基于网络实验平台的温度控制系统设计【开题报告】.doc

1、 1 毕业论文开题报告 电气工程及其自动化 基于网络实验平台的温度控制系统设计 一、课题研究意义及现状 近几年来，在我国以信息化带动的工业化正在蓬勃发展，温度已成为工业对象控制中一种重要的参数，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。温度是工农业生产中最常见和最基本的测试参数之一许多物理变化和化学反应过程均与温度密切相关。 温度控制在我国电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点，它对控制调节器要求极高。目前，仍有相当 部分工业企业使用的窑炉存在着控制精度不高，炉内温度均匀性差等问题，达不到工艺要求，

2、造成装备运行成本高，产出品品质低下，严重影响企业经济效益，急需进行技术改造。 温度控制系统在我国各行业的应用虽然已经十分广泛，但从生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同美国、德国等先进国家相比仍有着较大的差距。 建设以软总线技术为核心的工业网络控制综合实验平台，采用德国 CBB公司的 labmap软总线技术，结合 Wago公司提供的现场总线设备，连接电机拖动、 PLC、温度控制装置等，进行网络测控。基于 labmap软总线技术可 实现分布式组网和控制，通过控制 /耦合器和工业以太网与电脑连接，使用者可以在电脑上使用 CBB公司提供的 Labmap软件实现网络测控。 本系统是通过“ CA

3、TS”实验设备以及仿真软件（例如 Matlab/Simulink）就可以建立起一套完整的单机实验平台。 而网络实验平台是通过软总线 LabMap的支持，网络（以太网 /Modbus）中的每台实验设备都能对所有学生开放，其工作原理好比网络中的共享打印机。在 “ CATS” 的实验设备的部件可与 仿真 软件（如 MATLAB/Simulink或 LabVIEW来建 立一个完整的个体实验室空间。它区别于单机实验平台，是一对多，多对一的，多对多的控制方式。 基于网络实验平台的温度控制，使控制者可以通过网络工作实验平台设计的温度控制系统，可以控制消耗，节约成本，以更有效的控制方法提高工作效率。 温度控制

4、在不仅限于传统的控制方法，利用网络实验平台，可以很方便的在联网中进行测试并分析。在实验过程中，更能体会工业自动化控制的知识。通过在实际工业组件设备上进行实验操作，能更有效地提升学习价值。 二、课题研究的主要内容和预期目标 本设计要求应用 CATS 系统设计出基于网络实验平台的 温度 控 制实验项目： 2 （ 1） simu-link的使用实验； （ 2） labmap的使用实验； （ 3）句柄 handle的设置实验； （ 4）温度控制系统设计。 预期目标： (1) 学会使用“ CATS”设备，了解注意事项； (2) 学会使用 MATLAB 与 Simulink 的使用； (3) 掌握温度控制

5、系统的基本原理； (4) 完成数据的提取、分析和处理； (5) 实现温度控制，完成实验目标。 完成一篇毕业论文。 三、课题研究的方法及措施 本课题重点研究网络实验平台的温度控制。 研究方法：首先要了解 “CATS”设备，仔细阅读 控制和自动化培训（ CATS）教程 。利用中间 件 LabMap连接各个单机实验平台来创建网络实验平台。 其次依次做四个实验项目，了解实验目的，实验设备，实验原理，实验内容等。 再是了解 MATLAB/Simulink下的仿真，并在其设计温度控制系统的仿真，并进行数据的分析和处理。做份基于 MATLAB/Simulink的控制系统的报告。 该系统是由 2个高功率电阻器

6、（ 25瓦） ， 温度传感器 PT100的 W - SZK（ 0） 组建组件组成。 具体接线图是： MMTU 接线图 四、课题研究进度计划 毕业设计期限：自 2010 年 10 月 8 日至 2011年 5月 15日。 2010 年 10 月 8 日 10 月 15日 选题并落实任务书。 3 10 月 18 日 11 月 19 日 展开开题工作，查阅资料，完成文献综述，外文翻译，开题报告的填写，准备开题答辩。 11 月 22 日 1 月 21 日 按照初步的方案，完成程序设计框图，完成软件部分设计并进行系统调试，并撰写设计报告与论文设计。 2 月 22 日 4 月 1 日 设计作品的完善，论文

7、的修改，上传设计成果初稿。 4 月 4 日 5 月 15 日 论文进一步修改，做好答辩用的 PPT 讲稿 ,准备答辩。 五、参考文献 1 张爱筠 ,张琳琳 ,贺楠 .温度控制系统的设计与市场研究 J.商业经济 ,2008,2. 2 柯维娜 ,朱定强 ,蔡国飙 .温度控制技术的发展和应用 J.计量学报 ,2007,9. 3 晁阳 .网络实验系统的开发研究 J.电子科技大学 ,2004. 4 Prof.Dr.C.Bruce-Boye Control and Automation Training(CATS)TutorialM. University of Applied Sciences. 5 吴

8、为民 ,王仁丽 .温度控制系统的发展概况 J.大连理工大学 ,2002. 6 宋绍京 .温度控制系统技术研究 J.中国科学院上海技术物理研究所 ,2004. 7 高吉祥主编 .数字系统与自动控制系统设计 M.北京：电子工业出版社， 2007,9. 8 荣一鸣主编 .控制工程基础 M.北京理工大学出版社 ,2007. 9 黄忠霖 ,黄京 .控制系统 MATLAB 计算及仿真 M.国防工业出版社 ,2009,1. 10 Prof.Dr.C.Bruce-Boye MTU User Guide.M,2010,8. 11 王振红 ,张常年 .综合电子设计与实践 M.北京：清华大学出版社 ,2005,2. 12 江伟 ,齐日霞 ,袁芳 ,李跃忠 ,黄乡生 .基于虚拟仪器平台温度控制系统的设计 J.微计 算机信息 ,2008. 13 姚俊 ,马松辉 .Simulink 建模与仿真 M.西安电子科技大学出版社 ,2008. 14 C.Bruce-Boye.Automation experiments with CATS TutorialM,2010,8. 15 cbb-， LabMap Handbook The fourtieth edition， 2009,5.