HQWP01A型多功能喷洒作业车操控系统研究

论文摘要

剥离型膜体大面积压制去污方法是大规模消除核事故所产生的放射性沉降物的一种先进技术,反应型压制去污剂多功能喷洒作业车是该方法应用体系中的重要作业机械,主要用于将具有压制去污效果的去污剂喷洒到空气中和地面上,控制污染扩散,为彻底恢复现场做准备。在辐射环境条件下,研制自动化水平高的操控系统对于提高喷洒效率、保护作业人员的安全具有非常重要的意义和使用价值。本文基于喷洒作业机械的技术要求,对HQWP01A型多功能喷洒作业车如何建立控制可靠灵活,操作简单方便的电子控制操作平台进行了研究开发,进行的主要工作包括：（1）根据喷洒作业车的工作原理和系统要求,提出喷洒作业车操控系统的设计原理,确定操控系统的整体设计方案。系统采用PLC与触摸屏的上下位机通信监控,实现在放射性污染环境下作业人员在驾驶室内完成对整车作业过程的实时操控,操作人员能够从触摸屏显示器上了解喷洒作业车工作过程的运行状态以及实时图像,通过屏幕参数设置实现对设备进行操作与控制。（2）基于对PLC的主要硬件组成和PLC系统设计原则的分析,重点对三菱FX2N系列的PLC的性能和系统需求进行研究,确定系统采用的PLC的基本单元型号,对PLC所需的特殊功能扩展模块进行分类研究。同时对其他相关的硬件设备进行选型,完成控制系统的硬件设计。（3）针对操控系统的方案,结合硬件设计基础,对PLC控制系统程序进行设计和开发。使用SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件根据控制要求和工艺流程进行PLC程序设计,与被控设备之间进行数据交换,使来自设备的数据与计算机图形界面上的各元素关联。为了达到对整个系统的操控,引进组态软件组态王进行人机界面设计,设计用户界面窗口,列出控制过程的所有变量,对人机界面进行程序编制,完成了整个操控系统的软件设计。结合视频控制与人机界面的现场数据两种通讯方式实现对喷洒作业车的反馈控制。（4）在对现有工作进行总结的基础上,提出了后续研究的重点和方向,尤其是有待于在基于PSTN（电话线）网络远程监控控制系统上进一步深入,以完成设计更完善、功能更强大的网络控制系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 国内外相关研究现状
• 1.2.1 喷洒作业车
• 1.2.2 自动控制系统
• 1.3 本文的研究目标和主要内容
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 第2章 喷洒作业车操控系统的总体设计
• 2.1 多功能喷洒作业车概况
• 2.1.1 喷洒作业车的组成
• 2.1.2 喷洒作业车工作原理
• 2.1.3 喷洒作业车的技术要求
• 2.2 喷洒作业车操控系统原理
• 2.3 操控系统功能组成
• 2.3.1 喷洒功能转换控制系统
• 2.3.2 温度控制系统
• 2.3.3 流量控制系统
• 2.3.4 报警/监控信息查询系统
• 2.4 操控系统设计要求
• 2.4.1 功能要求
• 2.4.2 软件设计要求
• 2.5 本章小结
• 第3章 喷洒作业车控制系统的硬件设计
• 3.1 PLC硬件设计
• 3.1.1 设计思想
• 3.1.2 FX2N系列PLC性能
• 3.1.3 PLC基本单元I/O端口分配
• 3.1.4 特殊功能扩展模块
• 3.2 变频器
• 3.3 其他硬件设备选型
• 3.3.1 流量计
• 3.3.2 压力变送器
• 3.3.3 摄像头
• 3.4 本章小结
• 第4章 喷洒作业车控制系统的软件设计
• 4.1 设计思想
• 4.2 程序编写
• 4.2.1 设备初始化程序段
• 4.2.2 B上料程序段
• 4.2.3 A上料程序段
• 4.2.4 A、B预调和地面喷洒程序段
• 4.2.5 高空喷洒程序段
• 4.3 本章小结
• 第5章 喷洒作业车操作系统的人机界面
• 5.1 触摸屏技术
• 5.1.1 触摸屏工作原理
• 5.1.2 触摸屏类型与发展
• 5.1.4 触摸屏选型
• 5.2 组态软件程序设计
• 5.2.1 设计思想
• 5.2.2 组态王建立工程的步骤
• 5.3 人机界面设计
• 5.3.1 人机界面功能
• 5.3.2 用户图形界面
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间参与的项目和发表的学术论文