本文關(guān)鍵詞：退火爐車間分布式控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在機(jī)械制造行業(yè),退火爐是金屬熱處理中的重要設(shè)備,其加熱溫度控制技術(shù)的好壞對(duì)企業(yè)生產(chǎn)、爐體壽命以及技術(shù)指標(biāo)都有直接的影響。目前,國(guó)內(nèi)部分企業(yè)退火爐控制系統(tǒng)仍采用繼電器控制方式,工作輸出主要依靠員工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié),導(dǎo)致退火爐的過(guò)程控制效果很不理想[1]。本文提出將分布式控制系統(tǒng)和退火爐控制技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)將多臺(tái)退火爐設(shè)備通過(guò)不同類型的總線連成一個(gè)整體,對(duì)其進(jìn)行管理控制。本文首先對(duì)退火爐設(shè)備及其生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行介紹,對(duì)其主要控制指標(biāo)與退火爐車間設(shè)備控制需求進(jìn)行分析,提出以車間退火爐為設(shè)備層、PLC為現(xiàn)場(chǎng)控制單元、組態(tài)王軟件為上位機(jī)監(jiān)控平臺(tái)與現(xiàn)場(chǎng)總線通信技術(shù)為一體的分布式退火爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。然后,根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行硬件和軟件部分的設(shè)計(jì)。參照單臺(tái)設(shè)備控制需求,對(duì)主要元器件進(jìn)行選型,選用CP1H-XA型PLC、擴(kuò)展I/O單元CP1W-40EDT及其溫度控制模塊CJ1W-TC001作為現(xiàn)場(chǎng)控制單元對(duì)設(shè)備主電路、溫度控制電路、壓力控制電路以及系統(tǒng)通信電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。依據(jù)系統(tǒng)功能的需求對(duì)軟件部分進(jìn)行設(shè)計(jì),主要包括PLC程序設(shè)計(jì)、觸摸屏界面開(kāi)發(fā)、上位機(jī)組態(tài)王KingView軟件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)以及分布式控制系統(tǒng)通信技術(shù)的軟件設(shè)計(jì),組態(tài)王數(shù)據(jù)模塊開(kāi)發(fā)中需要對(duì)Access數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行研究。此外,基于模糊自整定PID控制算法設(shè)計(jì)退火爐的溫度控制系統(tǒng)。研究分析退火爐采取模糊自整定PID控制的可行性,基于模糊自整定PID控制算法對(duì)退火爐溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),給出實(shí)現(xiàn)模糊自整定PID控制的具體結(jié)構(gòu)以及具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程,包括輸入輸出變量模糊化設(shè)計(jì)、模糊控制規(guī)則的建立、通過(guò)Matlab軟件的計(jì)算分析,結(jié)合CX-Programmer軟件介紹模糊自整定PID的程序,并給出模糊自整定PID控制程序的實(shí)現(xiàn)方法。最后,結(jié)合具體工件內(nèi)齒圈的退火工藝對(duì)退火爐車間分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行功能調(diào)試。調(diào)試內(nèi)容包括:現(xiàn)場(chǎng)控制單元和上位機(jī)監(jiān)控中心的通信調(diào)試,現(xiàn)場(chǎng)控制單元和分布式控制系統(tǒng)的手動(dòng)、自動(dòng)功能調(diào)試。在調(diào)試完成后,根據(jù)電能使用狀況報(bào)表、內(nèi)齒圈溫控曲線以及生產(chǎn)過(guò)程壓力曲線進(jìn)行調(diào)試結(jié)果分析。結(jié)果表明,退火爐車間分布式控制系統(tǒng)達(dá)到預(yù)定方案設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：退火爐 分布式控制系統(tǒng) 模糊自整定PID PLC 組態(tài)王KingView6.55
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP273
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 選題的背景與意義12
• 1.2 退火爐控制技術(shù)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用14-15
• 1.4 退火爐車間分布式控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)15-16
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容16-17
• 1.6 本章小結(jié)17-18
• 第二章 退火爐車間分布式控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)18-31
• 2.1 車間退火爐設(shè)備及生產(chǎn)過(guò)程過(guò)程分析18-22
• 2.1.1 井式預(yù)抽真空退火爐18-20
• 2.1.2 退火爐生產(chǎn)過(guò)程20-21
• 2.1.3 退火爐生產(chǎn)過(guò)程主要控制指標(biāo)21-22
• 2.2 退火爐車間設(shè)備控制需求分析22-23
• 2.2.1 單臺(tái)退火爐設(shè)備控制要求22-23
• 2.2.2 退火爐車間設(shè)備監(jiān)控需求23
• 2.3 車間分布式控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)23-30
• 2.3.1 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)23-25
• 2.3.2 系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)25-27
• 2.3.3 系統(tǒng)軟件方案設(shè)計(jì)27-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 分布式控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)31-44
• 3.1 硬件選型31-34
• 3.2 硬件電路設(shè)計(jì)34-41
• 3.2.1 單臺(tái)退火爐設(shè)備主電路34-36
• 3.2.2 溫度控制系統(tǒng)電路36-37
• 3.2.3 壓力控制系統(tǒng)電路37-38
• 3.2.4 通信電路38-41
• 3.3 硬件抗干擾設(shè)計(jì)41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 車間分布式控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)44-64
• 4.1 PLC程序設(shè)計(jì)44-49
• 4.1.1 PLC編程軟件44
• 4.1.2 單臺(tái)設(shè)備控制主程序設(shè)計(jì)44-45
• 4.1.3 主要子程序軟件設(shè)計(jì)45-49
• 4.2 觸摸屏軟件設(shè)計(jì)49-51
• 4.3 上位機(jī)監(jiān)控中心軟件設(shè)計(jì)51-58
• 4.3.1 監(jiān)控組態(tài)軟件51
• 4.3.2 監(jiān)控中心軟件界面設(shè)計(jì)51-54
• 4.3.3 監(jiān)控中心數(shù)據(jù)管理設(shè)計(jì)54-58
• 4.4 分布式控制系統(tǒng)的通信設(shè)計(jì)58-63
• 4.4.1 通信協(xié)議58-61
• 4.4.2 現(xiàn)場(chǎng)控制單元通信設(shè)計(jì)61-62
• 4.4.3 監(jiān)控中心與現(xiàn)場(chǎng)控制單元通信設(shè)計(jì)62-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第五章 模糊自整定PID溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)64-79
• 5.1 模糊自整定PID控制64-68
• 5.1.1 模糊控制64-66
• 5.1.2 PID控制66-67
• 5.1.3 退火爐采取模糊自整定PID控制的可行性67-68
• 5.2 溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)68-69
• 5.3 模糊自整定PID溫控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)69-74
• 5.3.1 輸入輸出變量模糊化設(shè)計(jì)69-70
• 5.3.2 建立模糊控制規(guī)則70-71
• 5.3.3 建立模糊變量的隸屬函數(shù)71-72
• 5.3.4 確定模糊變量的賦值表72-74
• 5.4 溫度控制算法的PLC實(shí)現(xiàn)74-76
• 5.5 溫度控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分析76-78
• 5.6 本章小結(jié)78-79
• 第六章 分布式控制系統(tǒng)功能調(diào)試79-93
• 6.1 內(nèi)齒圈退火工藝80-82
• 6.2 分布式控制系統(tǒng)通信調(diào)試82-86
• 6.2.1 現(xiàn)場(chǎng)控制單元通信調(diào)試82-84
• 6.2.2 上位機(jī)監(jiān)控中心通信調(diào)試84-86
• 6.3 現(xiàn)場(chǎng)控制單元功能調(diào)試86-89
• 6.3.1 現(xiàn)場(chǎng)控制單元手動(dòng)調(diào)試86-87
• 6.3.2 現(xiàn)場(chǎng)控制單元自動(dòng)調(diào)試87-89
• 6.4 系統(tǒng)分布式控制調(diào)試89-90
• 6.5 調(diào)試結(jié)果與分析90-92
• 6.5.1 車間電能采集報(bào)表分析90-91
• 6.5.2 內(nèi)齒圈退火溫度曲線分析91
• 6.5.3 生產(chǎn)過(guò)程爐內(nèi)壓力曲線分析91-92
• 6.6 本章小結(jié)92-93
• 第七章 總結(jié)與展望93-95
• 7.1 總結(jié)93-94
• 7.2 展望94-95
• 參考文獻(xiàn)95-98
• 致謝98-99
• 在校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文99

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