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基于洗净率的洗涤龙相关控制技术研究与应用

作　者: 徐凯
导　师: 李钦奉
学　校: 江苏科技大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 洗涤龙 PLC 组态王 Matlab 模糊PID控制洗净率
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

洗净率作为工业洗涤机的一项重要技术指标,其优劣直接影响到洗涤的质量和效率,本文通过对江苏海狮机械集团与江苏科技大学产学研合作项目洗涤龙的国内外发展现状及洗涤工艺的研究分析,确定了影响洗涤龙洗净率关键因素为洗涤温度和洗涤转动角度。洗涤温度是影响洗净率的关键因素之一,因其本身具有大惯性、非线性、大时滞等特点,在对温度控制策略研究后,采用模糊PID算法和预估补偿算法相结合的方法实现控制,通过仿真分析表明所设计的预估模糊PID控制器较常规PID控制器具有超调小、响应快、鲁棒性强的优点,表现出了良好的动、稳态性能。洗涤龙监控系统由硬件和软件组成,硬件设计采用IPC+现场总线+PLC分布式控制的设计方案,确定了系统主要配置,给出了洗涤推进角度控制和洗涤温度控制的硬件电路原理图。控制系统的软件设计分为下位机PLC控制程序设计和上位机监控软件设计,分别采用XCPPro V3.1程序软件和组态王6.53组态软件来实现。下位机PLC程序设计中实现了预估模糊PID控制算法和洗涤转动角度的闭环控制。上位机监控软件由多个界面构成,能实时地监控洗涤龙系统的运行状态,并能方便的设定各项参数。洗涤龙经过现场调试和洗净率检测实验后,表明该控制方法可以有效地提高系统自动化程度和洗净率控制精度,获得了预期控制效果,为日后的研究提供了参考依据。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-8
第1章绪论  8-14
  1.1 课题的研究背景、来源及意义  8-9
    1.1.1 课题研究的背景和来源  8-9
    1.1.2 课题研究意义  9
  1.2 国内外研究现状及存在的问题  9-13
    1.2.1 国内外研究现状  9-12
    1.2.2 存在的问题  12-13
  1.3 本文主要研究的内容  13
  1.4 本章小结  13-14
第2章洗净率影响因素确定及控制策略的研究  14-25
  2.1 洗涤龙洗净率的影响因素  14-16
    2.1.1 转动角度对洗涤龙洗净率的影响  14-15
    2.1.2 洗涤温度对洗涤龙洗净率的影响  15-16
  2.2 洗涤龙洗涤工艺分析及控制要求  16-19
    2.2.1 洗涤龙洗涤工艺流程  16-18
    2.2.2 洗涤龙洗涤控制要求  18-19
  2.3 温度控制策略的研究  19-22
  2.4 模糊控制系统的组成及工作原理  22-24
  2.5 本章小结  24-25
第3章温度模糊PID 控制器的设计及其仿真  25-37
  3.1 温度控制对象的数学模型建立  25-26
  3.2 温度模糊PID 控制器的设计及实现  26-32
  3.3 温度控制系统建模、仿真及结果分析  32-36
    3.3.1 模糊控制器的建立  32
    3.3.2 常规PID 控制建模及仿真  32-34
    3.3.3 参数可调式PID 控制器的实现  34
    3.3.4 模糊自整定PID 控制建模及仿真  34-36
  3.4 本章小结  36-37
第4章控制系统的方案设计及硬件实现  37-51
  4.1 洗涤龙控制系统的总体方案设计  37-38
  4.2 控制系统的方案设计  38-40
    4.2.1 洗涤推进角度控制方案的设计  38-39
    4.2.2 温度控制方案设计  39-40
  4.3 控制系统的硬件选型  40-45
  4.4 系统的硬件接线原理图  45-50
    4.4.1 PLC 部分端子电路设计  45-47
    4.4.2 洗涤推进角度控制系统电路设计  47-49
    4.4.3 温度控制系统电路设计  49-50
  4.5 本章小结  50-51
第5章控制系统的软件设计及应用  51-72
  5.1 下位机PLC 程序设计  51-64
    5.1.1 工程管理器的创建及编程  51-56
    5.1.2 主程序  56-57
    5.1.3 中断服务程序  57-59
    5.1.4 温度模糊PID 控制程序  59-63
    5.1.5 洗涤推进角度控制程序  63-64
  5.2 上位机监控软件设计  64-71
    5.2.1 上位机监控组态软件的设计  64-65
    5.2.2 组态画面的变量定义  65-68
    5.2.3 系统管理监控  68
    5.2.4 洗涤工艺流程监控  68-69
    5.2.5 洗涤温度的监控  69-70
    5.2.6 洗涤推进角度的监控  70-71
  5.3 本章小结  71-72
第6章系统的现场调试及洗净率测定  72-76
  6.1 系统的现场调试  72-73
  6.2 洗净率的测定  73-75
    6.2.1 检测原理及方法  74
    6.2.2 结论  74-75
  6.3 本章小结  75-76
总结与展望  76-78
参考文献  78-80
附录1 模糊PID 控制表查询程序  80-82
附录2 洗涤转动推进角度控制程序  82-84
攻读硕士学位期间发表的学术论文及参与的科研项目  84-85
致谢  85-86
详细摘要  86-90

基于洗净率的洗涤龙相关控制技术研究与应用

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