商用冷水機組控制系統(tǒng)主要采用PLC控制器結(jié)合觸摸屏實現(xiàn)就地控制,并通過RS485總線或以太網(wǎng)和上位機實現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。但PLC控制器成本高,硬件組態(tài)靈活性弱。同時遠(yuǎn)距離布線存在穿線復(fù)雜、維護不便、費用高的問題。采用PLC控制器的商用冷水機組通常采用電子膨脹閥驅(qū)動器控制電子膨脹閥,由于不同品牌的驅(qū)動器與PLC連接方式、通訊協(xié)議不一致,增加設(shè)計繁雜度,同時驅(qū)動器價格昂貴,存在控制系統(tǒng)性價比低的問題。本文旨在設(shè)計一款基于嵌入式STM32F407VET6的低成本、高可靠性冷水機組控制器,實時采集冷水機組運行數(shù)據(jù)和控制機組穩(wěn)定運行,直接驅(qū)動電子膨脹閥實現(xiàn)過熱度的穩(wěn)定控制�？刂破魍ㄟ^觸摸屏實現(xiàn)人機交互,采用通信距離遠(yuǎn),無流量費用的Lo Ra模塊實現(xiàn)和監(jiān)控中心的無線通信。本文的工作有以下幾個方面:（1）掌握冷水機組組成和工作原理,完成控制系統(tǒng)需求分析和總體方案設(shè)計;查閱并研究過熱度控制算法。根據(jù)蒸發(fā)器模型的非線性和時變性特點,提出帶輸出補償?shù)哪：刂扑惴?通過Simulink仿真軟件對蒸發(fā)器過熱度控制過程進行仿真實驗,結(jié)果表明在變工況環(huán)境下,帶輸出補償?shù)哪：刂瞥{(diào)量比PID控制小10%,上升時間和調(diào)節(jié)... 

【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

水冷螺桿式冷水機組結(jié)構(gòu)圖

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文18式中：K為過熱度響應(yīng)增益，τ為響應(yīng)滯后時間，T為過熱度響應(yīng)時間常數(shù)，K、τ、T可由過熱度對電子膨脹閥的階躍響應(yīng)曲線求得。本文采用制冷量為115kW的水冷單螺桿冷水機組控制系統(tǒng)來獲取過熱度對電子膨脹閥的階躍響應(yīng)曲線，PLC控制器通過EM235電流模塊輸出4~20mA電流信號控制電子膨脹閥驅(qū)動器EKD316從而控制總步數(shù)為2625步的ETS25電子膨脹閥，通過觸摸屏調(diào)節(jié)電子膨脹閥開度，使過熱度穩(wěn)定在4.6℃，此時電子膨脹閥步數(shù)為1920步，將電子膨脹閥開度關(guān)小到1770，得到過熱度響應(yīng)曲線如圖3.5所示。圖3.5過熱度對電子膨脹閥響應(yīng)曲線由圖3.5可知蒸發(fā)器過熱度響應(yīng)傳遞函數(shù)的動態(tài)參數(shù)K=-0.052℃/脈沖，T=65s，τ=30s。因此傳遞函數(shù)公式如式3.10所示。300.052()165seGss=+(3.10)3.2.5.2PID控制器設(shè)計在得到過熱度對電子膨脹閥開度響應(yīng)模型后，通過PID工具箱的tune自整定功能完成對采樣周期為10s的離散PID參數(shù)的自整定，使PID控制上升時間短，超調(diào)量校由于PID工具箱的離散模型與常規(guī)PID模型略有不同，在得到自整定參數(shù)后搭建增量式PID仿真試驗如圖3.6所示，根據(jù)PID參數(shù)調(diào)節(jié)規(guī)律對整定后的PID參數(shù)進行微調(diào)后得Kp=25，Ki=3.7，Kd=15。圖3.6增量式PID控制仿真圖

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文18式中：K為過熱度響應(yīng)增益，τ為響應(yīng)滯后時間，T為過熱度響應(yīng)時間常數(shù)，K、τ、T可由過熱度對電子膨脹閥的階躍響應(yīng)曲線求得。本文采用制冷量為115kW的水冷單螺桿冷水機組控制系統(tǒng)來獲取過熱度對電子膨脹閥的階躍響應(yīng)曲線，PLC控制器通過EM235電流模塊輸出4~20mA電流信號控制電子膨脹閥驅(qū)動器EKD316從而控制總步數(shù)為2625步的ETS25電子膨脹閥，通過觸摸屏調(diào)節(jié)電子膨脹閥開度，使過熱度穩(wěn)定在4.6℃，此時電子膨脹閥步數(shù)為1920步，將電子膨脹閥開度關(guān)小到1770，得到過熱度響應(yīng)曲線如圖3.5所示。圖3.5過熱度對電子膨脹閥響應(yīng)曲線由圖3.5可知蒸發(fā)器過熱度響應(yīng)傳遞函數(shù)的動態(tài)參數(shù)K=-0.052℃/脈沖，T=65s，τ=30s。因此傳遞函數(shù)公式如式3.10所示。300.052()165seGss=+(3.10)3.2.5.2PID控制器設(shè)計在得到過熱度對電子膨脹閥開度響應(yīng)模型后，通過PID工具箱的tune自整定功能完成對采樣周期為10s的離散PID參數(shù)的自整定，使PID控制上升時間短，超調(diào)量校由于PID工具箱的離散模型與常規(guī)PID模型略有不同，在得到自整定參數(shù)后搭建增量式PID仿真試驗如圖3.6所示，根據(jù)PID參數(shù)調(diào)節(jié)規(guī)律對整定后的PID參數(shù)進行微調(diào)后得Kp=25，Ki=3.7，Kd=15。圖3.6增量式PID控制仿真圖

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3362476