● 摘要
近年来，自动化控制系统在化工药品生产中得到了越来越广泛的应用。本文依据某化工厂火药生产线自动化控制改造项目，从整体上对控制系统进行了软硬件设计，并对安全性进行了研究。具体研究内容如下：第一，根据化工药品控制系统的要求，完成了生产线控制系统的总体结构设计，完成了硬件和软件的总体结构方案的设计。第二，按照控制要求，控制器采用冗余设计。完成了硬件的选型，采用Step7完成硬件的配置。以螺压成型控制系统的硬件设计为例，完成I/O定义、接线、现场总线接线以及配置，生产线控制系统的硬件设计。第三，根据生产线控制要求和安全性要求，以螺压成型系统为例，完成了生产线控制系统控制程序的详细设计、HMI的设计。最后，完成了对化工药品生产线的单控制器控制系统现场调试。第四，根据工艺要求，完成关键过程量进行闭环控制，分别对电液比例位置、压力、转速控制系统进行数学建模、基于Matlab仿真分析、采用PID校正，从而满足控制要求。第五，完成对控制系统进行安全性和可靠性分析，验证了控制系统设计满足安全性和可靠性的要求。通过上述工作，论文完成了化工药品生产线控制系统的软硬件设计；完成电液比例位置、压力、速度控制；完成对控制系统安全性和可靠性等方面分析；并对化工药品生产线单控制器控制系统进行了调试，为实现生产线控制系统的功能要求和安全性要求奠定了基础。