同步碎石封层车沥青温度、沥青洒布量和碎石撒布量控制研究

论文摘要

沥青温度控制、沥青泵转速与布料辊转速控制是同步碎石封层技术的关键部分,其控制精度决定了高温沥青与碎石的粘结效果。本文通过以SIMATIC S7-200系列CPU-224的PLC作为主控制器分别对沥青温度控制系统、沥青泵转速与布料辊转速控制系统作较为深入地设计研究,希望能给PLC在同步碎石封层设备控制系统上应用起个抛砖引玉的作用。本文首先简要地介绍了沥青温度控制、沥青泵转速和布料辊转速控制的功能结构与控制方式,提出了对这三个量控制的重要性;并从硬件结构上作了必要的介绍与分析;接着介绍了温度控制系统:采用S7-200PLC的CPU224模块为主控制器,以热电偶温度传感器和智能温度数据采集模块EM23l作为温度数据采集,并将采集到的温度数值显示在HMI上;同时通过过零触发电路发出触发信号控制双向晶闸管KS的通断,以控制燃烧器的工作时间,实现对温度的控制,构成PID闭环温度控制系统;然后介绍了转速监控系统:采用S7-200PLC的CPU224模块为主控制器,以电涡流电感接近开关作为转速采集装置,并把采集来的信号以数值方式显示在HMI上;利用主控制器产生PWM脉冲波,通过对程序参数的改变,来调节PWM占空比,以控制电液比例方向流量阀L90LS01实现截流调速。最后通过室内模拟试验,证实了软硬件设计可行性和稳定性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 沥青温度控制、沥青洒布量和石料撒布量控制的设计差别
• 1.2.1 沥青温度控制的设计差别
• 1.2.2 沥青洒布量和石料撒布量控制设计差别
• 1.3 课题的提出
• 1.4 研究的主要内容
• 第二章 同步碎石封层车三个量的控制
• 2.1 沥青温度监控系统
• 2.1.1 沥青温度监控系统的机械结构
• 2.1.2 沥青温度监控系统的电控部分
• 2.1.3 沥青温度监控系统的液压部分
• 2.2 沥青洒布量的控制结构
• 2.2.1 沥青洒布量控制的机械结构
• 2.2.2 沥青洒布量控制的电控部分
• 2.2.3 沥青洒布量控制的液压部分
• 2.3 碎石撒布量的控制结构
• 2.3.1 碎石撒布量控制的机械结构
• 2.3.2 碎石撒布量控制的电控部分
• 2.3.3 碎石撒布量控制的液压部分
• 第三章 三个量的控制系统硬件设计
• 3.1 控制器及其扩展的简介
• 3.1.1 可编程控制器（PLC）的特点
• 3.1.2 SIMATIC S7-200 系列CPU-224 及其扩展的简介
• 3.2 沥青温度采集系统的硬件设计
• 3.2.1 热电偶温度传感器
• 3.2.2 热电偶温度传感器选型
• 3.3 沥青温度控制系统的硬件设计
• 3.3.1 触发电路
• 3.3.2 双向晶闸管
• 3.4 电涡流式传感器
• 3.4.1 电涡流式传感器工作原理
• 3.4.2 电涡流式传感器选型
• 3.4.3 电涡流传感器与PLC 的接线
• 3.5 MT506TV 人机交互界面及其设计软件简介
• 3.5.1 MT506TV 人机交互界面
• 3.5.2 EasyBuilder500 软件简介
• 3.6 SIMATICS7-200CPU224 的PWM 输出功能介绍
• 第四章 沥青温度的控制原理及其程序设计
• 4.1 沥青温度控制
• 4.1.1 温度控制系统工作原理
• 4.1.2 温度控制的PID 算法
• 4.2 沥青温度控制的软件设计
• 4.2.1 初始化设置
• 4.2.2 数字滤波
• 4.2.3 主控制程序
• 第五章 沥青洒布量的控制原理及其程序设计
• 5.1 阀控马达速度系统
• 5.2 沥青泵转速检测原理
• 5.3 转速测量方法的选择及其精度分析
• 5.3.1 转速测量方法的选择
• 5.3.2 速度测量精度分析
• 5.4 沥青泵转速控制原理
• 5.4.1 分段控制算法
• 5.4.2 PWM 控制技术对电液比例方向流量阀的控制
• 5.5 沥青泵转速控制软件设计
• 5.5.1 转速采集程序设计
• 5.5.2 PWM 的初始化和操作步骤
• 5.5.3 输出脉冲波形
• 第六章 三个量控制的模拟实验
• 6.1 实验目的
• 6.2 实验内容与要求
• 6.3 实验步骤
• 6.3.1 温度控制实验步骤
• 6.3.2 PWM 脉冲波输出实验
• 6.4 实验结果分析
• 6.4.1 温度监控系统模拟实验分析
• 6.4.2 部分沥青泵转速实验结果分析
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢