工业自动化生产线实训教程PDF电子书下载

1 概述 1

1.1 工业自动化系统 1

1.1.1 简介 1

1.1.2 分类 2

1.1.3 发展历史 2

1.2 DCS控制系统 3

1.2.1 DCS系统硬件体系结构 4

1.2.2 DCS系统软件体系结构 5

1.2.3 DCS系统组态 6

1.2.4 OPC技术及其应用 7

1.3 虚拟仪器技术 8

1.3.1 虚拟仪器简介 8

1.3.2 LabVIEW简介 10

小结 12

习题 12

2 被控对象数学模型的建立与测试 13

2.1 基本知识 13

2.1.1 被控过程传递函数的一般形式 14

2.1.2 建立过程数学模型的基本方法 15

2.2 物理系统建模实训 20

2.2.1 自衡单容对象的数学模型测试 20

2.2.2 自衡双容对象的数学模型测试 22

2.3 基于Matlab的建模实训 23

2.3.1 作图法建立一阶系统数学模型 23

2.3.2 计算法建立一阶系统数学模型 25

2.3.3 计算法建立二阶系统数学模型 26

小结 28

习题 29

3 小型水箱过程控制系统实训 30

3.1 小型水箱过程控制系统介绍 30

3.1.1 生产中典型的液位对象 31

3.1.2 控制系统介绍 32

3.1.3 控制系统中的仪器仪表 34

3.1.4 控制系统的配电图 37

3.1.5 控制系统的控制板通信设置 38

3.1.6 水箱液位数学模型测定 41

3.2 单回路控制实训 44

3.2.1 单回路控制系统 44

3.2.2 单回路控制系统方案 49

3.2.3 单回路控制系统设计与实现 49

3.2.4 单回路控制系统调试与优化 50

3.3 液位和流量串级控制实训 50

3.3.1 串级控制系统 51

3.3.2 液位和流量串级控制系统方案 53

3.3.3 液位和流量串级控制系统设计与实现 55

3.3.4 液位和流量串级控制系统调试与优化 55

3.4 流量-液位前馈反馈控制实训 56

3.4.1 前馈反馈控制系统 57

3.4.2 流量-液位前馈反馈控制系统方案 61

3.4.3 流量-液位前馈反馈控制系统设计与实现 63

3.5 管道压力和流量解耦控制实训 64

3.5.1 解耦控制系统 65

3.5.2 管道压力和流量解耦控制系统方案 68

3.5.3 管道压力和流量解耦控制系统设计与实现 69

小结 70

习题 71

4 多热工参量系统实训 72

4.1 系统介绍 72

4.1.1 产品概述 72

4.1.2 工艺流程图 74

4.1.3 实训系统对象 74

4.2 锅炉自动补水控制实训 77

4.2.1 实训设备 78

4.2.2 控制流程 79

4.2.3 实训步骤 79

4.3 锅炉加热控制实训 79

4.3.1 实训设备 80

4.3.2 控制流程 85

4.3.3 实训步骤 85

4.4 热交换控制 85

4.4.1 实训设备 87

4.4.2 实训流程 98

4.4.3 实训步骤 98

4.4.4 热交换控制实训补充 98

4.5 反应器液位控制 100

4.5.1 实训设备 100

4.5.2 实训流程 111

4.5.3 实训步骤 111

小结 111

习题 111

5 张力测量与控制系统实训 112

5.1 张力对象的特点和分析 112

5.1.1 张力的产生 113

5.1.2 张力对象的性质 113

5.2 张力测量与控制系统的技术要求 113

5.3 张力测量与控制系统的方案 113

5.3.1 张力控制方案分析与选择 114

5.3.2 系统控制器 114

5.3.3 张力检测方式 114

5.3.4 控制张力的执行机构 121

5.4 张力测量与控制系统设计与实现 124

5.4.1 纸卷放卷过程的数学建模及分析 124

5.4.2 张力系统PID控制 125

5.4.3 PID控制技术的改进算法 129

5.4.4 控制器编程 130

5.5 张力测量及控制系统调试与优化 160

小结 161

习题 161

6 倒立摆控制系统实训 162

6.1 倒立摆控制系统介绍 162

6.1.1 直线倒立摆 162

6.1.2 环形倒立摆 163

6.1.3 平面倒立摆 163

6.2 倒立摆建模 164

6.2.1 一阶倒立摆建模 164

6.2.2 二阶倒立摆建模 168

6.3 控制算法设计 172

6.3.1 一阶倒立摆控制算法设计 172

6.3.2 二阶倒立摆控制算法设计 189

小结 193

习题 194

7 柔性制造生产线系统实训 195

7.1 柔性制造生产线系统实训 195

7.1.1 认识柔性制造自动生产线 195

7.1.2 气动技术的应用 196

7.1.3 西门子PLC的使用 197

7.2 柔性制造自动生产线各分站的独立控制 197

7.2.1 供料站功能及控制流程 199

7.2.2 加工站功能及控制流程 199

7.2.3 装配站功能及控制流程 199

7.2.4 分拣站功能及控制流程 200

7.2.5 输送功能及控制流程 200

7.3 自动生产线综合控制 201

7.3.1 供料站程序分析 201

7.3.2 加工站程序分析 202

7.3.3 装配站程序分析 202

7.3.4 分拣站程序分析 202

7.4 人机界面安装与生产线系统调试操作 202

7.4.1 HMI的安装 202

7.4.2 HMI与PLC连接 203

7.4.3 系统运行模式 204

7.4.4 物料状态 207

7.4.5 异常工作状态测试 207

小结 208

习题 208

附录 209

附录1 实训报告模板 209

附录2 创新项目模板 214

参考文献 216