對項目管理進行持續改進,通過項目經理下達工單、學生提交日志的模式,項目經理可以監控每位實訓學生項目完成的進度和質量情況,同時可以了解每位學生生產性實訓的狀態,工作態度、學習態度等,工單就是項目經理給每位學生下達的任務,工作日志反映學生完成任務的情況,通過此系統解決了一位項目經理或實訓指導教師難于管理和控制每位學生的問題。過程控制系統可以實現每天實時監控也可以監控項目過程的節點情況,可以建立里程碑。過程控制系統可以自定義工作流,除了軟件開發項目可以通過此系統進行管理,其他項目也可以通過此項目進行管理。生產性實訓負責人或院領導也可以通過此系統了解學生生產性實訓的情況,因為日志反映了學生的實訓狀況,通過此系統也可以了解項目經理或實訓指導教師組織生產性實訓的工作情況,工單和日志是否認真填寫,反映項目經理或實訓指導教師責任心和項目經理或實訓指導教師工作態度。
參考文獻:
[1]卡耐基梅隆大學軟件工程研究所 能力成熟度模型(CMM):軟件過程改進指南 電子工業出版社 2004
第4篇：過程控制系統范文
[關鍵詞]PLC；過程控制系統；設計
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）33-0101-01
PLC控制方式，是目前自動化領域內的一種主要的控制方式。這個控制方式，和以往的方式相比，具有成本低、控制靈活、維護簡單的優勢，因此值得在自動化領域進行廣泛的推廣。
1.基于PLC的過程控制系統概述
PLC，即為一種可編程控制器，它主要是借助控制功能軟件來實現系統的編程功能的，因此可以適用于較為惡劣的工業環境，它具有較強的抗干擾能力。PLC主要由以下幾個特點：一、性價比較高；二、較為突出的可靠性；三、可編程強；四、在線編程較為簡便。PLC的實質，是用于工業控制的計算機，其硬件結構類似于微型計算機。它的主要結構包括以下幾個方便，具體如圖1所示：
其工作原理為：它的工作過程主要包括三個方面，即為輸入采樣和用戶程序執行，以及輸出刷新。進過這三個階段的流程，即可完成一個掃描周期。目前，該控制系統多用于工業制造之中。
過程控制系統屬于一個封閉的控制系統。它主要包括四個組成部分，即為計算機、被控對象、測量變送、執行裝置。其中，過程控制系統的控制機，就是這四個組成部分中的計算機。它依賴于現代的控制理論，以及經典的控制理論，來實現工作運行的。基于計算機的控制器，它的技術基礎就是：計算機技術和自動控制化理論這兩個方面。
德國西門子PLC公司生產的可編程程序控制器，在我國主要應用在冶金、化工、食品等領域內。西門子生產的可編程程序控制器，其產品主要包括LOGO、S7-200、S7-300等，這些產品具有以下幾個特點：體積較小、速度較快，同時其網絡通信能力較強，具有更加可靠的性能，因此可以在冶金、化工、食品等領域內進行更為廣泛的推廣。
2.基于PLC的過程控制系統設計
基于PLC的過程控制系統設計主要包括以下幾個流程：
2.1 做好前提準備工作
用PLC做控制核心，要充分考慮在工業生產中的獨特性，因為生產過程涉及多個流程，而生產機械也不盡相同。所以在底層以PLC來作為生產的基本控制時一定要多方監控和操作，做到數據合理統計分析。只有將細化了的工業生產流程和機械的特點和特性全面把握，才能在控制過程中提高運作質量水平?？偟膩碚f，在進行具體受控對象操作時，一定要從邏輯、時序和模擬上充分了解受控體機、電之間的具體聯系和區別，從而在PLC控制程序設計上精確其參數，優化結構，滿足要求。
2.2 過程控制具體方案流程
1）對生產工藝步驟的了解
這篇文章主要研究的是在PLC控制下裂化催化劑成膠工藝流程的具體控制方案。（此次研究過程有兩個反應器）下面是裂化催化劑成膠的具體工藝控制步驟：第一點要在反應器Ⅰ中加入兩種物料，分別記做物料A和物料B，在物料全部加入完畢時啟動攪拌機，將攪拌工作時長控制在10min；第二點，在第一次加入物料A和B攪拌完成停止后再將物料C加到反應器Ⅰ中，將攪拌工作時長調整到15min接著攪拌，然后以同樣的工作流程加入物料D進行10min攪拌，將物料E最后放入反應器Ⅰ中進行最后15min的攪拌，當加入物料E攪拌完成后，停止攪拌機。除了進行反應器Ⅰ的工作，同時還要進行反應器Ⅱ的工作，反應器Ⅱ的工作內容和流程和反應器Ⅰ相同，但是它們是相互獨立和分離的，之間無任何干擾項。只是反應器Ⅰ和Ⅱ之間要進行每25min的交替運行工作，從而組成一個整體化的生產步驟流程。
2）確定控制要求
在生產設備處于初始工作狀態的情況下時，其進口閥門關閉，循環閥門打開，而計量罐則保持空閑；當過程控制系統開啟時，整個系統開始運轉，這時情況發生反轉，進口閥門會變為打開狀態，而循環閥門則會轉為關閉狀態，而計量罐則會開始容納所需物料；當物料加滿時，進口閥門再次關閉，循環閥門再次打開，這就完成了一次完整的物料添加過程。根據反應器的需要，上述動作會呈現出循環重復的狀態。
3）確定控制方案
由于在整個過程控制系統控制過程中，開關量扮演著輸出和輸入信號的角色，所以，在設定任務時，就將其設定為一套單機邏輯控制系統。具體流程如圖2所示：
2.3 PLC輸出與輸入設備的選擇
嚴格遵照過程控制系統的控制要求和設計方案是選擇PLC設備的先決條件。輸出設備由信號指示燈/執行設備和電磁閥組成；而輸入設備由電磁閥/傳感器和位置開關組成。
2.4 PLC設備的類型選擇
不同的廠家生產的不同型號的PLC設備的結構、性能、容量和成本也都不同，在進行選擇時，要從PLC設備的機型、容量等方面進行綜合的考量。首先是機型方面，不但要保證功能可靠、維護方便，還要在性價比上占據優勢，只有符合這些要求才能納入考量范圍。
2.5 設計控制軟件與調試
根據該系統的具體要求，所需要的編程軟件主要包括STEP7 V5.5和WinCCSP4。STEP7 V5.5主要完成邏輯控制部分程序；WinCCSP4主要實現人機界面程序設計。設計步驟完成之后，需要對其進行測試和調試。主要包括兩個方面，其一是實驗室的模擬，科研人員需要在實驗室內對該設計進行測試，根據測試的各項數據來設計現場的調試的方案?；赑LC的過程控制系統的設計與實現，需要經過這兩個步驟的測試，最終才能投入實際的生產使用之中。
3.結束語
在基于PLC的過程控制系統的設計，可以有效的節省這個系統所需的研制費用，節省了其單機手動，以及半自動控制的按鈕數量，也可以最大程度的節省PLC的占用輸入點數。這些運行程序方面的節省，最大程度的減少了這個系統所需的安裝工作量，以及接線工作的任務量，也在最大程度上為操作這個系統的工作人員帶來了很大的便利。因此基于PLC的過程控制系統設計與實現對于工業生產而言，具有十分重要的意義，因此值得對其進行廣泛的推廣。本文選取的設計方案，可以在惡劣的工作環境中進行有效的運行，它可以承受住現場施工的考驗，其較高的通信速率、較低的出錯率、較好的運行效果，均體現了其廣闊的市場應用前景[1]。
第5篇：過程控制系統范文
中圖分類號：TE624文獻標識碼： A 文章編號：
本文以烏石化公司煉油廠120萬噸/年污水處理裝置為例，著重討論污水汽提裝置核心單元-汽提單元檢測及控制回路的設計原則及全裝置控制系統的設計與選用，根據污水氣體裝置汽提單元對自動控制的要求，通過選用技術先進、成熟可靠的現場儀表和DCS系統，來構成污水汽提裝置的自動控制系統，確保污水汽提裝置能夠高、穩、滿、優運行。
關鍵詞：污水汽提；過程檢測及過程控制；DCS系統
1.污水汽提裝置工藝原理及流程簡介
污水汽提裝置采用汽提法，借助水蒸汽來實現污染物的分離，即通過讓廢水（自塔上部經塔盤落下）與水蒸汽（自塔底部經塔盤上行）經過各層塔盤后充分接觸，使廢水中的揮發性有毒有害物質按一定比例擴散到氣相中去，在一定的壓力和溫度梯度下各組分在塔內形成一定的濃度梯度，可在塔的不同位置汽提出不同的組分，從而達到從廢水中分離污染物的目的。
污水汽提裝置主要用于處理煉油企業焦化、加氫、芳烴等裝置排出的含硫、含氨污水，通過汽提法降低污水中的硫化物和氨氮含量，保證污水達標排放；同時從廢水中回收硫化氫、氨氣和凈化水。
2.汽提單元流程簡介及對自動控制的要求
含硫氨污水脫氣、脫油后，分兩路進汽提塔，一路作為冷進料，經冷卻器冷至≤40℃進入汽提塔塔頂；一路作為熱進料，分別與汽提塔底凈化水及側線氣換熱至145℃進入汽提塔上部，汽提塔底由重沸器通過加熱循環水，為汽提塔提供汽提蒸汽。
通過控制汽提塔塔內的溫度和壓力，使污水中的NH3和H2S分別在塔的頂部和中部被汽提出，塔頂含大量H2S的酸性氣送至火炬焚燒或去硫磺回收裝置制硫；氨氣從塔中部抽出后經過三段冷凝分離變成粗氨氣去氨精制系統可制得工業液氮，回送至化肥廠利用；塔底即得到合格的凈化水經冷卻后送出裝置，作為其他裝置生產車間的回用水。
3.主要控制及操作參數表
主要控制參數見(表3-1)。
表3-1主要控制參數
4.主要檢測及控制回路
4.1塔頂溫度與冷進料均勻穿級調節
冷進料主要是洗滌H2S中NH3和冷卻的作用，我們知道NH3在溫度T≤40℃、壓力P≥0.5MPa的工況下，可以相對穩定的溶解在水中而不會大量溢出，而H2S難溶于水，為氣相狀態游離于塔頂，這樣就可以保證把高純度的H2S經塔頂精餾段分離出，達到脫硫的目的，因此塔頂冷進料溫度和流量需做均勻串級調節，通過控制冷進料量達到控制塔頂溫度的目的，既保證裝置隊冷進料的處理能力又確保僅酸性氣H2S被汽提出塔，NH3處于汽相吸收狀態。
4.2塔頂壓力與側線氨氣抽出量單回路調節。
如1中分析，如果側線氣（汽相氨氣）被抽出過多過快，會造成塔內壓力降低（P
4.3熱進料溫度的檢測與控制
熱進料溫度控制范圍：145℃≥T≥140℃，如果T≥145℃，塔內溫度升高，塔頂NH3的量就會上升，保證不了精餾段H2S濃度≥95%的汽提工藝要求，T≤140℃，則導致溫度差和濃度差在塔內的層次發生變化，氨氣聚集區（富氨區發生變化），導致NH3抽不出，更多NH3溶于水導致凈化水PH超標，造成生產事故。 因此熱進料溫度是重要的過程參數，但冷物料換熱到145℃進塔，需要多級換熱器換熱，溫度的控制主要通過作為熱進料的冷物料流量控制回路（FRC-102）及換熱器（E-103~E-105）三通調節回路(TRC-106）綜合調節。
4.4塔底溫度串級調節
（TRC-105）與塔底重沸器蒸汽流量(FRC-103)串級調節回路，塔底重沸器（E-102）通過蒸汽換熱來加熱塔底凈化水，使凈化水保持在20%左右的汽化量返回塔底，以確保汽提過程能夠順利進行，因此必須通過調節進重沸器E-102的蒸汽流量來調節凈化水的汽化量，從而確保塔底溫度在160℃~165℃，如果溫度過超過設計溫度，則說明汽化量過大，造成氣體流速增大，沒有在各層塔盤與污水進行充分接觸就迅速沖塔，造成NH3積聚在塔頂，H2S純度不夠，生產不合格。相反，汽化量過小，造成塔內汽提不充分，污水沒有汽提出H2S和NH3，塔底的凈化水PH值過高，顯堿性，裝置生產不合格。
4.5其他控制回路
4.5.1出塔酸性氣遙控回路(HC-101)
有穩定塔壓作用，正常情況下控制閥HSV-101全開，酸性氣外排至硫磺回收裝置。
4.5.2塔底液位控制回路（LIC-101）
凈化水外排流量控制，保證塔底液位穩定。
4.5.3氨氣流量檢測回路（FRQ-104）、凈化水水質檢測回路(ARA-105)
5. DCS控制系統選型
DCS(Distributed Control System)，又稱為集中分散型控制系統，簡稱分散控制系統，其特點是以分散的控制適應分散的控制對象，以集中的監視和操作達到掌握全局的目的，即所謂分散控制集中管理。DCS系統是集計算機技術(Computer)、控制技術(Control)、通信技術(Communication)和CRT顯示技術為一體的高新技術產品，是針對生產過程實施監視、操作、管理和分散控制的4C技術的結合，系統具有較高的穩定性、可靠性和可擴展性。 在石油化工、電力、冶金等流程自動化領域的應用已經十分成熟和普及。
根據本裝置對自動控制的總體要求，裝置控制系統選用日本橫河電機公司CENTUM CS3000集散控制系統（DCS）。
5.1 DCS系統框圖
5.2 DCS系統硬件組成
本裝置CS3000 DCS系統其硬件主要包括：控制器、IO卡件、通訊模塊、通訊網絡、人機接口等。
5.2.1現場控制站
現場控制站是DCS的核心，包括控制器和I/O卡件，DCS由它實現對現場過程信號進行輸入/輸出、數據采集、反饋控制、順序控制等。
5.2.2人機接口
包括操作員站和工程師站。操作員站實現對工藝過程運行的監視和操作，通過通訊網絡與現場控制站連接；工程師站實現對控制功能的組態，直接與現場控制站連接。
5.2.3通訊網絡
用于連接各個站進行相互通訊、交換數據。
5.3 DCS系統軟、硬件配置
DCS系統軟、硬件清單見表（5-1）：
6.總結
污水汽提裝置的過程控制目前已經相對成熟，本自動控制系統在設計角度已經符合污水汽提單元的控制要求，裝置一次性開車投產成功，但是現場檢測儀表以及調節閥等現場執行器的選用、優化、準確的參數整定都會影響到全裝置的控制品質。
參考文獻
[1]《化工過程控制原理》黃聰明主編，北京理工大學出版社
[2] 《過程控制及儀表》 邵裕森主編，上海交通大學出版社
[3] 《過程檢測技術》 李新光主編，機械工業出版社
[4]《電子技術基礎》康華光主編，高等教育出版社出版
第6篇：過程控制系統范文
【關鍵詞】 過程控制 鋼包爐精煉
一、引言
鋼包爐精煉（LF）是優化煉鋼生產的一項重要工藝技術，它不僅僅能夠調控產品質量，還可以優化工藝和產品結構、開發高附加值產品、節能降耗、降低生產成本、增加效益，調節生產節奏，保證生產穩定進行。通過鋼包爐精煉過程控制系統包括生產標準數據管理、生產過程監控、模型計算、生產信息收集等人C界面（HMI）、外部通訊管理。
二、過程控制系統的軟件架構
本軟件系統使用.NET4.0框架。開發工具選用Visual Studio 2012，后臺程序和前臺畫面都采用Microsoft Visual C#.NET高級語言開發，數據庫可以通過配置可以支持目前市場上流行的通用大型數據庫，如 ORACEL 和SQL SERVER等。 系統采用C/S架構，分為表現層、邏輯處理層、數據訪問層。表現層（人機界面系統）：系統的操作界面采WPF技術，并應用了MVVM設計模式，把程序的業務與展現邏輯從用戶界面干凈地分離開，保持程序邏輯與界面分離能夠幫助解決很多開發以及設計問題，能夠程序能更容易的測試，維護與升級。邏輯處理層（系統邏輯處理系統）：系統根據過程控制的不同功能，分為多個功能模塊比如數據通訊模塊、數據采集模塊、物料跟蹤模塊、模型計算模塊等，降低不同模塊間的耦合性，使得系統功能的擴展、開發和調試等到大大提高，提高了系統的靈活性。數據訪問層（數據處理訪問系統）：數據訪問層框架采用ORM框架中的NHibernate，Nhibernate從數據庫底層來持久化.Net對象到關系型數據庫，大量減少開發時人工使用SQL對處理數據的時間。
三、過程控制系統實現的功能
鋼包爐精煉過程控制系統應包括以下功能：
1、與外部計算機系統的通訊。過程控制系統與下列系統之間網絡連接介質用工業以太網，通訊協議采用TCP/IP協議Socket方式交換數據。與上級生產管理系統（3級）計算機之間通訊數據內容包括：生產計劃數據、原料數據、檢化驗數據、生產狀態信息、生產實績數據。與基礎自動化系統之間通訊，數據交換內容為生產過程數據。
2、生產計劃管理。此功能模塊為鋼包爐精煉生產工序起始端。主要顯示3級系統下發的精煉計劃，由操作工選擇該計劃進入合適的工位進行生產，并監視當前工位的生產狀態。
3、生產原料管理。此功能模塊管理鋼包爐生產中用到的物料種類及各種屬性信息。
4、檢化驗數據管理。此功能模塊可以根據爐次號或者精煉生產順序號查詢該爐次的檢化驗實績以及自動匹配該爐次計劃鋼種中的成分上下限數據與檢測數據進行對比來指導生產。
5、生產過程監控。此功能模塊主要顯示工位當前的實時數據信息。數據包括：生產事件信息、測溫信息、加料信息、通電信息、化驗數據等，并提供鋼種標準查看、手動投料、投料值管理等功能。
6、生產實績管理。此功能模塊主要根據不同的查詢條件如時間、班次、班別、爐次號、計劃號、制造命令號等查詢爐次生產實績數據，并提供報表打印功能。
8、模型優化管理。模型優化管理包括二個模型應用：合金加料模型、溫度預測模型。該優化工具可以作為一個獨立的子系統運行，但屬于二級機系統的一部分，計算所需的部分關鍵數據以及計算的結果由二級機系統統一調配。
1）合金加料模型。合金優化配料模型的功能為：根據當前鋼水中元素實際含量，當前可用的合金料，考慮一定約束條件，采用單純形法解決線性優化問題，計算出達到鋼水目標要求的化學元素含量所要加入的合金料重量。計算結果滿足鋼液成分要求和成本控制。
2）溫度預測模型。溫度預測模型采用使用神經元網絡模型預報鋼水溫度，步驟：1.建立神經元網絡模型；2.收集樣本數據；3.離線學習；4.在線應用。該模型的優點是具有自學習功能，因而能夠在不同程度上反應出一些不能被檢測的因素對輸出的影響、使用比較方便。
結論：該系統對鋼包爐精煉實現了信息化的管理，便于三級系統對生產進行系統化的管理與調配，保證數據的準確性；對生產過程進行實時監控與跟蹤，方便生產人員對生產進行管理與監控；對生產過程數據進行系統化的采集與分析，以便對生產過程進行優化；采用了數學模型來計算調節鋼水成分所需要添加的合金重量和預報鋼水溫度曲線，不僅降低了生產成本，而且提高了生產效率和產品質量，從而提高了產品在國際市場中的競爭力。
參 考 文 獻
第7篇：過程控制系統范文
關鍵詞：控制儀表；系統；防爆措施
中圖分類號： U173.5 文獻標識碼： A 文章編號：
近幾年來，我國的化工生產經常會出現控制儀表和系統爆炸的安全事故，其原因是多方面的。所以過程控制儀表與系統的管理和維護一定要引起化工企業的高度重視，并且要采取有效的防爆措施，來進一步提升它的安全性和穩定性?；て髽I在過程控制儀表與系統防爆措施的制定以及實施過程中，設備管理人員不但要了解其基本結構、工作原理、性能等等常規知識，而且要熟悉其生產過程控制的每一具體環節和具體步驟，這樣有助于防爆措施的科學制定和嚴格執行。
過程控制儀表與裝置的分類
電動控制儀表采用24V DC或220VAC供電，其傳輸信號為電信號（電流、電壓或數字），電動控制儀表具有能源獲取方便、信號傳輸和處理容易、便于實現集中顯示和操作等特點，目前在工業生產過程控制中應用了最為廣泛。氣動控制儀表以140kPa的壓縮空氣為能源，其傳輸信號為20kPa～100kPa的氣壓信號，氣動控制儀表具有結構簡單、性能穩定、可靠性高、易于維護、安全防爆等特點，特別適用于石油、化工等有爆炸危險的場所。過程控制儀表與裝置可大體分為(1)其按能源形式分類，(2)其按信號類型分類，可以分為模擬式和數字式的兩種哦個類型(3)其按結構形式分類，可以分為單元組合式控制儀表、基地式控制儀表、集散型計算機控制系統和現場總線系統。
2、過程控制儀表與系統防爆措施的原因
在有些生產現場存在各種易燃、易爆氣體（化工、煉油等生產現場）。將其安裝在危險場所的儀表如果產生火花，這樣很容易引起爆炸，所以我們應當必須具有防爆性能。
3、防爆儀表的合理選用
目前，在國內化工及儀表市場中的防爆儀表品種較多，不同防爆儀表在規格、性能、質量、用途、安全性、價格等方面存在一定的差異，化工企業在選用時一定要堅持合理的原則，并且加強對于產品類別和性能的嚴格區分。簡單地說防爆儀表的選用要考慮以下三方面的因素：1）防爆儀表本身防爆標志級別；2）用戶按生產現場具體要求選擇相應級別的防爆儀表；3）防爆儀炭現場布線的選擇。限于文章篇幅，這里僅敘述前面兩部分的選用標準。
3.1 防爆儀表危險區域的劃分
危險區域的劃分是正確選擇防爆儀表的前提，按照我國現行國家標準及有關規程，爆炸危險場所是按其爆炸性物質出現頻度、持續時間以及危險程度從而劃分為不同危險等級的區域。其中0級區域是指在正常情況下，爆炸性氣體混合物連續地，短時間頻繁地出現或長時間存在的場所；1 級區域是指在正常情況下，爆炸性氣體混合物有可能出現的場所：2 級區域是指在正常情況下，爆炸性氣體混合物不能出現，僅在不正常情況下偶爾短時間出現的場所。
3.2 按危險區域選定相應的防爆儀表
3.2.1必須根據火焰傳爆間隙和最小點燃電流比等因素決定的爆炸性氣體的分類來選擇相應級別的防爆儀表，如甲烷為ⅡA 級，氫氣為ⅡC 級。
3.2.2必須根據點燃溫度所決定的爆炸性氣體的組別來選擇相應溫度組別的防爆儀表，如乙炔為 T2 溫度組別，石汕為 T3 溫度組別。
4、過程控制儀表與系統的防爆措施
目前，在國內化工業的生產過程中，對于過程控制儀表與系統防爆措施的研究具有重要的意義，而且直接關系到企業的安全生產與工人生命安全等重大問題。本文僅結合筆者多年工作經驗，簡要分析了過程控制儀表與系統的下列防爆措施：
4.1 隔爆型防爆儀表
采用隔爆型防爆措施的儀表稱隔爆型防爆儀表， 主要是將儀表安裝在一個密封的箱體內，充滿不含易燃氣體的潔凈氣體或惰性氣體，并保持箱內氣壓略高于箱外氣壓。隔爆型防爆措施的特點是儀表的電路和接線端子全部置于防爆殼體內，其表殼強度足夠大。
4.2 本質安全型防爆儀表
采用本質安全型防爆措施的儀表稱本質安全型防爆儀表，也稱安全火化型防爆儀表。本質安全型儀表的防爆，不是通過采用充氣、通風、充油、隔爆等外部措施實現的，而是由電路本身實現的，因而是本質安全的。本質安全型防爆措施適用于一切危險場所和一切爆炸性氣體、蒸汽混合物，并可以在通電的情況下進行維修和整理。 但是它不能單獨使用必須和本安關聯設備、外部配線一起組成本安電路，才能發揮防爆功能。采用本質安全型防爆措施的控制儀表與系統， 在正常狀態下或規定的故障狀態下產生的電火花和熱效應均不會引起規定的易爆性氣體混合物爆炸。 正常狀態指在設計規定條件下的工作狀態， 故障狀態指電路中非保護性元件損壞或產生斷路、短路、接地及電源故障等情況。 對構成系統的現場設備、 安全柵必須經過國家授權認證機構防爆認證， 同時也需要認證機構簽發的本安儀表和安全柵的聯合取證確認該本安回路的安全性。 現場設備為簡單設備時無需本安認證， 即可與已取得本安認證的安全柵配合構成本安防爆回路。簡單設備是指熱電阻、觸點開關熱電偶、發光二極管以及橋路等，設備中不含儲能元件。
4.3 防熱與防振措施
在過程控制儀表與系統的安裝時，要注意選擇能適合于某溫度的儀表及布線材料，如果布線會受到儀表自身發熱的影響，則需采取遠離或隔離措施； 在受熱后易變形的構件上安裝電線管和保護管時，根據需要可加裝撓性連接管；使用水冷式儀表裝置時，考慮凍結引起的故障和停用時的措施。另外，在振動激烈的場所，盡量采用電纜布線，在金屬管布線的連接處加裝撓性連接管，在易受振動的地方的螺旋夾處，用彈簧墊圈和雙螺母防止松動。
4.4 控制系統的防爆措施
要使整個過程控制儀表與系統的防爆性能符合安全火花防爆要求，那么必須要滿足兩個條件：1）在危險場所使用安全火花型防爆儀表；2）在控制室儀表弓危險場所儀表之間設置安全柵。由安全柵通向現場儀表的信導線，具有一定的分布電容和分布電感，因而儲存了一定的能量。為了限制它們的儲能，確保整個回路的安全火花性能，對信號線的分布電容和分布電感有一定的限制，其限制值可參閱安全柵的具體現定。
5．結束語
在我國全面構建和諧社會的背景下， 加強安全生產的管理具有重要的意義。 本文僅從專業技術角度出發研究了過程控制儀表與系統的防爆措施， 但是很多內容仍然停留于表面層次，對于其中存在的弊端和問題，需要設備管理人員在工作實踐中不斷去充實和完善。另外，在現代化工生產中，設備管理與操作人員一定要提高自身的安全意識， 并且嚴格按照規范的流程進行操作， 進而才能保障過程控制儀表與系統的防爆措施真正發揮應有的意義和作用。在危險場所使用防爆電氣產品是否能夠確保防爆安全，不僅有賴于設計制造和檢驗部門提供高防爆安全性的產品，并且也有賴于產品用戶部門的安全使用性能質量再好的防爆電氣產品如果使用不當。這樣不僅不能起到防爆作用，甚至也有可能成為危及安全的可怕殺手。防爆電氣產品的安全使用和防爆電氣產品安全性能質量具有同等重要的地位防爆電氣產品。，
參考文獻：
[1]劉巨良.過程控制儀表[M].北京： 化工出版社，2003：59-63.
第8篇：過程控制系統范文
關鍵詞：計算機控制系統；組態軟件
中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）29-0052-02
1 現代造紙的生產過程
紙在人們的日常生活中必不可少，比如寫材料寫報告要用到紙；學生學習要看書要寫字也要用到紙；產品的包裝要用到紙；廣告要用到紙等等。那么現代造紙的生產過程是怎樣呢？它一般可分為制漿、調制、抄造、加工等主要步驟。
1.1 制漿的過程
造紙首先要進行制漿，因為木材由纖維素和木素相間形成的，在結構上，木材就像鋼筋混凝土一樣，木素就像水泥，所以木材由較多的“鋼筋”和較少的“水泥”組成。制漿的生產目的就是把“鋼筋”纖維分離出來用于造紙。制漿的方法有機械制漿法、化學制漿法和半化學制漿法等三種。化學制漿過程就是保留原料中的纖維素，適當地保留半纖維素和盡可能的除去木素，例如硫酸鹽法蒸煮，化學品用于溶解木素，然后把木素通過篩選機從漿料中分離，經洗選之后，脫除未漂漿殘余木素的25%～40%，送入漂白工序，去除制漿中有色物質，或改變其化學組分使之脫色，且進一步去除木素或其他不純物，以提高紙漿的白度和白度的穩定性，滿足生產的紙或高純度精制漿的要求。經漂白之后生產出符合要求的紙漿。
1.2 調制過程
紙漿由制漿車間送到抄紙車間時，大多數都不能直接用于抄紙，而且為了使成紙能具有某些特性，還必須由其它漿廠購入某些具有不同特性的制漿。另外人們還需添加燃料和添加劑來獲得所需的顏色和物理性能，所以需要對紙漿進行調制。紙漿的調制過程主要是散漿、打漿和加膠與充填，它影響紙張完成后的強度、色調、印刷性的優劣、紙張保存期限的長短。
1.3 抄造過程
將適合于紙張質量的紙漿，用水稀釋至一定濃度，在造紙機的網部初步脫水，形成濕的紙頁，再經壓榨脫水、烘干而制成紙張。所以抄紙過程的流程為：
紙料的篩選網部壓榨部壓光卷紙裁切選別包裝
2 計算機控制系統的設計
基于組態軟件的造紙過程的計算機控制系統的設計主要包括計算機控制算法、計算機控制系統結構、監控組態軟件的設計過程。
2.1 計算機控制算法
對造紙過程的生產過程的控制算法采用PID控制算法，P表示比例算法，能較快地克服擾動的影響，它的作用于輸出值較快，但不能很好穩定在一個理想的數值；I表示積分算法，積分能在比例的基礎上消除余差；D表示微分算法，微分具有超前作用，對于具有容量滯后的控制通道，引入微分參與控制，能顯著提高系統的動態性能指標?？紤]到比例微分積分環節的作用，計算機的控制算法采用增量式PID控制算法。
得到控制器的第K-1個采樣時刻的輸出值：
Uk-1=Kp[ek-1+■■ej+Td■]
將第K個采樣時刻的輸出值與K-1個時刻的輸出值相減，就得到增量式PID控制器算法公式：
？駐Uk=Uk-Uk-1=Kp[ek-ek-1+■ek+Td■]
=Kp（1+■+■）ek-Kp（1+■）ek-1+Kp■ek-2
=Aek-Bek-1+Cek-2
其中：
A=Kp（1+■+■）e
B=Kp（1+■）
C=Kp■
它的部分程序如下：
2.2 計算機控制系統結構
在對抄紙過程的計算機控制系統中，FX系列的PLC控制器作為下層控制主站和從站，從站分別對不同的生產過程參數實現控制，主站接收從站送來的生產過程參數，對它的各個從站進行協調管理控制。根據造紙過程的生產工藝過程，整個系統是由5個S7-400過程控制站、8個S7-300過程控制從站、6個操作員站和1個監控作用的工程師站組成的集散控制系統。整個控制系統的主干網絡采用ProfiBus網絡，各從站與主站之間通過專用的屏蔽雙絞線連接，利用西門子公司ProfiBus現場總線中的DP技術進行數據通信，并把現場將要采集的各傳感器的控制信號就近接入ProfiBus DP主從站，這樣不但可以最大限度地減少現場接線工作，而且因為走線距離短，可以減少信號衰減個各種干擾對信號的影響。
操作員站和工程師站作為上位機也掛接到ProfiBus 網絡上，它們主要接收所有主站輸送的生產過程參數，并對全廠的生產過程參數進行分析，挖掘信息，根據市場情況對每個主站實現控制。采用S7協議，另外，它們還可以同以太網進行通信，采用工業標準的TCP/IP通信協議及接口，通過交換機可與局域網或廣域網進行通信。計算機系統結構圖如圖1所示：
2.3 監控組態軟件的設計過程
監控組態軟件是面向監控和數據采集的軟件平臺工具，具有豐富的設置項目，使用方式靈活，功能強大。它不僅可以解決人機圖形界面問題，而且能支持各種工控設備和常見的通信協議，提供分布式數據管理和網絡功能，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進行系統集成。組態軟件的設計步驟如下：
①首先要了解控制系統的構成和工藝流程，弄清被控制對象的特征，明確技術要求。然后在此基礎上進行工程的整體規劃。
②將所有I/O點的參數收集齊全，并填寫表格，以備在監控組態軟件和PLC組態時使用。同時還要弄清所使用的I/O設備的生產商、種類、型號，使用的通信接口類型，采用的通信協議，以便在定義I/O設備時作出準確的選擇。
③按照第二步建立的表格，建立實時數據庫，正確組態各種變量參數。并將實時數據庫變量與I/O點一一對應，即定義數據連接。
④根據工藝過程進行畫面設計，畫面設計分為畫面建立、畫面編輯和動畫編輯與鏈接。畫面可以根據實際需要編輯制作，也可以利用組態軟件提供的繪圖工具進行畫面的編輯制作，還可以通過程序命令即腳本程序來實現，本文采用WINCC組態軟件，可以利用組態軟件提供的繪圖工具進行畫面的編輯制作。
⑤將操作畫面中圖形對象與實時數據庫變量建立動畫連接關系，規定動畫屬性。
⑥程序編寫好后，進行在線調試，調試成功后，再連接外部設備，觀看運行情況，反復調試，直到符合要求。
3 結 語
基于組態軟件的造紙過程的計算機控制系統能夠在計算機的顯示器上動態的顯示每一部分的生產情況和生產參數，并能夠對生產數據進行存儲和打印，這就使工人對生產過程有個動態的了解，更方便工作人員對造紙過程的控制。
參考文獻：
[1] 鄭文波.控制網絡技術[M].北京：清華大學出版社，2001.
[2] 黃道.化工企業工程[M].北京：中國經濟出版社，1999.
第9篇：過程控制系統范文
【關鍵詞】過程控制；PROFIBUS；現場總線
一、實驗系統的意義及國內外現狀分析
現場總線是一種工業數據總線，它是自動化領域中計算機通信系統最底層的低成本網絡。相對于傳統的自動化控制系統，現場總線控制系統（Fieldbus Control System）有以下幾個優點：開放式、互操作性、互換性、可集成性；數字化的信號傳輸；可靠性高、可維護性好；降低系統成本另外，還可以減少廠房面積、節省投資等等?，F場總線的出現使傳統的自動化系統產生了革命性變革。它改變了傳統的信息交換方式、信號調制和系統結構，改變了傳統的自動化功能概念和結構形式，也改變了系統的設計和調試方式。
據不完全統計，目前世界上出現過的現場總線約有40多種。經過多年的競爭和完善，現在較有生命力的有10多種，并仍處于激烈的市場競爭中。目前主要得到應用的一些現場總線包括：FF現場總線、PROFIBUS現場總線、CAN、WorldFIP、Interbus、ControlNet、DeviceNet、CC-Link等。到目前為止，還沒有一種現場總線能覆蓋所有的應用面，因此，多種總線并存的局面還可能存在相當長的時間。
其中，PROFIBUS是過程現場總線（Process-Field Bus）的縮寫。1991年，PROFIBUS成為德國國家標準DIN 19245，1996年6月成為歐洲標準EN 10170，1999年加入IEC 61158協議。PROFIBUS協議根據ISO 74898國際標準，以開放系統互連ISO/OSI為參考模型。A3000高級過程控制實驗系統獨創現場系統概念，而不是對象系統?，F場系統包括了實驗對象單元、供電系統、傳感器、執行器（包括變頻器及移相調壓器）、以及半模擬屏，從而組成了一個只需接受外部標準控制信號的完整、獨立的現場環境。OPC是OLE for Process Control的縮寫（OLE對象鏈接和嵌入式）。它的出現為基于Windows的應用程序和現場過程控制應用建立了橋梁，是把OLE用于工業控制領域。OPC規范提供了兩套標準接口：Custom標準接口，OLE自動化標準接口。通常在系統設計中采用OLE自動化標準接口。
本課題是結合A3000實驗裝置并基于現場總線中PROFIBUS-DP協議的控制系統。通過該設計，加深對PROFIBUS-DP協議的理解并掌握其應用以及組態控制的實現。
二、實驗系統的研究目標、研究內容和擬解決的關鍵問題
（一）研究目標
利用現場總線技術和OPC技術，實現對過程實驗裝置的控制，開發出基于PROFIBUS-DP變頻器網絡控制系統。利用SIMATIC S7系統中PROFIBUS-DP實現對實驗室的A3000實驗裝置，實現對液位、流量、溫度、壓力的過程控制?；贠PC技術建立MATLAB與STEP7的通信，實現在MATLAB環境下對A3000過程實驗裝置進行液位特性測試，編寫PID控制算法進行控制。
（二）研究內容
①在掌握PROFIBUS-DP協議的原理、結構和總線存取控制技術的基礎上，利用西門子Simatic PCS7和STEP7軟件對變頻器、ET200S輸入輸出模塊進行設備硬件組態，實現對A3000過程控制實驗裝置的數據采集與基本控制。
②結合OPC技術，利用STEP7軟件實現了OPC Server。
③采用組態王工控軟件，組態開發基于PROFIBUS現場總線的A3000過程控制系統，實現對A3000裝置液位、流量、溫度各參數的單回路、串級和前饋控制方案。
④基于OPC技術建立MATLAB與STEP7的通信，實現在MATLAB環境下對A3000過程實驗裝置進行液位特性測試，編寫PID控制算法進行控制。
（三）擬解決的關鍵問題
1.利用SIMATIC S7系統對PROFIBUS-DP進行組態，以便確定實驗裝置的信號采集。
2.利用組態王的OPC功能，組態王作為OPC Client訪問STEP7軟件提供的OPC Server進行數據交換，實現對A3000裝置的控制，包括簡單、串級、均勻、前饋、比值控制。
3.利用MATLAB的OPC功能函數，編寫M文件，建立與STEP7 OPC Server的連接，進行數據通信，實現A3000裝置的簡單PID控制。
三、課題的研究方法、設計及試驗方案，可行性分析
（一）研究方法、設計及試驗方案
調研國內外相關資料，研制一套綜合A3000過程控制實驗裝置并基于PROFIBUS-DP的變頻器網絡控制系統；
利用SIMATIC S7系統對PROFIBUS-DP進行組態，將實驗裝置的信號采集上來，實現對液位、流量、溫度、壓力等參數的控制，提供OPC SERVER；
利用組態王軟件組態出實驗裝置的流程圖，研究組態出液位、流量、溫度、壓力控制方案，實現對A3000過程控制實驗裝置的常規控制組態，包括簡單、串級、均勻、前饋、比值控制。
（二）課題可行性分析
目前，在自動控制系統研究和開發中，很多采用Simatic STEP7軟件對PROFIBUS-DP現場總線設備進行組態，并提供出OPC數據服務器，具有OPC功能的組態王和MATLAB軟件都可以對其進行數據訪問，本次設計也采用此設計理念，設計中，運用組態王的OPC功能，以A3000裝置為對象，完成單回路的簡單PID控制和串級、前饋-反饋等復雜控制，還在MATLAB環境下編寫的PID算法控制對象，如果被控對象比較簡單，控制效果會良好，如果對象比較復雜效果將會變差，這主要是控制算法的優化和檢測值中干擾成分的處理。在此設計中將實時數據采集到MATLAB中進行處理，就可以實現預測控制和系統辨識等分析研究。
四、總結與展望
形成一整套以PROFIBUS-DP為基礎的實驗室A3000實驗裝置，以實現對液位、流量、溫度、壓力的過程控制。
參考文獻
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