大型机场行李自动分拣系统及导入子系统研究与应用

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景及其意义
• 1.2 国内外研究的现状
• 1.3 论文研究内容的章节安排
• 第二章 机场行李自动分拣系统组成及功能
• 2.1 系统的结构
• 2.1.1 离港系统
• 2.1.2 到港系统
• 2.2 离港系统的功能描述
• 2.2.1 旅客值机子系统
• 2.2.2 安检信息子系统
• 2.2.3 中转行李处理子系统
• 2.2.4 早到行李存储子系统
• 2.3 本章小结
• 第三章 行李自动分拣系统的虚拟窗口技术
• 3.1 窗口技术
• 3.2 虚拟窗口技术
• 3.2.1 Window控制
• 3.2.2 Gap控制
• 3.3 虚拟窗口的实现
• 3.3.1 Window控制的实现
• 3.3.2 Gap控制的实现
• 3.4 本章小结
• 第四章 行李导入子系统的电机同步控制
• 4.1 导入系统的数学模型
• 4.2 多变频器异步电机的同步控制
• 4.2.1 异步电机的调速原理
• 4.2.2 导入子系统电机的同步控制
• 4.2.3 基于补偿原理的模糊PID控制
• 4.2.4 改进后的电机同步控制
• 4.3 仿真与分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 行李自动分拣系统硬件和软件设计
• 5.1 硬件设计
• 5.1.1 电气部分选型
• 5.1.2 PLC控制系统的设计
• 5.2 软件设计
• 5.2.1 STEP7 v5.4软件介绍
• 5.2.2 WinCC组态上位监控系统
• 5.2.3 下位软件结构
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果