一氧化碳压缩机组监控系统的研究

发布时间：2017-03-29 20:17

  本文关键词：一氧化碳压缩机组监控系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在吉恩镍业羰基合成生产中,压缩机得到了最大限度的使用,它在羰基合成的过程中起着至关重要的作用,但目前企业所使用的压缩机存在着控制方式落后、耗电量大、运转效率低等问题。为此需要设计出一种能够监测压缩机运行状态的系统,全面监控整个工作机组的工作状态,保证其安全、稳定的进行,便于操作者对机组的控制、操作以及机器维护,提高产品的生产效率,为企业创造更大效益。首先,分析了往复活塞式压缩机的工作原理、压缩气体生产的工艺流程及建立了压缩机组供气系统模型。通过调研压缩机组系统运行现场状况,根据企业要求,设计出了一套压缩机组智能监控系统。它是以PLC为下位机负责信号采集和控制,通过现场总线PROFIBUS连接现场设备;PC机为上位机负责实时监测、报警等,通过工业以太网连接上位机进行管理。依据监控系统需达到的功能,对其硬件进行了设计。其次,通过对各种控制方法的分析与研究,考虑到压缩机组控制系统的非线性特征,设计出适用于本系统的模糊PID控制器。通过理论分析与仿真实验,证明了模糊PID控制器能够对总管压力的自动调节,保证压缩气体的压力值保持在设定的范围内。最后,根据监控系统要实现的功能,分别使用STEP7-V5.3编程软件和WinCC组态软件,完成了下位机PLC控制系统软件设计和上位机监控系统软件设计。
【关键词】：压缩机组 变频器 模糊 PID 控制器 PLC WinCC
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273;TH45
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 课题的背景及研究意义7-8
• 1.2 压缩机监控技术的研究现状8-9
• 1.3 压缩机组系统存在的问题9-10
• 1.4 论文的主要研究内容10-11
• 第二章 压缩机组监控系统整体方案设计11-18
• 2.1 压缩机组系统分析11-13
• 2.1.1 压缩机的运作机制11
• 2.1.2 压缩气体运作过程11-12
• 2.1.3 压缩机组系统被控对象的特性分析12
• 2.1.4 压缩机组供气系统的近似模型12-13
• 2.2 监控系统设计的目标及准则13-14
• 2.3 几种监控系统方案的比较14-15
• 2.4 系统整体思路设计15-18
• 第三章 监控系统硬件设计18-30
• 3.1 系统的硬件配置18-26
• 3.1.1 PLC的选型18-20
• 3.1.2 PLC各模块的选型20-23
• 3.1.3 传感器的选择23-24
• 3.1.4 变频器的选择24-25
• 3.1.5 PC机的选择25-26
• 3.2 控制系统硬件设计26-28
• 3.2.1 主电路设计26
• 3.2.2 控制电路设计26-27
• 3.2.3 控制系统运作过程27-28
• 3.3 抗干扰措施28-30
• 3.3.1 干扰的来源28-29
• 3.3.2 抗干扰措施29-30
• 第四章 压缩机组供气系统控制策略研究30-45
• 4.1 PID控制器的工作原理30-32
• 4.1.1 常规PID控制方法分析30-31
• 4.1.2 数字PID控制方法分析31-32
• 4.2 模糊控制工作原理32-36
• 4.2.1 模糊控制方法分析32-34
• 4.2.2 模糊控制系统组成分析34-36
• 4.3 模糊PID控制器工作原理36-38
• 4.3.1 模糊PID控制器方法分析36
• 4.3.2 模糊PID控制器的组成种类分析36-37
• 4.3.3 模糊PID控制器的设计思想37-38
• 4.4 压缩机组智能供气系统的构成与仿真38-45
• 4.4.1 基于模糊PID控制器的压缩机组供气系统结构38-39
• 4.4.2 控制变量的模糊化处理39
• 4.4.3 模糊PID控制器的控制原则39-41
• 4.4.4 模糊PID控制器的解模糊化处理41
• 4.4.5 基于模糊PID控制器的压缩机组供气系统仿真研究41-45
• 第五章 系统软件设计45-56
• 5.1 下位机PLC程序设计46-51
• 5.1.1 PLC软件工具分析46-47
• 5.1.2 控制系统的主程序设计47-49
• 5.1.3 压缩机组出口压力控制程序设计49
• 5.1.4 压缩机轮序控制程序设计49-50
• 5.1.5 故障判断控制程序设计50-51
• 5.2 上位机监控系统设计51-56
• 5.2.1 系统组态分析52-53
• 5.2.2 WinCC与PLC的通讯连接53
• 5.2.3 监控系统的设计53-56
• 第六章 总结与展望56-58
• 6.1 结论56
• 6.2 展望56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-62
• 作者简介62
• 攻读硕士学位期间研究成果62

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