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移动式海关集装箱检查系统同步技术及控制系统应用研究

作　者: 吴进军
导　师: 刘长风；王西峰
学　校: 机械科学研究院
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 集装箱检查系统同步控制现场总线模糊-PID复合控制
分类号: TP274.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

现代海关集装箱检查系统是海关边境口岸、海港、航空港等领域打击走私、虚假报关和反恐怖的有力武器。建立基于PROFIBUS现场总线的分布式网络控制系统、实现有效的集装箱移动门架同步控制方案是集装箱检查系统安全、稳定、可靠运行的重要保证。本选题着重于某型号组合移动式钴-60海关集装箱检查系统的控制系统设计和移动门架同步控制技术的研究。针对伺服控制系统成本较高而普通三相异步电机变频传动直接控制精度不高的特点，文中重点讨论了PID算法和模糊控制算法在本系统中的实现以进一步提高变频传动系统的控制性能；设计出基于PROFIBUS现场总线的分布式网络控制系统；进行了系统手动和自动两种运行方式的设计；针对海关集装箱检查系统高的安全性、稳定性、可靠性及可维护性，建立起了系统数据通讯、故障自诊断、安全连锁的硬件和软件环境；最后进行了工程安装与调试。实践表明，本文提出的同步控制策略较好的改善了系统的运动性能，所建立的基于PROFIBUS现场总线的分布式网络控制系统设计合理，工作可靠，适应了现代化海关工作的需要。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章引言  7-16
  1.1 海关集装箱检查系统  7-8
  1.2 自动控制与现场总线技术发展  8-10
  1.3 同步控制技术综述  10-14
  1.4 本论文目的和主要工作  14-16
第二章 PROFIBUS现场总线及SIEMENS SIMATI全集成自动化系统应用分析  16-26
  2.1 PROFIBUS现场总线协议  16-23
    2.1.1 现场总线  16
    2.1.2 PROFIBUS现场总线协议  16-17
    2.1.3 PROFIBUS-DP协议  17-23
  2.2 SIEMENS SIMATIC全集成自动化系统分析及应用  23-26
    2.2.1 全集成自动化  23-24
    2.2.2 编程和工程工具  24-26
第三章同步控制算法研究及实现  26-55
  3.1 系统数学模型分析  27-35
    3.1.1 三相异步交流电机状态空间模型  27-30
    3.1.2 变频调速原理及SIEMENS MMV变频器分析  30-32
    3.1.3 控制系统模型简化及实验分析  32-35
  3.2 同步控制系统结构的分析  35-36
  3.3 集装箱检查系统PID同步控制算法的研究  36-44
    3.3.1 PID控制算法  36-38
    3.3.2 数字PID算法干扰的抑制(数字滤波)  38-39
    3.3.3 集装箱检查系统PID控制器的实现  39-42
    3.3.4 系统采样周期的确定  42-44
  3.4 集装箱检查系统模糊-PID同步控制算法的研究  44-55
    3.4.1 模糊-PID同步控制结构设计  44
    3.4.2 模糊控制算法  44-47
    3.4.3 集装箱检查系统模糊-PID同步控制算法实现  47-52
    3.4.4 模糊-PID复合控制的实现  52-55
第四章控制系统硬件及软件工程实现  55-87
  4.1 制系统主要技术特点及总体方案设计  55-57
  4.2 控制系统网络结构分析与设计  57-58
  4.3 现场控制器工程实现  58-73
    4.3.1 现场控制器硬件、软件结构分析  58-60
    4.3.2 现场控制器硬件设计及组态编程  60-73
  4.4 就地操作台工程实现  73-83
    4.4.1 操作界面及功能设计  75
    4.4.2 操作界面控制及状态显示  75-76
    4.4.3 操作界面子站-TP27  76-83
  4.5 网络数据通讯及故障诊断  83-87
    4.5.1 控制系统网络数据通讯  83-84
    4.5.2 故障诊断及安全联锁  84-87
第五章结论  87-88
致谢  88-89
硕士期间发表的论文  89-90
主要参考文献  90-91

移动式海关集装箱检查系统同步技术及控制系统应用研究

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