【正文】 x 控制器；2．RSLogix5000 編程軟件；3．安裝在 1756 框架上的 1756 ControlLogix I/O 模塊；4．不同的通訊模塊，用于連接 EtherNet/IP、ControlNet、DeviceNet、DH+以及通用遠(yuǎn)程 I/O 網(wǎng)絡(luò)；5．通過第三方設(shè)備連接的其他網(wǎng)絡(luò)。例如：FF 基金會(huì)現(xiàn)場總線和 HART 總線；6．每個(gè) ControlLogix 控制器內(nèi)置的串口。 程序界面系統(tǒng)歡迎界面及如圖 41 所示。圖 41 RSLogix5000 歡迎界面軟件界面如圖 42 所示。圖 42 RSLogix5000（企業(yè)版）軟件界面 程序標(biāo)簽設(shè)定本設(shè)計(jì)使用了較多的標(biāo)簽，命名皆以控制的對(duì)象或是作用為名，目的是增加程序的可讀性。詳細(xì)標(biāo)簽內(nèi)容見附錄。 程序流程根據(jù)課題要實(shí)現(xiàn)的功能及要求，PLC 軟件的獨(dú)立控制部分設(shè)計(jì)方案如圖 43 所示。圖 43 程序總流程圖各個(gè)程序的流程圖如下：1．主程序流程如圖 44 所示。圖 44 主程序流程圖2．初始化子程序流程如圖 45 所示。圖 45 初始化子程序流程圖3．復(fù)位子程序流程如圖 46 所示。圖 46 復(fù)位子程序流程圖4．報(bào)警、顯示子程序流程如圖 47 所示。圖 47 報(bào)警、顯示子程序流程圖5．開關(guān)閥控制子程序流程如圖 48 所示。圖 48 開關(guān)閥子程序流程圖6．調(diào)節(jié)閥控制子程序流程如圖 49 所示。圖 49 調(diào)節(jié)閥子程序流程圖7．變頻器 PID 控制流程如圖 410 所示。圖 410 變頻器 PID 控制控制流程圖8．PID 運(yùn)算流程如圖 411 所示。圖 411 PID 運(yùn)算流程圖 程序簡介環(huán)道控制系統(tǒng)下位軟件方案二目的在于單獨(dú)控制每一個(gè)閥門，實(shí)現(xiàn)靈活控制。在RSLogix5000 編程環(huán)境中，根據(jù)現(xiàn)場的硬件基礎(chǔ)編寫完成下位 PLC 獨(dú)立控制部分的程序，其中有一個(gè)主程序和 28 個(gè)子程序，分別用來調(diào)用或控制相應(yīng)的功能模塊。程序主要控制的閥門有V10V10V10V20V30V30V403 、V40V405 、V407 、V40V50V50V51V51V60V60V61V612 、V62V622 、V623 、V624。其中V10V30V405 三個(gè)閥門是可調(diào)節(jié)閥門，配合變頻器工作，分別控制著液位、溫度和流量三個(gè)參數(shù)，它們的編程主要考慮應(yīng)用 PID 運(yùn)算進(jìn)行控制，從而獲得更好的控制效果。其中，V101 的處理方法與開關(guān)閥相同，原因是便于在以后控制進(jìn)油的速度，為以后的使用提供了保障。程序設(shè)計(jì)示例如圖 412 所示。圖 412 程序樣圖 小結(jié)獨(dú)立控制的程序部分設(shè)計(jì)目的在于增加各節(jié)點(diǎn)的靈活控制性，方便管理者在使用流程控制的過程當(dāng)中，單獨(dú)控制某一個(gè)閥，從而使軟件有了更友好的使用方法。本章從軟件的概況、各控制程序的流程等方面詳細(xì)做了介紹，在保證了功能實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，盡量增加程序的可讀性，方便在需要時(shí)進(jìn)一步改進(jìn)。第 5 章 課題特點(diǎn) ControlNet 現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用在現(xiàn)場總線控制領(lǐng)域，ControlNet 憑借更強(qiáng)的遠(yuǎn)程控制能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程集中處理的便捷；憑借 5Mb/s 的速率保證了實(shí)時(shí)傳輸；而且在安全性和穩(wěn)定性上，自身獨(dú)有的解決方法保證了在使用過程中數(shù)據(jù)的完備和安全。結(jié)合成功例子，使得 ControlNet 應(yīng)用于環(huán)道控制系統(tǒng)有了強(qiáng)大的保障。伴隨更多人的關(guān)注，ControlNet 會(huì)有更大的發(fā)展。本系統(tǒng)采用的 ControlNet 總線結(jié)構(gòu)是現(xiàn)如今最有發(fā)展的總線之一，這就注定了在今后的使用當(dāng)中，有這更多的拓展的空間和進(jìn)行進(jìn)一步提高性能的基礎(chǔ)。 雙機(jī)熱備冗余結(jié)構(gòu)為了解決在實(shí)際科研過程中會(huì)遇到的數(shù)據(jù)安全威脅，或者是因?yàn)樵O(shè)備的老化而停止運(yùn)轉(zhuǎn)給系統(tǒng)帶來的巨大損失。系統(tǒng)在始建之初就充分考慮到這一點(diǎn)，從 CPU 到電源，全部的設(shè)備都使用的熱備的冗余結(jié)構(gòu)，最大程度上保證了系統(tǒng)的安全性。 PID 周期運(yùn)算眾所周知，在 PLC 控制過程當(dāng)中，CPU 對(duì)進(jìn)程中的 PID 運(yùn)算總是顯得很難處理，這是由于 PID 運(yùn)算會(huì)帶來很大的運(yùn)算量，使得在運(yùn)算過程中，可能會(huì)有很多的控制量處于不確定狀態(tài)。這對(duì)于確定性控制是致命的威脅。為此，本課題中，PID 運(yùn)算全部采用了周期性的運(yùn)算，而非在主程序中實(shí)時(shí)調(diào)用，而是處于周期性運(yùn)算當(dāng)中，在運(yùn)算完畢后，將運(yùn)算值暫時(shí)存儲(chǔ)于一個(gè)變量標(biāo)簽中。這樣做的目的就是為了解決在工控中大量進(jìn)行PID 運(yùn)算帶來的高負(fù)荷。第 6 章 結(jié)論現(xiàn)場總線作為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)從底層現(xiàn)場設(shè)備到頂層生產(chǎn)管理之間正確的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，確保數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)性和可靠性。從長遠(yuǎn)來看，現(xiàn)場總線技術(shù)未來將向著工業(yè)以太控制網(wǎng)的方向發(fā)展和融合。ControlNet 作為現(xiàn)場總線中的優(yōu)秀代表，也會(huì)在不斷的發(fā)展過程中占領(lǐng)市場份額，以它高效的傳輸速率、安全的性能等諸多方面的出色表現(xiàn)，定會(huì)捍衛(wèi)自己主流的地位。論文在分析 ControlNet 總線技術(shù)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)闡述了其在環(huán)道控制系統(tǒng)下位軟件中的應(yīng)用。同時(shí)，采用該總線的環(huán)道控制系統(tǒng)下位軟件也表現(xiàn)出了強(qiáng)大的優(yōu)勢：1．對(duì)現(xiàn)場總線控制技術(shù)，尤其是 ControlNet 總線技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用范圍進(jìn)行了深入分析，著重闡述了它的通訊模式、仲裁方式及其網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，并與其它常見總線技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比，從而肯定了 ControlNet 現(xiàn)場總線技術(shù)在具有多個(gè) PLC 控制器和較高數(shù)據(jù)傳輸率控制系統(tǒng)的應(yīng)用；2．在了解了本系統(tǒng)的控制要求基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了各硬件模塊的選用，同時(shí)，出于保護(hù)特殊數(shù)據(jù)的安全考慮，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)均采用冗余設(shè)計(jì)；3．對(duì)環(huán)道控制系統(tǒng)下位軟件 PLC 控制進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)，詳細(xì)列出了獨(dú)立控制的流程圖，本部分也是作者本人所做設(shè)計(jì)的核心部分；4．介紹了 RSLogix5000 軟件在建立自由組態(tài)的獨(dú)立控制系統(tǒng)時(shí)的使用方法；5．最后對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及優(yōu)勢進(jìn)行了總結(jié)。環(huán)道控制系統(tǒng)作為試驗(yàn)性、科研性的課題，在實(shí)施現(xiàn)場要求有高質(zhì)量的信號(hào)采集系統(tǒng)，而本設(shè)計(jì)中的獨(dú)立控制配合著流程控制，使得對(duì)現(xiàn)場的高要求等到保證。更靈活的控制方式，更方便的操作方式也在下位機(jī) PLC 控制中突顯了其高效、高質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。也決定了獨(dú)立控制在下位軟件中不可或缺的地位。致 謝本文研究工作是在我的導(dǎo)師孫東輝副教授的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的，從開題伊始到論文結(jié)束，我所取得的每一個(gè)進(jìn)步、編寫的每一段程序都無不傾注著導(dǎo)師辛勤的汗水和心血。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的各科知識(shí)、無私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪，從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。在今后的學(xué)習(xí)工作中，我將銘記恩師對(duì)我的教誨和鼓勵(lì)，盡自己最大的努力取得更好的成績。在此我要向我的導(dǎo)師孫東輝副教授致以最衷心的感謝和深深的敬意！在四年的大學(xué)學(xué)習(xí)期間，自動(dòng)化教研室的每位老師對(duì)我的學(xué)習(xí)、生活和工作都給予了熱情的關(guān)心和幫助，使我的水平得到了很大的提高，取得了長足的進(jìn)步。在此，向所有關(guān)心和幫助過我的老師、同學(xué)和朋友表示由衷的謝意！衷心感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位專家、教授。參考文獻(xiàn)[1] 蔡方偉，吳章維，劉珧，魏成文．ControlNet/DeviceNet 現(xiàn)場總線技術(shù)．寶鋼技術(shù)，2022(6)：34348．[2] 朱春花，周齊國．ControlNet 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Control Systems, San Jose, California, 2022．附 錄附錄 1指 導(dǎo) 教 師 情 況姓 名 技術(shù)職稱 工作單位指 導(dǎo) 教 師 評(píng) 語指導(dǎo)教師評(píng)定成績：指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日答 辯 委 員 會(huì) 評(píng) 語最終評(píng)定成績：答辯委員會(huì)主任簽字： 單位（