定量卸料自动计量集控系统的设计与研究

发布时间：2017-04-24 15:10

  本文关键词：定量卸料自动计量集控系统的设计与研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着技术进步与社会发展，工业自动化程度和系统集成越来越高，对现实生产中的设备和系统提出了更高的要求，尤其在煤炭行业及煤炭销售领域中，，原有的传统煤炭生产线上的大多计量设备和系统已无法满足煤炭工业现代化的需求，快捷、高效、安全、精确的装车方式已成为煤炭工业现代化的重要标志。加快煤炭工业现代化，对原有系统进行升级和改造，解决过程控制中出现的问题，提升效率，节约成本，对提高我国煤炭行业的生存能力与竞争力都将产生积极地影响。 本文主要从煤矿生产末端的地面部分开始着手，以山西盖州煤矿和襄垣煤矿为研究背景，根据生产的具体情况和实际要求，从储煤仓落料到装车销售整个过程作为一个系统进行设计和研究，运用DCS的体系结构，以实现分散过程控制，集中操作监控和综合信息的管理的目标。系统控制单元主要是以欧姆龙公司的PLC-CP1E系列及扩展模块，BX11-AN称重控制显示器和工业控制计算机，控制对象为料仓下的电液动阀门，PLC与继电器模组构成下位机的主控单元，称重控制显示器采集称重传感器与位移传感器数据与上位机组态相结合构成模糊控制系统，上位机将利用组态王DDE技术和MATLAB结合，通过实时数据的动态交换给出相应的阀门控制输出量，控制阀门行程，同时利用仪表与上位机之间的协议，实现软件自动完成一键标定。系统配备全天候摄像头，扬声器和无线功放做到实时录像监控和现场语音指挥。 本设计是以卸料口功能复用为设计背景的，即同一筒仓下通过斜溜槽和流向阀可实现定量卸料和皮带拖料自动控制和实时计量，是具有工程实践价值的新尝试，借助Matlab设计模糊控制算法与组态王结合的模糊控制系统，将高级算法运用到生产实践中是设计的亮点。设计中，现场称重传感器连接智能仪表和PLC控制单元、工业控制计算机构成系统现场控制站，将现场画面和监控摄像通过光纤上传到调度楼的主控室构成远程监控站，远程监控站通过网线与财务室相连，将装车过程数据和报表上传到管理室，完成报表打印和结算功能，上位机在组网的同时可以根据不同操作员的权限实现局域网内网络连接和利用互联网实现WEB发布，实现网内不同服务器共享数据，在不同办公地点均可利用Internet互联网查看系统运行状态。并且，系统设计了远程、就地、手动、半自动、自动的工作方式，调试方便，控制灵活，适应性好，友好的人机交互界面，易于操作和维护，提高了生产效率和控制精度，弥补了传统控制的不足。 论文详细介绍了自动计量集控系统的设计方案、硬件设计方案和软件设计方案，包含了相应的PLC控制程序，上位机软件设计，模糊控制算法和设计以及系统应用分析，最后，给出系统下一步的展望。
【关键词】：上位机组态 PLC 自动计量 集散控制 DDE 模糊控制
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 绪论14-18
• 1.1 论文研究背景和意义14-15
• 1.2 国内外现状综述15-16
• 1.3 论文研究内容16-17
• 1.4 论文组织结构17
• 1.5 本章小结17-18
• 第二章 系统组成和方案设计18-24
• 2.1 系统现场情况及设计要求18-20
• 2.1.1 系统现场情况18-19
• 2.1.2 系统设计要求19-20
• 2.2 系统方案设计20-23
• 2.2.1 系统组成和原理20-21
• 2.2.2 方案总体描述21-22
• 2.2.3 方案具体设计22-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第三章 系统硬件设计24-42
• 3.1 称重传感器24-27
• 3.1.1 传感器原理24
• 3.1.2 传感器并联24-27
• 3.2 智能称重仪表27-28
• 3.2.1 仪表连接27
• 3.2.2 仪表与上位机的通讯27-28
• 3.3 位移传感器28-29
• 3.4 液压泵站29-31
• 3.4.1 泵站实现功能29-30
• 3.4.2 泵站组成和结构30-31
• 3.4.3 泵站控制逻辑31
• 3.5 可编程逻辑控制器（PLC）31-37
• 3.5.1 PLC 接口设计31-34
• 3.5.2 PLC 与外围设备连接34-35
• 3.5.3 PLC 数据存储35-37
• 3.5.4 PLC 的通信37
• 3.6 数显大屏37
• 3.7 刷卡设备37-39
• 3.7.1 读写卡器说明37-38
• 3.7.2 读写卡器数据传输38-39
• 3.8 电气控制台39-40
• 3.8.1 控制台的作用39
• 3.8.2 控制台主要组成部分39-40
• 3.9 本章小结40-42
• 第四章 系统软件设计42-68
• 4.1 软件设计方案42-43
• 4.2 控制程序设计43-48
• 4.2.1 系统控制流程43-45
• 4.2.2 PLC 控制程序设计45-47
• 4.2.3 PLC 控制程序编写47-48
• 4.3 上位机组态程序设计48-64
• 4.3.1 监控系统的结构和功能48-49
• 4.3.2 上位机与外部设备间通信设置49-50
• 4.3.3 驱动程序 ocx 设计50-53
• 4.3.4 上位机主要界面设计53-58
• 4.3.5 上位机网络连接58-60
• 4.3.6 上位机 Web 发布60-61
• 4.3.7 上位机与 Matlab 的 DDE 通信61-64
• 4.4 软件一键标定设计64-66
• 4.5 系统上位机操作注意事项66
• 4.6 本章小结66-68
• 第五章 系统中模糊控制算法设计68-78
• 5.1 模糊控制概述68
• 5.2 模糊控制特点68
• 5.3 模糊控制原理68-69
• 5.4 模糊控制器组成69-71
• 5.5 系统模糊控制设计思路71-72
• 5.6 系统模糊控制器设计72-76
• 5.7 系统应用分析76
• 5.8 本章小结76-78
• 第六章 总结与展望78-80
• 6.1 总结78-79
• 6.2 展望79-80
• 参考文献80-84
• 致谢84-86
• 攻读硕士期间发表的论文86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：324440