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带式输送机集中监控系统及驱动控制系统的研究

作　者: 郑慧君
导　师: 宋伟刚
学　校: 东北大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 带式输送机控制系统模糊控制上位监控
分类号: TH222
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

带式输送机作为输送散料的最可靠、经济的设备,已成为我国煤炭、冶金、电力、建材、石油、化工等许多行业主要运输设备之一。随着生产能力的不断提高,带式输送机朝着大功率、长距离、大运量、高速度方向发展,因此带式输送机的可控起动、电动机的功率平衡和集中监控的研究更加重要。因此本文对带式输送机智能控制的这些问题进行研究。根据大功率长距离输送机的运行需要,分析带式输送机液粘调速自动控制系统组成,包括上位监控、PLC控制器、现场设备和各种保护传感器。研究控制内容和PLC控制过程,详细绘制了PLC对带式输送机软起动,多电动机功率平衡的程序流程。对比现有的输送机控制驱动方式的优缺点,研究液体粘性离合器+电动机+减速器的驱动方式。对液体粘性离合器工作原理和PID控制模式进行了分析,包括系统控制方式、控制特点以及数学模型等。在二阶系统模型的基础上,针对其动态响应情况,分析了响应各阶段PID参数对系统性能的影响,进而提出PID参数的整定原则。通过分析目前各参数整定方法存在的问题,提出液体粘性离合器基于模糊控制技术的PID参数自整定的方法。分析模糊控制系统控制结构和控制原理,包括模糊化接口、综合数据库、模糊推理技术、解模糊技术等,在此基础上根据液粘调速系统的需要,建立参数自整定模糊控制器的系统结构,并对模糊自整定系统的输入输出变量进行选取与量化；结合专家经验建立了模糊控制规则,完成控制系统规则库的设计,并采用最小-最大-加权平均进行模糊推理与解模糊。采用MatLab软件对所建立的基于模糊PID参数自整定系统进行仿真和性能研究,并分析仿真结果。根据带式输送机控制系统上位监控的需要,编制了监控软件,实现LabVIEW与AB-PLC的数据通信、数据采集、操作显示、报警、报表等功能。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-14
  1.1 带式输送机自动控制的意义  10-11
  1.2 带式输送机智能控制的国内外应用现状及发展趋势  11-12
    1.2.1 带式输送机监控技术发展趋势  11-12
    1.2.2 带式输送机的起动过程控制技术研究现状  12
  1.3 论文研究的内容和方法  12-14
第2章带式输送机控制系统分析与总体方案  14-30
  2.1 带式输送机控制系统分析  14-18
    2.1.1 软起动控制系统  14-17
    2.1.2 带式输送机的机电保护装置  17-18
  2.2 带式输送机控制系统总体方案  18-20
  2.3 带式输送机控制系统硬件  20-22
    2.3.1 上位机部分  20
    2.3.2 PLC可编程序控制器部分  20
    2.3.3 控制系统部分元器件的选型和接线  20-22
  2.4 输送机起动和电动机功率平衡控制过程  22-25
    2.4.1 输送机起动过程分析  22-23
    2.4.2 电动机功率平衡控制  23-25
  2.5 输送机控制程序设计  25-30
    2.5.1 PLC的I/O地址分配  26-27
    2.5.2 RSLogix 500梯形图程序编辑和下载  27-30
第3章液体粘性调速离合器控制特性的研究  30-41
  3.1 液体粘性传动及液粘调速离合器的工作原理  30-32
    3.1.1 牛顿内摩擦定律  30-31
    3.1.2 液粘调速离合器的工作原理  31-32
  3.2 液粘调速系统的控制模式  32-33
  3.3 液粘调速系统的数学模型  33-37
    3.3.1 液粘调速系统模型提炼  33-34
    3.3.2 液粘调速离合器控制系统数学模型  34-37
  3.4 PID各参数对液粘离合器调速系统控制特性的影响  37-40
    3.4.1 液粘调速系统控制特性指标  37-38
    3.4.2 PID各参数对系统控制特性的影响  38-40
  3.5 液体粘性离合器PID控制系统参数整定存在问题分析  40-41
第4章参数自整定模糊PID在液粘调速系统中的应用研究  41-57
  4.1 模糊控制系统的基本结构与原理  41-45
  4.2 参数自整定模糊PID设计  45-53
    4.2.1 模糊控制系统总体结构设计  45-47
    4.2.2 输入输出变量的选取与量化  47-48
    4.2.3 液体粘性离合器调速系统PID参数整定的原则  48-50
    4.2.4 模糊控制规则库的设计  50-52
    4.2.5 模糊推理与解模糊  52
    4.2.6 系统控制算法实现  52-53
  4.3 模糊PID系统仿真  53-57
    4.3.1 仿真软件简介  53
    4.3.2 模糊PID系统仿真  53-57
第5章上位监控软件开发  57-68
  5.1 概述  57-58
  5.2 LabVIEW简介  58-59
  5.3 建立LabVIEW与AB-PLC的通信  59-62
    5.3.1 LabVIEW基于DataSocket的OPC技术  59-60
    5.3.2 LabVIEW与AB-PLC的数据通信  60-62
  5.4 LabVIEW在带式输送机监控系统中的应用  62-68
    5.4.1 设置用户权限  62-63
    5.4.2 操作显示  63-65
    5.4.3 报警显示  65
    5.4.4 数据采集  65
    5.4.5 报表  65-68
第6章结论  68-69
参考文献  69-72
致谢  72

带式输送机集中监控系统及驱动控制系统的研究

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