铝电解生产过程网络控制系统的开发与研究

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2、J南人学硕十学何论文摘篮摘要随着控制、计算机和网络技术的发展，人们生产和生活中的控制对象}1益从简单到复杂，从局部到整体，从单点到多点。与此相应，控制系统的发展也呈现出了向网络化、数字化、智能化的发展趋势。本文在从理论分析和技术实现两大方面对网络控制系统进行了研究的基础上，为某大型铝电解厂设计开发了一套生产网络控制系统，并结合铝电解槽这样一个复杂的控制对象，对神经网络专家系统进行了研究及给出了具体的实现。全文共由七个部分组成，第一章是绪论部分，给出了课题的来源和网络控制系统发展背景。第二章从理论分析和技术实现两大方面对网络控制系统进行了研究。重点探讨了网络控制系统的技术实现。第

3、三章对铝电解生产过程网络控制系统的整体结构进行了设计并给出了硬件实现。第四章主要就控制系统所采用的控制算法进行_：r详实的探讨并给出具体实现。第五章是系统软件的设计与实现部分。第六章主要就系统调试与运行过程中出现的问题及所采取的相应措施进行了说明。第七章对全文的工作及所取得的成果进行了总结。本论文的主要工作及所取得的成果主要体现在以下几个方面：(1)给出了网络控制系统的定义、体系结构及其技术特点，为更好的理解网络控制系统奠定了基础。(2)对比分析了影响网络控制系统稳定性的几个主要问题：网络延迟、丢包和多通道传输的研究现状，得出了各方法的优缺点并给出进一步研究的方向。(3)阐述了为

4、什么当今现场总线比工业以太网在控制系统中应用更为广泛，并着重对现场总线中的cAN总线进行了详实的分析。(4)结合本系统的实际情况，研究了神经网络算法，尤其对具有动量项的BP算法进行了详细的说明。(5)完成了铝电解生产过程的网络控制系统的整体设计，包括系统的拓扑结构、硬件选型、软件平台的选择等。(6)开发了监控级与现场级之间的CAN通信软件。(7)以DelDhi6．0作为前台开发工具，oracle数据库为后台数据处理单元，利用BDE技术建立管理数据库系统。中南人学硕{：学协论文摘婴(8)为整个系统开发了操作简单、使用方便、功能强大、交互友好的运行监控界面。(9)开发了槽况诊断神经刚

5、络专家系统，改变了由于传统的控制系统实施控制的整体效果在很大程度上受到操作管理者的操作管理水平的影响导致即使在同一工厂的同一生产系列中，不同的区域、不同的槽也会出现差异明显的控制效果的现状。实际运行结果表明，本系统结构合理，控制算法先进，鲁棒性好，：I：作可靠性高，人机界面友好，操作方便，达到了生产厂家的要求。关键词嘲络控制系统，铝电解，神经网络专家系统，现场总线，cAN总线II。}·南入学硕l学似论文摘坚ABSTRACTWiththedevelopmemofcontrolmeory，computerandnetw01．ktechnology，thecontr．olobiects

6、inthehuman’slifeandworktumgmdually行omsimplicitytoc咖plexity，portiontointeger，andonespottomanyspocs．Accordingly，thecontr01systemalsoisdevelopinginthedirectionofnetwork，digitalandinteUigence．BasedonthestudyofNetworkedControlSystem(NCS)丘omtheo叫andengine谢ngaIlgle，themesisintroducesacon们lsystemofap

7、lantofaluminumelectrolysis．Atmesametime，mismesisresearches也eneuralne如，orkexpertsystemcombinedwithsuchacomplexcontrolobiectasaluminumreductioncellsarldintroducesthematerialimplementationof出eneuralnetworkexpertsysteminthiscontrolsystem．ThethesisincludessevenchapterS．Inthefirstchapter，thebackgmu

8、ndoftheprojectandNCSisi嘶oduced．ThesecondCh印terresearchestheNCSfrombothaSpectsofthemeoryaIldimplementofengineering．TheemphasisishowtoimplementtheNCs．Chapter衄’eegivesoutthewholeschemeoftheNCSofalullljnmllelectrolysisandt11eimplementmethodsofthe