摘 要：本文研究基于Profibus現(xiàn)場總線和以太網兩級網絡的過程控制系統(tǒng)實驗裝置，被控對象是模擬電熱鍋爐。重點介紹了模糊PID控制算法在鍋爐液位控制實驗系統(tǒng)中的應用，說明了實驗原理和實驗教學應用軟件設計開發(fā)過程。實驗結果表明，在Fuzzy-PID控制下，系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能均優(yōu)于傳統(tǒng)的PID控制器。

關鍵詞：模糊PID控制，魯棒性，微型電熱鍋爐，過程控制網絡

Abstract: A process control system based on two-level networks—Profibus and Ethernet for experimental equipment is studied in this paper. The controlled object is a process imitating the electrothermal boiler. The application of fuzzy-PID control to the boiler’s level control experiment is emphasized by exhibiting the experiment principle，the design and development process of the experimental teaching application software. The field test shows that with Fuzzy-PID control the system’s dynamic and stationary performances are better than with classical PID control.

KEY WORDS：Fuzzy-PID control; Robustness; Micro-size electrothermal boiler; Process control network

1、引言

電熱鍋爐是一種將電能轉換成熱能，生產蒸汽或熱水的裝置[1]?？梢詽M足高層建筑、商業(yè)、小型工礦企業(yè)、車、船舶工業(yè)等領域的需要。電熱鍋爐同其它燃料鍋爐相比，主要的特點有：熱效率高;體積小，結構緊湊，不需燃料及燃燒廢渣堆放場地;可實現(xiàn)無人值守的全自動控制;控制迅速靈活，操作簡單方便，負荷調節(jié)性能佳;維修簡單方便;安全性能好，使用壽命長。目前，在我國的工業(yè)過程生產中，電熱鍋爐已經得到了廣泛的應用。

基于以上電熱鍋爐的特點，我們開發(fā)出了微型電熱鍋爐控制系統(tǒng)實驗裝置，該裝置是一個微型的鍋爐加熱、給排水系統(tǒng)，它模擬實際的工業(yè)現(xiàn)場應用的電熱鍋爐，具有真實性和直觀性。該實驗裝置控制系統(tǒng)底層選用S7系列PLC，利用Profibus現(xiàn)場總線連接I/O過程站，上層采用4臺PC作為工程師站和操作員站，和PLC用以太網連接，供學生做實驗 進行操作，這樣構成的控制系統(tǒng)具有多種類型的輸入輸出信號，便于模擬生產過程各種運行狀態(tài)，系統(tǒng)結構和控制方式具有多樣性和典型性。本文以鍋爐液位控制為例來研究實際生產過程的控制。

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