油气润滑设备控制系统设计与研究

发布时间：2017-09-03 14:30

  本文关键词：油气润滑设备控制系统设计与研究

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【摘要】：相比于传统的油润滑与脂润滑,油气润滑系统具有高效、环保、节能等特点。该技术在我国起步较晚,目前仍处于推广使用阶段,特别是针对不同应用背景的油气润滑控制系统的研发成为油气润滑技术推广应用亟待解决的问题之一 本文在对国内外技术的研究、消化、吸收及现场实地调研的基础上,对油气润滑系统的润滑机理、结构组成、工作流程与控制要求进行了分析,研发了一套具有自主知识产权、符合国内工厂应用要求的油气润滑电气控制系统。本文主要工作内容和结论如下： (1)选用上下位机配合的主从模式控制方式,采用西门子S7-200PLC作为系统的下位机,使用西门子专用的STEP7-MICROWIN编写了PLC梯形图程序。 (2)针对润滑点较少的工况,选取了西门子Smart700触摸屏作为上位机,并在WinCC flexible软件环境下开发了直观、简洁的人机界面。 (3)针对润滑点较多及现场环境恶劣的工作环境,选择PC作为上位机并使用VC++编写了应用程序画面；其中,PC与PLC通讯方式选择了PPI协议方式,对于PPI协议不公开的问题,文中使用实验方法对PPI协议进行了详尽解析,总结了较全面的PPI协议帧格式。 (4)针对传统分布式油气润滑监控系统布线困难、成本高、不易维护的问题,提出了一种基于ZigBee无线网络技术的改进方案。该方案采用卫星式分区监控,每个分区由一个路由节点和多个终端节点组成。采用兼顾可靠性和经济性的网络结构,即分区内部采用星型拓扑,分区间网状连接。这样的监控系统故障诊断方便、维护简单；分区间影响小,具有良好的扩展性和兼容性。基于CC2530、S7-224XP、实际油气润滑站以及轧辊试验台搭建了验证系统,对方案可行性、可靠性和故障排除能力进行了实验。结果表明,方案可满足分布式油气润滑监控系统的需求。 (5)对油气润滑样机的供油量、供气量、润滑周期等关键参数进行了计算,并进行了样机调试实验。实验证明,本文所研发的油气润滑控制系统满足实际润滑需要,可实现供油参数的灵活调节,适应各种不同的工况,满足实际工程需要。
【关键词】：油气润滑 电气控制系统 PLC VC++ ZigBee
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP273;TH117.2
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 油气润滑系统的工作原理及关键部件结构10-14
• 1.2.1 油气润滑10
• 1.2.2 油气润滑系统的组成10-12
• 1.2.3 关键部件的结构及工作原理12-14
• 1.3 油气润滑技术的发展现状与趋势14-18
• 1.3.1 国外油气润滑技术的发展现状14-15
• 1.3.2 国内油气润滑技术的发展现状15-17
• 1.3.3 油气润滑的电控装置17
• 1.3.4 ZigBee技术在工业领域的应用17-18
• 1.4 研究意义和主要研究内容18-19
• 1.4.1 研究意义18
• 1.4.2 主要研究内容18-19
• 2 系统控制方案及硬件设计19-27
• 2.1 油气润滑实验台控制方案设计19-21
• 2.2 部分电气硬件选型21-24
• 2.2.1 主控制器选择21-22
• 2.2.2 HMI面板选择22-23
• 2.2.3 部分传感器选型23-24
• 2.3 电气图设计24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 系统软件设计27-46
• 3.1 下位PLC程序设计27-32
• 3.1.1 编程软件27
• 3.1.2 PLC地址分配27-28
• 3.1.3 系统工作流程图28-30
• 3.1.4 程序部分梯形图说明30-32
• 3.2 上位触摸屏设计32-34
• 3.2.1 编程软件32-33
• 3.2.2 触摸屏与PLC连接设置33
• 3.2.3 触摸屏人机界面设置33-34
• 3.3 西门子PPI协议34-41
• 3.3.1 PPI协议的解析方法35-37
• 3.3.2 读命令分析37-38
• 3.3.3 写命令分析38-39
• 3.3.4 其它命令分析39-40
• 3.3.5 PPI协议的验证40-41
• 3.4 PC端的人机界面41-45
• 3.4.1 编程软件41
• 3.4.2 串口通讯的实现方法41-42
• 3.4.3 部分通讯程序42-44
• 3.4.4 上位监控界面44-45
• 3.5 本章小结45-46
• 4 基于ZIGBEE的分布式油气润滑系统的研究46-60
• 4.1 ZigBee技术46-53
• 4.1.1 ZigBee技术简介46-48
• 4.1.2 ZigBee协议栈架构48-51
• 4.1.3 地址分配与路由选择51-53
• 4.2 基于ZigBee的分布式油气润滑控制系统设计53-57
• 4.2.1 基于ZigBee的分布式油气润滑控制系统方案53-54
• 4.2.2 系统硬件平台54-56
• 4.2.3 系统软件设计56-57
• 4.3 测试实验57-58
• 4.4 本章小结58-60
• 5 系统实验60-64
• 5.1 系统实验参数60-62
• 5.1.1 系统耗气量60
• 5.1.2 系统供油量60-61
• 5.1.3 系统润滑周期61
• 5.1.4 系统监控时间的设定61-62
• 5.2 实验结果62-63
• 5.3 本章小结63-64
• 6 总结与展望64-66
• 6.1 全文总结64-65
• 6.2 不足与展望65-66
• 参考文献66-69
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文69-70
• 致谢70

【参考文献】

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本文编号：785571