基于PLC的皮带秤配料系统的设计及其算法研究

发布时间：2017-06-15 20:02

  本文关键词：基于PLC的皮带秤配料系统的设计及其算法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科学技术的不断发展,配料皮带秤系统经历了平稳良好的发展并已广泛应用于化工、煤炭、建材、冶金等行业中。皮带秤配料系统是将多种原料按照一定配比定量地混合物料并按一定的生产工艺加工的过程。论文以山东某建材厂的项目建设为研究背景,基于可编程控制技术和系统监控软件,再结合项目初步设计中对自动配料控制系统的功能要求,设计了一套皮带秤配料控制系统。论文主要完成了以下工作:(1)通过广泛阅读国内外自动配料系统设计的相关文献,对皮带秤自动配料系统的发展现状与应用前景进行了论述,对其存在的问题和发展趋势做出了总结。(2)简述了设计中皮带秤配料系统的基本工艺流程,根据其工艺流程制定了较为完整的设计方案,并对相关设备的结构、原理和功能依次进行了介绍。(3)采用可编程控制技术(PLC)对皮带秤配料系统进行软件设计,介绍系统上料、配料、出料部分的控制流程,给出电气控制原理图及基于PLC梯形图的编程程序,使该配料系统可以按工艺要求自动完成下料、称量、配料的全过程。(4)通过WinCC组态软件的应用,设计了皮带秤配料过程的上位机监控系统,阐述了系统如何采用WinCC设计系统的生产工艺界面,参数设置,工作报表,设备监控,故障显示及报警等功能界面,使用户在控制室就可以通过人机界面来控制系统的启动和停止、设置并显示系统参数等,完成系统的远程控制。(5)通过对皮带秤配料系统的分析,综合模糊控制原理和PID控制的各自特性,提出了模糊PID控制结构和算法,对模糊PID算法的原理进行阐述并利用MATLAB软件对系统进行仿真,对模糊PID算法的理论可行性进行验证,明显提高了配料控制系统的配料精度。
【关键词】：配料皮带秤 PLC WinCC组态监控 模糊PID控制 MATLAB仿真
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH715.195;TP273
【目录】：

• 摘要9-10
• Abstract10-12
• 第1章 绪论12-16
• 1.1 引言12
• 1.2 课题的研究背景及其研究意义12-13
• 1.3 皮带秤配料系统国内外的发展现状13-14
• 1.4 本文主要工作与研究内容14
• 1.5 本章小结14-16
• 第2章 皮带秤配料系统的整体结构16-30
• 2.1 皮带秤配料系统的基本工艺16
• 2.2 皮带秤配料系统的设计方案16-18
• 2.3 配料电子皮带秤的选择18-23
• 2.3.1 配料电子皮带秤的组成18-19
• 2.3.2 配料电子皮带秤的工作原理19
• 2.3.3 称重传感器19-21
• 2.3.4 变频器21-23
• 2.4 可编程控制器的概述23-28
• 2.4.1 PLC的系统组成23-25
• 2.4.2 PLC的工作原理25-27
• 2.4.3 PLC的分类27-28
• 2.4.4 PLC的编程语言28
• 2.5 本章小结28-30
• 第3章 PLC控制系统的程序设计30-56
• 3.1 系统的控制要求30-32
• 3.2 I/O地址分配32-34
• 3.3 PLC系统的选型34-38
• 3.4 电气控制系统原理图38-41
• 3.5 系统程序设计41-55
• 3.4.1 初始化程序41
• 3.4.2 手动控制程序41-43
• 3.4.3 模拟量处理43-46
• 3.4.4 流量计算46-48
• 3.4.5 PID控制电机转速48-51
• 3.4.6 自动程序51-53
• 3.4.7 Q点输出53-55
• 3.6 本章小节55-56
• 第4章 WinCC监控系统的设计56-63
• 4.1 组态软件的选择56
• 4.2 WinCC的功能与运用56-57
• 4.3 配料控制系统监控界面的介绍57-61
• 4.3.1 登录界面57-58
• 4.3.2 系统操作管理界面58-59
• 4.3.3 PID参数设置界面59-60
• 4.3.4 故障管理界面60
• 4.3.5 历史曲线记录界面60-61
• 4.4 WinCC与PLC的通信61-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第5章 控制系统的算法探究63-82
• 5.1 模糊控制63-66
• 5.1.1 模糊控制的理论基础63-64
• 5.1.2 模糊控制器的结构64-65
• 5.1.3 模糊控制的特点65-66
• 5.2 经典PID控制66-67
• 5.2.1 PID控制原理66
• 5.2.2 PID控制的特点66-67
• 5.3 模糊PID控制67-74
• 5.3.1 模糊PID的控制原理68
• 5.3.2 模糊PID的类型68-69
• 5.3.3 模糊PID控制器的实现69-74
• 5.4 MATLAB仿真74-80
• 5.4.1 仿真工具介绍74-75
• 5.4.2 系统的仿真研究与分析75-80
• 5.5 MATLAB与WinCC数据通讯的实现80
• 5.6 本章小结80-82
• 第6章 总结与展望82-84
• 6.1 论文工作总结82-83
• 6.2 后续展望83-84
• 参考文献84-86
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况86-87
• 致谢87

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