本文關(guān)鍵詞：立式攪拌磨機(jī)解耦控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：立式攪拌磨機(jī)是一種重要的超細(xì)粉磨設(shè)備,廣泛應(yīng)用于礦山、冶金、化工、制藥等領(lǐng)域,隨著各行業(yè)對(duì)物料顆粒粒徑的需求越來(lái)越小,開發(fā)智能化的高效細(xì)磨設(shè)備成為一個(gè)熱點(diǎn)研究課題。磨礦系統(tǒng)多變量、非線性、大時(shí)滯和強(qiáng)耦合的特性,導(dǎo)致各個(gè)輸出量不能達(dá)到確定的輸出,系統(tǒng)很難控制。這嚴(yán)重影響了立式攪拌磨機(jī)生產(chǎn)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和工人勞動(dòng)強(qiáng)度。在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中,因?yàn)閰?shù)難以控制,立式攪拌磨機(jī)的故障發(fā)生率比普通球磨機(jī)要高很多,其價(jià)值不能得到充分發(fā)揮。為解決以上問(wèn)題,本文從工藝分析出發(fā),以實(shí)驗(yàn)室立式攪拌磨機(jī)為研究對(duì)象,結(jié)合目前常用的控制技術(shù),在控制算法及其在工業(yè)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式上做了以下內(nèi)容研究：(1)對(duì)立式攪拌磨機(jī)磨粉系統(tǒng)存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析。針對(duì)這些問(wèn)題,對(duì)立式攪拌磨機(jī)及其控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行研究分析,確定了論文的解耦控制方案。(2)對(duì)立式攪拌磨機(jī)磨礦原理和工藝流程進(jìn)行了分析,得出影響磨機(jī)正常運(yùn)行和磨礦工藝的主要因素為攪拌器的輸出轉(zhuǎn)矩、磨礦過(guò)程中礦料的濃度和輸出礦料的速度�？刂平o礦速度、配方水給水速度和攪拌器轉(zhuǎn)速這三個(gè)輸入量可以實(shí)現(xiàn)控制上述輸出因素。這些輸入輸出因素之間相互耦合,因此,確立了三輸入三輸出耦合控制系統(tǒng)方案。(3)對(duì)三輸入三輸出系統(tǒng)之間的耦合關(guān)系進(jìn)行研究,利用最小二乘法結(jié)合MATLAB系統(tǒng)辨識(shí)工具箱,得到了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。論文采用前饋補(bǔ)償解耦控制算法對(duì)三輸入三輸出解耦控制方案進(jìn)行了設(shè)計(jì),并在Simulink平臺(tái)中建立了仿真結(jié)構(gòu),分別對(duì)系統(tǒng)解耦之前、加入前饋補(bǔ)償解耦控制算法之后以及加入前饋補(bǔ)償PID解耦控制三種情況進(jìn)行了仿真。(4)對(duì)實(shí)現(xiàn)立式攪拌磨機(jī)解耦控制算法的硬件系統(tǒng)及監(jiān)控軟件進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)。整個(gè)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采用上位機(jī)監(jiān)控設(shè)備加下位機(jī)PLC可編程控制器的方案。方案先是對(duì)解耦控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),其次對(duì)PLC的各個(gè)模塊的硬件進(jìn)行設(shè)計(jì),最后對(duì)PLC的程序進(jìn)行了編寫。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了立式攪拌磨機(jī)控制系統(tǒng)輸入輸出控制、控制系統(tǒng)模擬量采集與處理、輸出量報(bào)警等功能。上位機(jī)采用觸摸屏設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)功能主要包括輸入輸出開關(guān)控制、大小調(diào)節(jié)、需要控制參量的曲線顯示、報(bào)警事件輸出和記錄等。并針對(duì)不同的用戶,設(shè)置了不同等級(jí)的操作權(quán)限。最后對(duì)上位機(jī)軟件進(jìn)行了模擬仿真,模擬結(jié)果顯示能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能。本文將解耦控制算法應(yīng)用于立式攪拌磨機(jī)控制系統(tǒng),在技術(shù)應(yīng)用上具有一定的先進(jìn)性。結(jié)果表明,該方法能實(shí)現(xiàn)基本控制和監(jiān)控功能,并達(dá)到了立式攪拌磨機(jī)控制系統(tǒng)的解耦效果。
【關(guān)鍵詞】：立式攪拌磨機(jī) 前饋解耦控制 MATLAB PLC WinCC flexible
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ051.9;TP273
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 問(wèn)題研究的背景及意義12-13
• 1.2 立式攪拌磨機(jī)發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 立式攪拌磨機(jī)簡(jiǎn)介13
• 1.2.2 立式攪拌磨機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.3 立式攪拌磨機(jī)控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀15-18
• 1.3.1 國(guó)內(nèi)外選礦磨礦系統(tǒng)控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 磨礦系統(tǒng)常用的控制方案16-18
• 1.4 本文采用的方案和研究的主要內(nèi)容18-20
• 第二章 立式攪拌磨機(jī)磨礦系統(tǒng)及控制參量分析20-30
• 2.1 立式攪拌磨機(jī)結(jié)構(gòu)組成與工作原理分析20-25
• 2.1.1 立式攪拌磨機(jī)的結(jié)構(gòu)20-21
• 2.1.2 立式攪拌磨機(jī)磨礦原理與工藝流程分析21-23
• 2.1.3 立式攪拌磨工藝的影響因素分析23-25
• 2.2 立式攪拌磨控制系統(tǒng)輸入輸出量分析25-26
• 2.3 三輸入三輸出系統(tǒng)控制的總體方案確定26-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 立式攪拌磨解耦控制算法研究與設(shè)計(jì)30-56
• 3.1 立式攪拌磨系統(tǒng)模型辨識(shí)30-38
• 3.1.1 最小二乘法模型辨識(shí)簡(jiǎn)介30-31
• 3.1.2 磨礦系統(tǒng)輸出量對(duì)輸入量的響應(yīng)31-35
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)機(jī)磨礦系統(tǒng)傳遞函數(shù)35-38
• 3.2 立式攪拌磨系統(tǒng)解耦控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)38-54
• 3.2.1 解耦控制簡(jiǎn)介38-39
• 3.2.2 立式攪拌磨系統(tǒng)前饋補(bǔ)償解耦控制原理與設(shè)計(jì)39-44
• 3.2.3 耦合系統(tǒng)仿真44-47
• 3.2.4 前饋補(bǔ)償解耦控制系統(tǒng)仿真47-51
• 3.2.5 前饋補(bǔ)償解耦-PID控制仿真51-54
• 3.3 本章小結(jié)54-56
• 第四章 立式攪拌磨控制系統(tǒng)的硬件設(shè)置和軟件設(shè)計(jì)56-78
• 4.1 控制系統(tǒng)的功能要求與控制量分析56-58
• 4.1.1 控制功能要求56-57
• 4.1.2 控制對(duì)象及檢測(cè)控制量的范圍分析57-58
• 4.2 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)58-63
• 4.2.1 下位機(jī)控制器選擇58-59
• 4.2.2 硬件系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)59-60
• 4.2.3 上位機(jī)軟件與MATLAB之間的數(shù)據(jù)交換60-62
• 4.2.4 PLC硬件與軟件之間的通訊連接62-63
• 4.3 下位機(jī)PLC系統(tǒng)的硬件組態(tài)和程序設(shè)計(jì)63-77
• 4.3.1 西門子S7-300硬件與SIMATIC Step7組態(tài)軟件簡(jiǎn)介63-64
• 4.3.2 S7-300 PLC硬件組態(tài)64-66
• 4.3.3 I/O地址設(shè)置66-67
• 4.3.4 SIMATIC Step7軟件編程67-77
• 4.4 本章小結(jié)77-78
• 第五章 上位機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)78-88
• 5.1 上位機(jī)監(jiān)控軟件選擇78
• 5.2 變量與通訊設(shè)置78-80
• 5.3 監(jiān)控系統(tǒng)畫面組態(tài)80-86
• 5.3.1 主界面80-81
• 5.3.2 運(yùn)行操作界面81-82
• 5.3.3 運(yùn)行狀態(tài)趨勢(shì)圖組態(tài)82-83
• 5.3.4 報(bào)警窗口和報(bào)警視圖組態(tài)83-84
• 5.3.5 控制參數(shù)設(shè)置組態(tài)84-85
• 5.3.6 數(shù)據(jù)記錄組態(tài)85-86
• 5.4 用戶權(quán)限設(shè)置86-87
• 5.5 本章小節(jié)87-88
• 第六章 總結(jié)與展望88-90
• 6.1 總結(jié)88-89
• 6.2 下一步工作展望89-90
• 致謝90-92
• 參考文獻(xiàn)92-96
• 附錄 攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)成果和參與的科研項(xiàng)目96
• A. 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文96
• B. 參與的科研項(xiàng)目96

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