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混凝土搅拌站控制系统设计

作　者: 陈彦博
导　师: 程万胜
学　校: 辽宁科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 混凝土搅拌站模糊控制 PID PLC WINCC
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着城乡现代化建设的快速发展和国家一系列重点工程的相继启动，市场对混凝土的需求量越来越大，对其质量标准要求越来越高，同时对混凝土搅拌设备的要求也越来越严格。但跟发达国家相比，国内的混凝土搅拌站控制系统在配料精度和速度方面还存在很大的差距。因此，开发高精度、高速度和高智能化的搅拌站控制系统是当前亟待解决的主要问题。本文在对不同形式混凝土搅拌站控制系统进行详细对比分析的基础上，针对目前控制系统精度不高、生产效率低等问题，利用迭代自学习式算法对系统配料误差进行提前补偿，利用模糊PID控制算法对阀门和变频器进行控制，设计了一套高智能、高精度、高效率的混凝土搅拌站控制系统。文中首先阐述了混凝土搅拌站的背景、工艺流程、种类、组成和国内外发展现状，然后建立了混凝土搅拌站控制系统数学模型，并进行了实验仿真，解决配料误差超标的突出问题，为控制算法的实现提供了可靠依据；最后以工控机和PLC为核心实现了整个搅拌站生产流程和控制算法；监控系统采用了基于数据库技术的系统软件，实现了生产数据的自动归档和多方式查询，最终实现了对混凝土搅拌站整个生产过程的自动控制。实验结果表明，本文所设计的混凝土搅拌站智能控制系统有效提高了混凝土搅拌站的配料速度和配料精度，满足实际工程高精度、高速度和高智能化的要求，具有一定的推广应用价值。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
1. 绪论  9-21
  1.1 混凝土搅拌站  9-15
    1.1.1 混凝土搅拌站的工艺流程  10-11
    1.1.2 混凝土搅拌站的种类  11-14
    1.1.3 混凝土搅拌站的组成  14-15
  1.2 混凝土搅拌站的控制系统  15-18
    1.2.1 混凝土搅拌站的控制系统  15-17
    1.2.2 混凝土搅拌站的监控系统  17-18
  1.3 凝土搅拌站国内外现状  18-19
  1.4 本文研究的主要内容  19-21
2. 控制系统算法研究  21-31
  2.1 模糊控制算法  21-27
    2.1.1 模糊控制原理  22
    2.1.2 模糊控制器设计  22-23
    2.1.3 模糊化处理  23-24
    2.1.4 建立模糊控制器的模糊集合及其隶属度函数  24-26
    2.1.5 建立模糊控制器的模糊控制规则表  26-27
  2.2 PID 控制算法  27-28
  2.3 模糊 PID 并联控制  28-29
  2.4 本章小结  29-31
3. 控制系统总体设计  31-39
  3.1 原理介绍  31-32
  3.2 模糊结合 PID 控制算法设计  32-33
  3.3 建立称量系统模型  33-34
  3.4 仿真运行效果及分析  34-35
  3.5 落差值的迭代算法  35-37
  3.6 本章小结  37-39
4. 混凝土搅拌站控制系统配置及算法实现  39-49
  4.1 控制系统硬件配置及组态  39-42
    4.1.1 PLC 系统硬件配置  40-41
    4.1.2 硬件组态  41-42
  4.2 控制算法的实现  42-46
    4.2.1 模糊控制器的 PLC 实现  43-44
    4.2.2 PID 的 PLC 实现  44-46
  4.3 控制系统实际运行效果及分析  46-47
  4.4 本章小结  47-49
5. 搅拌站监控系统的设计  49-67
  5.1 组态软件 WinCC  49
  5.2 功能设计  49-50
  5.3 上位机监控系统  50-65
    5.3.1 启动画面  50-51
    5.3.2 监控画面及其实现功能  51-55
    5.3.3 配方调整  55-57
    5.3.4 信息输入  57-59
    5.3.5 记录查询  59-62
    5.3.6 参数设置  62-64
    5.3.7 校称  64-65
  5.4 本章小结  65-67
6. 总结与展望  67-69
  6.1 存在的问题与期望  67
  6.2 总结  67-69
参考文献  69-71
附录 A 控制算法 PLC 程序  71-91
致谢  91-93
作者简介  93-94

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