基于Fuzzy-PID的人造板调施胶系统的研究

发布时间：2017-04-15 15:26

  本文关键词：基于Fuzzy-PID的人造板调施胶系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本课题以哈尔滨某人造板厂的“人造板调施胶系统的改造项目”为基础,主要针对我国目前人造板生产过程中生产技术落后、自动化程度低和生产设备破旧等问题,造成人造板生产效率低、质量差,资源浪费比较严重。目前我国大部分中小人造板企业生产设备还没有更新换代,生产线自动化程度较低,对生产管理和实时调控影响较大,这些人造板厂主要根据工艺配方要求进行人工控制,控制方法落后,无法达到预期目标。本文设计的人造板调施胶系统采用并行在线式调施胶生产工艺,取消传统人造板生产过程中混配胶液提前输送到贮胶罐的环节,实现了边调胶边施胶的并行在线工艺。人造板调施胶系统应用集散控制方式,上位机采用研华工控机,下位机采用OMRON公司的CJ1G-CPU45H型PLC,运用触摸屏作为监控界面,将运行系统的状态直接反馈显示,上位机与下位机之间通过Omron Controller Link进行通信。该人造板调施胶系统能够实现数据采集、处理、调胶施胶的自动控制,使纤维量和胶液量的添加比例维持在动态的高度平衡;完成对整个人造板调施胶生产过程中的实时监控、配方的设定、自动报警和历史数据的存储。降低了生产成本,保证了人造板的产品质量。由于在人造板生产过程工况复杂且彼此之间相互耦合,存在大时滞和强非线性的现象,在实际生产过程中受到各种因素的干扰,很难建立其准确的数学模型,传统的PID控制以传递函数为基础,只适用于线性定常系统,无法解决多输入多输出的非线性、时滞性及强耦合性的问题,控制效果不理想,而模糊控制则无需建立被控对象的准确数学模型,对于很难建模或无法建模的复杂对象,只需要根据生产过程经验建立模糊控制规则,设计出模糊控制器就可以完成控制要求,因此本文采用fuzzy-PID控制方法,解决了施胶量与纤维量精确配比的问题。
【关键词】：人造板 施胶控制 可编程序控制器PLC 模糊PID控制
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TS653;TP273
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 人造板调施胶控制技术现状和发展趋势11-12
• 1.2.1 人造板调施胶控制技术现状11-12
• 1.2.2 人造板调施胶控制技术发展趋势12
• 1.3 人造板调施胶控制系统存在的问题12-13
• 1.4 本文的主要研究内容13-14
• 第2章 人造板调施胶控制系统总体方案14-21
• 2.1 人造板调施胶控制系统概况14-17
• 2.1.1 人造板调施胶系统控制要求15-16
• 2.1.2 人造板调施胶系统结构图16-17
• 2.2 人造板调施胶系统硬件设计方案17-18
• 2.2.1 调施胶系统硬件配置17
• 2.2.2 调施胶系统PLC控制柜设计17-18
• 2.3 人造板调施胶系统软件设计方案18-20
• 2.4 人造板调施胶系统通信设计方案20
• 2.5 本章小结20-21
• 第3章 人造板调施胶控制系统设计21-40
• 3.1 人造板调施胶控制系统硬件设计21-27
• 3.1.1 PLC的选型21
• 3.1.2 PLC的I/O分配21-26
• 3.1.3 施胶泵的变频调速控制26-27
• 3.2 人造板调施胶系统软件设计27-36
• 3.2.1 OMRON CX-ONE软件简介28
• 3.2.2 PLC程序设计28-31
• 3.2.3 NS触摸屏设计31-36
• 3.4 人造板调施胶系统的通信设计36-39
• 3.4.1 PLC网络通信技术36-37
• 3.4.2 本系统网络通信实现方法37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 人造板调施胶系统控制算法研究40-55
• 4.1 人造板调施胶系统的一般控制方法40-41
• 4.2 人造板调施胶系统Fuzzy-PID控制器的设计41-45
• 4.2.1 选取模糊控制器结构41-42
• 4.2.2 输入输出量的模糊化42-43
• 4.2.3 建立模糊控制规则43-44
• 4.2.4 模糊推理和解模糊化44
• 4.2.5 PID参数在线调整44-45
• 4.3 Fuzzy-PID算法在PLC中的实现45-48
• 4.3.1 查询表的建立46
• 4.3.2 程序设计流程图46-47
• 4.3.3 梯形图程序设计47-48
• 4.4 MATLAB仿真分析48-54
• 4.4.1 控制对象模型的建立48
• 4.4.2 常规PID控制仿真分析48-50
• 4.4.3 Fuzzy-PID控制仿真分析50-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第5章 人造板调施胶系统的测试实验研究55-61
• 5.1 人造板调施胶系统的仿真测试55-59
• 5.1.1 Cx-Designer离线测试55-57
• 5.1.2 NS界面与Cx~programmer联合仿真测试57-59
• 5.2 现场设备测试59-60
• 5.3 本章小结60-61
• 结论61-62
• 参考文献62-65
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文65-67
• 致谢67-69
• 附录1 数据采集及处理69-76
• 附录2 调施胶控制76-86
• 附录3 符号注释86-90

【参考文献】

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本文编号：308699