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大型机场行李自动分拣系统及导入子系统研究与应用
作 者: 许新
导 师: 喻寿益
学 校: 中南大学
专 业: 控制科学与工程
关键词: 分拣系统 虚拟窗口 变频调速 多电机同步
分类号: TP274
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
随着国内民航运输市场的快速发展,机场进出港旅客数量不断增加,要求机场能够给旅客提供更加高效快捷的进港、离港服务,行李自动分拣系统是其中的核心环节。行李导入系统作为行李自动分拣系统的子系统,其导入的速度直接影响行李传送的效率,因此对行李导入子系统的研究具有重要的意义。首先介绍了机场行李自动分拣系统的概况和发展,并对整个系统的结构和功能作了详细的说明。重点对行李导入子系统进行了深入的研究:1对旅客值机系统的行李汇流提出了虚拟窗口的概念,并设计了两种控制算法,Window控制和Gap控制。详细分析了两种算法的原理,其中Window控制在实际中得到了应用。2建立行李导入分拣机的数学模型,通过理论计算,依据电动机运行的速度和输送带长度,获得电机运行时间的参数。采用变频调速同步控制使行李顺利导入行李托盘。针对电机单独控制和负载突变时电机不能同步运行的问题,采用基于补偿的模糊PID控制。仿真结果验证了该控制算法的有效性和实用性,能满足系统的需求。3根据行李分拣系统的功能需求分析,设计了以西门子PLCS7-400为核心的行李自动分拣控制系统,系统的硬件模块基于现场总线PROFIBUS-DP网络实现通讯,使用分布式I/O模块对现场设备进行控制。系统软件分为下位控制和上位监控两部分。下位采用基于设备的模块化编程,大大提高了程序的可读性和通用性。上位基于WinCC组态软件平台和全局脚本程序,实现了行李输送的全程监控。最后,总结了所做的研究工作,对目前行李自动分拣系统中其它的问题进行了简单的分析,对未来研究方向进行了展望。
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全文目录
摘要 3-4 ABSTRACT 4-8 第一章 绪论 8-14 1.1 课题的背景及其意义 8-9 1.2 国内外研究的现状 9-12 1.3 论文研究内容的章节安排 12-14 第二章 机场行李自动分拣系统组成及功能 14-21 2.1 系统的结构 14-18 2.1.1 离港系统 14-16 2.1.2 到港系统 16-18 2.2 离港系统的功能描述 18-20 2.2.1 旅客值机子系统 18 2.2.2 安检信息子系统 18-19 2.2.3 中转行李处理子系统 19 2.2.4 早到行李存储子系统 19-20 2.3 本章小结 20-21 第三章 行李自动分拣系统的虚拟窗口技术 21-28 3.1 窗口技术 21-22 3.2 虚拟窗口技术 22-24 3.2.1 Window控制 22-23 3.2.2 Gap控制 23-24 3.3 虚拟窗口的实现 24-27 3.3.1 Window控制的实现 24-26 3.3.2 Gap控制的实现 26-27 3.4 本章小结 27-28 第四章 行李导入子系统的电机同步控制 28-48 4.1 导入系统的数学模型 28-32 4.2 多变频器异步电机的同步控制 32-46 4.2.1 异步电机的调速原理 32-37 4.2.2 导入子系统电机的同步控制 37-40 4.2.3 基于补偿原理的模糊PID控制 40-43 4.2.4 改进后的电机同步控制 43-46 4.3 仿真与分析 46-47 4.4 本章小结 47-48 第五章 行李自动分拣系统硬件和软件设计 48-61 5.1 硬件设计 48-52 5.1.1 电气部分选型 48-51 5.1.2 PLC控制系统的设计 51-52 5.2 软件设计 52-60 5.2.1 STEP7 v5.4软件介绍 53-54 5.2.2 WinCC组态上位监控系统 54-56 5.2.3 下位软件结构 56-60 5.3 本章小结 60-61 第六章 总结与展望 61-63 6.1 总结 61 6.2 展望 61-63 参考文献 63-68 致谢 68-69 攻读学位期间主要的研究成果 69
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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