基于DCS的超高分子量聚乙烯纤维生产线控制系统设计和运行

发布时间：2017-08-29 19:01

  本文关键词：基于DCS的超高分子量聚乙烯纤维生产线控制系统设计和运行

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【摘要】：超高分子量聚乙烯纤维是继碳纤维和芳纶纤维之后的世界第三代高强、高模、高抗的特种纤维,近年来得到迅速发展,针对其生产制备过程环节多尤其是对牵伸机速度要求同时起停、同比例调整及单台调整的特点,如何设计一套稳定可靠、易用扩展的生产线控制系统成为大规模工业化生产时需要重点考虑的问题。本文以山东爱地高分子材料有限公司的超高分子量聚乙烯纤维生产线控制系统设计为背景,主要研究了基于DCS(分布控制系统)的系统设计,包括DCS系统的控制方案设计,控制硬件设计、控制软件设计、现场运行分析等,并对实际现场运行情况进行了总结。根据实际应用要求,设计了一套基于32位ARM处理器LPC2132的现场控制器和基于VB的上位机软件,DCS系统采用RS-485现场总线进行通讯,实现了温度、压力等数据的采集及在人机界面显示、存储、处理,生产线速度控制等功能。具体工作如下：1.给出了DCS系统的总体控制方案设计,包括系统的层级结构、总线设计和传动系统的设计。2.详细说明了DCS系统的总体硬件设计方案,包括人机界面的选型、现场控制器各单元电路的设计及器件选型；介绍了变频器的选型和参数配置。3.阐述了软件系统的设计原则,针对底层控制器,利用C语言在ARM处理器LPC2132上进行编程控制实现了底层数据的采集和控制,给出了程序流程图；而针对上位机部分,则利用VB6.0编写了控制系统的上位机软件。4.给出了超高分子量聚乙烯纤维生产线的调速、温度等参数采集和控制的现场运行界面。5.对现有系统的优势和发展方向进行了总结和展望。该系统具有界面友好,操作简单,易于扩展、成本低等优点。安装运行以来,工作性能稳定可靠,满足了不同产品规格下的柔性生产需求。
【关键词】：超高分子量聚乙烯纤维生产线 DCS系统 ARM2132 控制系统
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ342.61;TP273
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 项目背景10-11
• 1.2 Trevo(?)纤维生产及生产工艺国内外现状11-13
• 1.3 Trevo(?)纤维生产控制装置国内外现状13-14
• 1.4 分散控制系统的概述14-16
• 1.4.1 分散控制系统的基本结构15
• 1.4.2 分散控制系统的优势15-16
• 1.5 课题来源及本文主要研究内容16-18
• 第2章 基于DCS的Trevo(?)纤维生产线控制系统方案设计18-29
• 2.1 Trevo(?)纤维生产工艺要求分析18-20
• 2.2 Trevo(?)纤维生产线DCS控制系统的总体设计20-23
• 2.2.1 系统的主要控制功能20-21
• 2.2.2 Trevo(?)纤维生产线DCS系统网络结构21-22
• 2.2.3 控制系统总线设计22-23
• 2.3 传动系统设计23-26
• 2.3.1 电动机的选择24-25
• 2.3.2 回馈制动电路设计25-26
• 2.4 单条Trevo(?)纤维生产线控制系统方案设计26-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 Trevo(?)纤维生产线控制系统硬件设计29-43
• 3.1 服务器和现场工作站选型29-30
• 3.2 现场控制器硬件电路设计30-39
• 3.2.1 ARM和嵌入式系统概述30-31
• 3.2.2 32位ARM处理器LPC213231-32
• 3.2.3 LPC2132的系统结构和电路设计32-34
• 3.2.4 铁电存储器电路设计34-35
• 3.2.5 通讯单元电路设计35-36
• 3.2.6 电源电路LM2576设计36-39
• 3.3 变频器的选择39-42
• 3.3.1 概述39-40
• 3.3.2 变频调速的控制方式选择设计40
• 3.3.3 富士E1S变频器频率设定方式的设计40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第4章 Trevo(?)纤维生产线控制系统软件设计43-53
• 4.1 上位机软件系统设计43-47
• 4.1.1 VB 6.0简介43-44
• 4.1.2 上位机运行界面设计44-45
• 4.1.3 现场调速功能的实现45-47
• 4.2 现场控制器软件设计47-52
• 4.2.1 主程序设计47-49
• 4.2.2 各部分子程序设计49-51
• 4.2.3 程序代码编写51-52
• 4.3 本章小结52-53
• 第5章 现场应用及运行分析53-56
• 5.1 现场控制器模块和现场工作站的现场应用53-54
• 5.2 系统的现场运行54-56
• 第6章 总结和展望56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-61
• 附录1：软件程序代码61-66
• 学位论文评阅及答辩情况表66

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本文编号：754890