發(fā)布時(shí)間：2017-07-19 11:19

  本文關(guān)鍵詞：呼吸法真空烘干控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及研究

  更多相關(guān)文章： 烘干控制系統(tǒng) 界面組態(tài) 通信網(wǎng)絡(luò) 粒子濾波 故障診斷

【摘要】：隨著航天科技不斷進(jìn)步,新一代大推力運(yùn)載火箭液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)成為航天技術(shù)研究重點(diǎn)。研究中需要耗費(fèi)大量的調(diào)節(jié)器、節(jié)流閥等器件,然而這些器件必須經(jīng)過抽真空烘干才能更好地投入實(shí)驗(yàn)研究當(dāng)中。而面對(duì)現(xiàn)有烘干控制系統(tǒng),已不能滿足高效高質(zhì)量的烘干任務(wù),極大影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。為此,設(shè)計(jì)出一套更為優(yōu)化的烘干控制系統(tǒng),對(duì)推動(dòng)烘干控制技術(shù)和航天事業(yè)的發(fā)展具有重要意義。論文以某研究所的現(xiàn)場(chǎng)需求為研究背景,在現(xiàn)有烘干技術(shù)的基礎(chǔ)上,利用工控機(jī)、PLC、HMI(觸摸屏)和組態(tài)、編程等軟硬件設(shè)備,對(duì)烘干控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。其主要工作如下:首先,在全面考慮了系統(tǒng)的可靠性、實(shí)時(shí)性、復(fù)雜性以及系統(tǒng)的功能需求等方面,設(shè)計(jì)出了烘干系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案和工藝流程。對(duì)控制器PLC、HMI(觸摸屏)、測(cè)量傳感設(shè)備和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等硬件設(shè)備做了優(yōu)化選型。在軟件方面,采用WinCC flexible和WinCC組態(tài)軟件設(shè)計(jì)組態(tài)界面,為操作人員提供生動(dòng)簡潔的人機(jī)交互界面。應(yīng)用WinCC在工控機(jī)上實(shí)現(xiàn)總體監(jiān)控、報(bào)表系統(tǒng)、運(yùn)行趨勢(shì)等功能。采用WinCC flexible在工控機(jī)上設(shè)計(jì)系統(tǒng)烘干控制的交互界面,然后下載到HMI(觸摸屏)上,實(shí)現(xiàn)總體控制、參數(shù)配置、數(shù)據(jù)查詢、曲線顯示、超限報(bào)警等功能。此外,PLC采用功能強(qiáng)大的STEP7編程軟件編寫真空烘干控制程序,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整個(gè)真空烘干控制功能。其次,分析了系統(tǒng)中的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),將本系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)大致分為兩層。第一層是S7-300 PLC控制器與HMI(觸摸屏)之間采用PROFIBUS-DP的方式通信。第二層是S7-300 PLC控制器與工控上位機(jī)之間基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)建立的通信。最后,本文針對(duì)系統(tǒng)高實(shí)時(shí)性的要求和傳感器易引起故障的情形,研究出了一種改進(jìn)的粒子濾波算法引入到傳感器故障診斷當(dāng)中來提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。主要以傳統(tǒng)重采樣采用順序查找方法尋找權(quán)重較大點(diǎn)存在運(yùn)算時(shí)間長、占用存儲(chǔ)空間較大等問題,改用二分查找方法尋找權(quán)重較大點(diǎn)。經(jīng)Matlab仿真驗(yàn)證,新的粒子濾波重采樣算法可以很好的診斷出傳感器的故障,這樣大大提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率和實(shí)時(shí)性。
【關(guān)鍵詞】：烘干控制系統(tǒng) 界面組態(tài) 通信網(wǎng)絡(luò) 粒子濾波 故障診斷
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V434;TP273
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 緒論7-12
• 1.1 課題研究的背景及意義7-8
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)8-10
• 1.2.1 國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)8-9
• 1.2.2 發(fā)展趨勢(shì)9-10
• 1.3 課題研究的主要內(nèi)容10-12
• 2 真空烘干控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)12-27
• 2.1 系統(tǒng)功能需求分析12
• 2.2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則12-13
• 2.3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案13-22
• 2.3.1 烘干控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)13-15
• 2.3.2 烘干控制系統(tǒng)工藝流程設(shè)計(jì)15-22
• 2.4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)22-26
• 2.4.1 PLC控制器23-24
• 2.4.2 HMI（觸摸屏）24-25
• 2.4.3 測(cè)量傳感設(shè)備和執(zhí)行機(jī)構(gòu)25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 3 監(jiān)控組態(tài)軟件設(shè)計(jì)27-36
• 3.1 監(jiān)控組態(tài)軟件選擇27-29
• 3.1.1 WinCC組態(tài)軟件的特點(diǎn)27-28
• 3.1.2 WinCC flexible組態(tài)軟件的特點(diǎn)28-29
• 3.2 監(jiān)控組態(tài)軟件功能實(shí)現(xiàn)29
• 3.3 WinCC flexible界面功能設(shè)計(jì)29-34
• 3.3.1 系統(tǒng)主畫面模塊30-31
• 3.3.2 參數(shù)配置模塊31-32
• 3.3.3 工藝流程設(shè)定模塊32-33
• 3.3.4 趨勢(shì)畫面顯示模塊33
• 3.3.5 報(bào)警窗口模塊33-34
• 3.4 WinCC界面功能設(shè)計(jì)34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 4 通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)36-44
• 4.1 通信網(wǎng)絡(luò)的選擇36
• 4.2 PROFIBUS-DP通信網(wǎng)絡(luò)36-38
• 4.2.1 PROFIBUS-DP協(xié)議簡介36-37
• 4.2.2 主-從站通信的實(shí)現(xiàn)37-38
• 4.3 以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)38-43
• 4.3.1 基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)38-39
• 4.3.2 控制器與上位機(jī)通信的實(shí)現(xiàn)39-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 5 粒子濾波算法在故障診斷中的研究44-56
• 5.1 粒子濾波算法基礎(chǔ)44-46
• 5.2 重采樣算法46-48
• 5.2.1 分層重采樣算法46-47
• 5.2.2 系統(tǒng)重采樣算法47
• 5.2.3 新的重采樣算法47-48
• 5.3 改進(jìn)算法應(yīng)用于傳感器故障診斷48-50
• 5.3.1 傳感器故障的模型49
• 5.3.2 殘差的產(chǎn)生和故障診斷49-50
• 5.4 模型建立及仿真驗(yàn)證50-55
• 5.4.1 非線性模型的建立50
• 5.4.2 傳感器的數(shù)學(xué)描述50-51
• 5.4.3 仿真驗(yàn)證51-55
• 5.5 本章小結(jié)55-56
• 6 總結(jié)與展望56-58
• 6.1 總結(jié)56-57
• 6.2 展望57-58
• 致謝58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 附錄62-69

【相似文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 田偉;呼吸法真空烘干控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及研究[D];西安科技大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：562613