带式输送机集中监控系统及驱动控制系统的研究

论文摘要

带式输送机作为输送散料的最可靠、经济的设备,已成为我国煤炭、冶金、电力、建材、石油、化工等许多行业主要运输设备之一。随着生产能力的不断提高,带式输送机朝着大功率、长距离、大运量、高速度方向发展,因此带式输送机的可控起动、电动机的功率平衡和集中监控的研究更加重要。因此本文对带式输送机智能控制的这些问题进行研究。根据大功率长距离输送机的运行需要,分析带式输送机液粘调速自动控制系统组成,包括上位监控、PLC控制器、现场设备和各种保护传感器。研究控制内容和PLC控制过程,详细绘制了PLC对带式输送机软起动,多电动机功率平衡的程序流程。对比现有的输送机控制驱动方式的优缺点,研究液体粘性离合器+电动机+减速器的驱动方式。对液体粘性离合器工作原理和PID控制模式进行了分析,包括系统控制方式、控制特点以及数学模型等。在二阶系统模型的基础上,针对其动态响应情况,分析了响应各阶段PID参数对系统性能的影响,进而提出PID参数的整定原则。通过分析目前各参数整定方法存在的问题,提出液体粘性离合器基于模糊控制技术的PID参数自整定的方法。分析模糊控制系统控制结构和控制原理,包括模糊化接口、综合数据库、模糊推理技术、解模糊技术等,在此基础上根据液粘调速系统的需要,建立参数自整定模糊控制器的系统结构,并对模糊自整定系统的输入输出变量进行选取与量化；结合专家经验建立了模糊控制规则,完成控制系统规则库的设计,并采用最小-最大-加权平均进行模糊推理与解模糊。采用MatLab软件对所建立的基于模糊PID参数自整定系统进行仿真和性能研究,并分析仿真结果。根据带式输送机控制系统上位监控的需要,编制了监控软件,实现LabVIEW与AB-PLC的数据通信、数据采集、操作显示、报警、报表等功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 带式输送机自动控制的意义
• 1.2 带式输送机智能控制的国内外应用现状及发展趋势
• 1.2.1 带式输送机监控技术发展趋势
• 1.2.2 带式输送机的起动过程控制技术研究现状
• 1.3 论文研究的内容和方法
• 第2章 带式输送机控制系统分析与总体方案
• 2.1 带式输送机控制系统分析
• 2.1.1 软起动控制系统
• 2.1.2 带式输送机的机电保护装置
• 2.2 带式输送机控制系统总体方案
• 2.3 带式输送机控制系统硬件
• 2.3.1 上位机部分
• 2.3.2 PLC可编程序控制器部分
• 2.3.3 控制系统部分元器件的选型和接线
• 2.4 输送机起动和电动机功率平衡控制过程
• 2.4.1 输送机起动过程分析
• 2.4.2 电动机功率平衡控制
• 2.5 输送机控制程序设计
• 2.5.1 PLC的I/O地址分配
• 2.5.2 RSLogix 500梯形图程序编辑和下载
• 第3章 液体粘性调速离合器控制特性的研究
• 3.1 液体粘性传动及液粘调速离合器的工作原理
• 3.1.1 牛顿内摩擦定律
• 3.1.2 液粘调速离合器的工作原理
• 3.2 液粘调速系统的控制模式
• 3.3 液粘调速系统的数学模型
• 3.3.1 液粘调速系统模型提炼
• 3.3.2 液粘调速离合器控制系统数学模型
• 3.4 PID各参数对液粘离合器调速系统控制特性的影响
• 3.4.1 液粘调速系统控制特性指标
• 3.4.2 PID各参数对系统控制特性的影响
• 3.5 液体粘性离合器PID控制系统参数整定存在问题分析
• 第4章 参数自整定模糊PID在液粘调速系统中的应用研究
• 4.1 模糊控制系统的基本结构与原理
• 4.2 参数自整定模糊PID设计
• 4.2.1 模糊控制系统总体结构设计
• 4.2.2 输入输出变量的选取与量化
• 4.2.3 液体粘性离合器调速系统PID参数整定的原则
• 4.2.4 模糊控制规则库的设计
• 4.2.5 模糊推理与解模糊
• 4.2.6 系统控制算法实现
• 4.3 模糊PID系统仿真
• 4.3.1 仿真软件简介
• 4.3.2 模糊PID系统仿真
• 第5章 上位监控软件开发
• 5.1 概述
• 5.2 LabVIEW简介
• 5.3 建立LabVIEW与AB-PLC的通信
• 5.3.1 LabVIEW基于DataSocket的OPC技术
• 5.3.2 LabVIEW与AB-PLC的数据通信
• 5.4 LabVIEW在带式输送机监控系统中的应用
• 5.4.1 设置用户权限
• 5.4.2 操作显示
• 5.4.3 报警显示
• 5.4.4 数据采集
• 5.4.5 报表
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢