基于PLC的皮帶秤配料系統(tǒng)的設(shè)計及其算法研究
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【摘要】:隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,配料皮帶秤系統(tǒng)經(jīng)歷了平穩(wěn)良好的發(fā)展并已廣泛應(yīng)用于化工、煤炭、建材、冶金等行業(yè)中。皮帶秤配料系統(tǒng)是將多種原料按照一定配比定量地混合物料并按一定的生產(chǎn)工藝加工的過程。論文以山東某建材廠的項目建設(shè)為研究背景,基于可編程控制技術(shù)和系統(tǒng)監(jiān)控軟件,再結(jié)合項目初步設(shè)計中對自動配料控制系統(tǒng)的功能要求,設(shè)計了一套皮帶秤配料控制系統(tǒng)。論文主要完成了以下工作:(1)通過廣泛閱讀國內(nèi)外自動配料系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)文獻,對皮帶秤自動配料系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用前景進行了論述,對其存在的問題和發(fā)展趨勢做出了總結(jié)。(2)簡述了設(shè)計中皮帶秤配料系統(tǒng)的基本工藝流程,根據(jù)其工藝流程制定了較為完整的設(shè)計方案,并對相關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理和功能依次進行了介紹。(3)采用可編程控制技術(shù)(PLC)對皮帶秤配料系統(tǒng)進行軟件設(shè)計,介紹系統(tǒng)上料、配料、出料部分的控制流程,給出電氣控制原理圖及基于PLC梯形圖的編程程序,使該配料系統(tǒng)可以按工藝要求自動完成下料、稱量、配料的全過程。(4)通過WinCC組態(tài)軟件的應(yīng)用,設(shè)計了皮帶秤配料過程的上位機監(jiān)控系統(tǒng),闡述了系統(tǒng)如何采用WinCC設(shè)計系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝界面,參數(shù)設(shè)置,工作報表,設(shè)備監(jiān)控,故障顯示及報警等功能界面,使用戶在控制室就可以通過人機界面來控制系統(tǒng)的啟動和停止、設(shè)置并顯示系統(tǒng)參數(shù)等,完成系統(tǒng)的遠程控制。(5)通過對皮帶秤配料系統(tǒng)的分析,綜合模糊控制原理和PID控制的各自特性,提出了模糊PID控制結(jié)構(gòu)和算法,對模糊PID算法的原理進行闡述并利用MATLAB軟件對系統(tǒng)進行仿真,對模糊PID算法的理論可行性進行驗證,明顯提高了配料控制系統(tǒng)的配料精度。
【關(guān)鍵詞】:配料皮帶秤 PLC WinCC組態(tài)監(jiān)控 模糊PID控制 MATLAB仿真
【學(xué)位授予單位】:青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TH715.195;TP273
【目錄】:
- 摘要9-10
- Abstract10-12
- 第1章 緒論12-16
- 1.1 引言12
- 1.2 課題的研究背景及其研究意義12-13
- 1.3 皮帶秤配料系統(tǒng)國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀13-14
- 1.4 本文主要工作與研究內(nèi)容14
- 1.5 本章小結(jié)14-16
- 第2章 皮帶秤配料系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)16-30
- 2.1 皮帶秤配料系統(tǒng)的基本工藝16
- 2.2 皮帶秤配料系統(tǒng)的設(shè)計方案16-18
- 2.3 配料電子皮帶秤的選擇18-23
- 2.3.1 配料電子皮帶秤的組成18-19
- 2.3.2 配料電子皮帶秤的工作原理19
- 2.3.3 稱重傳感器19-21
- 2.3.4 變頻器21-23
- 2.4 可編程控制器的概述23-28
- 2.4.1 PLC的系統(tǒng)組成23-25
- 2.4.2 PLC的工作原理25-27
- 2.4.3 PLC的分類27-28
- 2.4.4 PLC的編程語言28
- 2.5 本章小結(jié)28-30
- 第3章 PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計30-56
- 3.1 系統(tǒng)的控制要求30-32
- 3.2 I/O地址分配32-34
- 3.3 PLC系統(tǒng)的選型34-38
- 3.4 電氣控制系統(tǒng)原理圖38-41
- 3.5 系統(tǒng)程序設(shè)計41-55
- 3.4.1 初始化程序41
- 3.4.2 手動控制程序41-43
- 3.4.3 模擬量處理43-46
- 3.4.4 流量計算46-48
- 3.4.5 PID控制電機轉(zhuǎn)速48-51
- 3.4.6 自動程序51-53
- 3.4.7 Q點輸出53-55
- 3.6 本章小節(jié)55-56
- 第4章 WinCC監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計56-63
- 4.1 組態(tài)軟件的選擇56
- 4.2 WinCC的功能與運用56-57
- 4.3 配料控制系統(tǒng)監(jiān)控界面的介紹57-61
- 4.3.1 登錄界面57-58
- 4.3.2 系統(tǒng)操作管理界面58-59
- 4.3.3 PID參數(shù)設(shè)置界面59-60
- 4.3.4 故障管理界面60
- 4.3.5 歷史曲線記錄界面60-61
- 4.4 WinCC與PLC的通信61-62
- 4.5 本章小結(jié)62-63
- 第5章 控制系統(tǒng)的算法探究63-82
- 5.1 模糊控制63-66
- 5.1.1 模糊控制的理論基礎(chǔ)63-64
- 5.1.2 模糊控制器的結(jié)構(gòu)64-65
- 5.1.3 模糊控制的特點65-66
- 5.2 經(jīng)典PID控制66-67
- 5.2.1 PID控制原理66
- 5.2.2 PID控制的特點66-67
- 5.3 模糊PID控制67-74
- 5.3.1 模糊PID的控制原理68
- 5.3.2 模糊PID的類型68-69
- 5.3.3 模糊PID控制器的實現(xiàn)69-74
- 5.4 MATLAB仿真74-80
- 5.4.1 仿真工具介紹74-75
- 5.4.2 系統(tǒng)的仿真研究與分析75-80
- 5.5 MATLAB與WinCC數(shù)據(jù)通訊的實現(xiàn)80
- 5.6 本章小結(jié)80-82
- 第6章 總結(jié)與展望82-84
- 6.1 論文工作總結(jié)82-83
- 6.2 后續(xù)展望83-84
- 參考文獻84-86
- 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況86-87
- 致謝87
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