本文關(guān)鍵詞：全自動(dòng)工業(yè)分析儀測試系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：對于煤炭的水分、揮發(fā)分、灰分以及固定碳成分含量分析是當(dāng)前工業(yè)分析儀的主要用途之一。煤的工業(yè)分析對于煤的等級劃分、性質(zhì)判定以及分類都有著十分重要的意義,在后續(xù)煤炭的運(yùn)輸儲存、加工使用都有著指導(dǎo)性作用。隨著科技的進(jìn)步和微電子技術(shù)的普及,工業(yè)分析儀向著自動(dòng)化、高精度、多功能方向有了長足發(fā)展。本設(shè)計(jì)綜合考慮了當(dāng)前工業(yè)分析儀的發(fā)展趨勢、系統(tǒng)穩(wěn)定性、各類標(biāo)準(zhǔn)要求,提出了以Delphi為軟件開發(fā)平臺,采用PC機(jī)與下位機(jī)以應(yīng)答模式,完成控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)。本文立足于煤炭中各成分(水分、揮發(fā)分、灰分、固定碳)的定義以及各種工業(yè)分析的方法,結(jié)合我國此類標(biāo)準(zhǔn)要求(國標(biāo)),得出了全自動(dòng)工業(yè)分析儀的基本技術(shù)參數(shù),再根據(jù)該參數(shù)確定了全自動(dòng)工業(yè)分析儀儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,包括機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和硬件電路設(shè)計(jì)。其中硬件電路包括:系統(tǒng)主電路、控制器輸入輸出電路、運(yùn)動(dòng)部件控制電路以及通信電路和溫度采集電路。然后根據(jù)已有的硬件資源,完成對系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。該部分由上位機(jī)軟件和下位機(jī)軟件組成,其中重點(diǎn)在與上位機(jī)軟件設(shè)計(jì),上位機(jī)軟件包括:通訊軟件設(shè)計(jì),主要是Modbus通訊協(xié)議介紹和上位機(jī)CRC校驗(yàn)方法的軟件實(shí)現(xiàn)以及串口通信具體參數(shù)設(shè)計(jì)等;測試功能軟件設(shè)計(jì),是為實(shí)現(xiàn)上位機(jī)發(fā)送機(jī)指令和查詢下位機(jī)以及檢驗(yàn)下位機(jī)返回值的具體軟件實(shí)現(xiàn)方法,包括數(shù)據(jù)分析子程序、上下位機(jī)應(yīng)答子程序、主程序等具體軟件代碼及說明。本設(shè)計(jì)中除了使用Modbus的CRC校驗(yàn)以外,還通過數(shù)據(jù)分析子程序?qū)ο挛粰C(jī)返回值再次校驗(yàn),確保問答的準(zhǔn)確性。本文單獨(dú)開辟一章詳細(xì)介紹模糊PID控溫,從模糊控制原理、PID控制原理進(jìn)行詳細(xì)介紹,然后提出以PLC為控制器的模糊PID控制方案。該方法的實(shí)現(xiàn)過內(nèi)容包括模糊變量確定、模糊規(guī)則的確立,對變量進(jìn)行模糊化和解模糊化等。運(yùn)用Matlab的強(qiáng)大運(yùn)算功能,運(yùn)算得到模糊控制表,根據(jù)模糊及控制表對PID參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),達(dá)到最終控溫目的。在完成所有理論和設(shè)計(jì)方案后,最終對該方案中各個(gè)功能塊進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為通訊、運(yùn)動(dòng)部件控制、溫控系統(tǒng)等,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別從上下位機(jī)通訊穩(wěn)定性、步進(jìn)電機(jī)定位及識別精度、溫度控制的靈敏度和準(zhǔn)確度這幾方面來評價(jià)。在對單獨(dú)功能模塊實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證完成后,接著對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行整機(jī)調(diào)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果及過程滿足全自動(dòng)工業(yè)分析儀的基本技術(shù)參數(shù)要求。
【關(guān)鍵詞】：全自動(dòng)工業(yè)分析儀 Delphi 可編程邏輯控制器(PLC) Modbus 模糊PID
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH86
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 研究背景與意義12-13
• 1.2 工業(yè)分析儀的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢13-15
• 1.3 本課題主要內(nèi)容15-16
• 1.4 本章小結(jié)16-17
• 第二章 煤的工業(yè)分析方法17-28
• 2.1 煤炭的工業(yè)分析方法17-19
• 2.1.1 經(jīng)典熱分析法17-18
• 2.1.2 快速分析法18-19
• 2.2 煤的分析指標(biāo)19-21
• 2.2.1 煤的水分（moisture content of coal）19-20
• 2.2.2 煤的灰分（Ash content of coal）20
• 2.2.3 煤的揮發(fā)分（volatile matter of coal）20-21
• 2.2.4 煤的固定碳 fixed carbon of coal21
• 2.3 煤分析指標(biāo)的分析方法21-26
• 2.3.1 煤的水分測量方法21-23
• 2.3.2 煤的灰分分析法23-25
• 2.3.3 煤的揮發(fā)分測定25-26
• 2.3.4 煤的固定碳計(jì)算26
• 2.4 本章小結(jié)26-28
• 第三章 全自動(dòng)工業(yè)分析儀機(jī)械結(jié)構(gòu)和硬件電路設(shè)計(jì)28-42
• 3.1 工業(yè)分析儀主要技術(shù)指標(biāo)28
• 3.2 工業(yè)分析儀機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-32
• 3.3 工業(yè)分析儀的硬件電路設(shè)計(jì)32-41
• 3.3.1 工業(yè)分析儀控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)32-33
• 3.3.2 硬件選型33-35
• 3.3.3 主要電路設(shè)計(jì)35-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 軟件設(shè)計(jì)42-58
• 4.1 下位機(jī)程序設(shè)計(jì)42-44
• 4.2 上位機(jī)程序設(shè)計(jì)44-57
• 4.2.1 上位機(jī)界面設(shè)計(jì)45-47
• 4.2.2 上位機(jī)通訊設(shè)計(jì)47-50
• 4.2.3 測試功能的實(shí)現(xiàn)50-57
• 4.3 總結(jié)57-58
• 第五章 基于模糊PID的控溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)58-73
• 5.1 模糊PID控制58-62
• 5.1.1 模糊控制58-62
• 5.1.1.1 模糊控制的輸入輸出58
• 5.1.1.2 模糊控制的規(guī)則確立58-59
• 5.1.1.3 模糊化和解模糊化59-62
• 5.2 控溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)62-63
• 5.3 模糊PID系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)63-70
• 5.3.1 確定語言變量64
• 5.3.2 語言值隸屬度函數(shù)64-65
• 5.3.3 建立模糊控制規(guī)則65-67
• 5.3.4 Matlab運(yùn)算67-70
• 5.4 PLC控溫程序?qū)崿F(xiàn)70-72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 第六章 實(shí)驗(yàn)與系統(tǒng)調(diào)試73-88
• 6.1 通訊調(diào)試73-76
• 6.1.1 PLC與PC機(jī)通訊73-75
• 6.1.2 電子天平與上位機(jī)通訊75-76
• 6.2 步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制調(diào)試76-79
• 6.3 控溫系統(tǒng)調(diào)試79-83
• 6.4 整體調(diào)試83-87
• 6.4.1 整機(jī)調(diào)試83-85
• 6.4.2 耐久實(shí)驗(yàn)85-87
• 6.5 本章小結(jié)87-88
• 第七章 總結(jié)與展望88-90
• 7.1 總結(jié)88-89
• 7.2 展望89-90
• 參考文獻(xiàn)90-94
• 致謝94-96
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文情況96

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本文編號：447193