HQW-01型膜体回收车控制与操作系统研究

论文摘要

为适应现代核事故救援的需要，提高放射性污染快速清除技术和装备水平，研制自动化程度更高、清除效果更好的去污回收装置具有重要的军事意义和应用价值。本文基于放射性污染快速清除技术研究和膜体回收装置开发的需要，重点对HQW-01型膜体回收车的控制与操作系统开展研究，所进行的主要工作如下：（1）根据膜体回收车的工作原理和系统要求，提出了控制系统的设计依据、目标和原则，确定了膜体回收车控制系统的整体设计方案。控制系统的整个工作使回收车上位机与下位机有效的通信，操作人员能够从计算机上了解回收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控制。（2）在对比分析可编程控制器（PLC）及其主要部分CPU、I／O单元、存储器的特点和功能基础上，重点对欧姆龙CMP2A系列的PLC的性能和系统需求进行研究，确定了可编程控制器的选择。研究了变频器的调速原理和负载类型，确定选用西门子变频器。同时对系统需求的便携机等其他相关硬件进行选型，完成了控制系统的硬件设计。（3）针对控制系统的整体要求，结合硬件设计基础，重点进行了程序设计和功能开发。针对所选用的PLC，运用CX-Programmer编程软件根据控制要求和工艺过程进行编程设计，与采集、控制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。为了达到对整个控制系统的操控，引进组态软件Intouch9．0进行人机界面设计，设计显示界面窗口，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了对回收车的反馈控制。（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 课题研究的目的和意义
• 1.2 国外研究情况
• 1.3 国内研究情况
• 1.4 计算机控制系统的应用现状和发展方向
• 1.5 可编程序控制器（PLC）的发展历程和特点
• 1.5.1 PLC的发展历程
• 1.5.2 PLC的主要特点和发展趋势
• 1.6 本文研究的目标和主要内容
• 1.6.1 研究目标
• 1.6.2 研究内容
• 1.7 本章小结
• 第2章 系统总体方案设计
• 2.1 计算机控制系统
• 2.1.1 计算机控制系统简介
• 2.1.2 计算机控制系统分类
• 2.2 课题背景及对控制系统的要求
• 2.2.1 膜体回收车基本工作原理
• 2.2.2 回收车技术要求
• 2.2.3 回收系统构成
• 2.2.4 系统功能分析
• 2.3 控制系统概况
• 2.4 控制系统设计依据、目标、原则
• 2.4.1 方案设计依据
• 2.4.2 技术规范和标准
• 2.4.3 设计目标
• 2.4.4 设计原则
• 2.5 控制系统设计方案
• 2.5.1 人机接口
• 2.5.2 控制主体选择
• 2.5.3 电源供给
• 2.5.4 开发软件平台
• 2.5.5 控制系统组成
• 2.5.6 控制系统与人机界面优化设计
• 2.6 监控软件特点
• 2.7 本章小结
• 第3章 控制系统硬件设计
• 3.1 PLC的基本组成
• 3.2 PLC各部分的作用
• 3.2.1 中央处理单元（CPU）
• 3.2.2 I/O单元
• 3.2.3 存储器
• 3.3 A/D和D/A转换
• 3.3.1 A/D和D/A原理
• 3.3.2 模拟量输入输出系统
• 3.3.3 输入输出数据的处理
• 3.4 PLC的主要特点
• 3.5 OMRON CMP2A系列PLC
• 3.5.1 CPM2A系列PLC的性能
• 3.5.2 基本功能
• 3.5.3 CPU单元结构
• 3.5.4 OMRONCPM2A系列PLC的工作原理
• 3.6 变频器的选择
• 3.6.1 变频调速原理
• 3.6.2 异步电动机变频调速控制方式
• 3.6.3 负载的分类
• 3.6.4 变频器的选型
• 3.7 其他硬件选型
• 3.7.1 军用便携式计算机
• 3.7.2 直流变换器
• 3.7.3 继电器
• 3.7.4 彩色日夜两用防水摄像机
• 3.8 本章小结
• 第4章 控制与操作系统软件设计
• 4.1 PLC系统软件及工作过程
• 4.2 控制要求及工艺过程
• 4.3 I/O地址分配
• 4.4 系统流程图
• 4.5 程序设计
• 4.5.1 编程工具软件与编程语言
• 4.5.2 程序设计
• 4.6 本章小结
• 第5章 工业组态软件与人机界面
• 5.1 组态软件的构成
• 5.1.1 使用软件的工作阶段划分
• 5.1.2 按照成员构成划分
• 5.1.3 组态软件扩展可选组件
• 5.2 组态软件的功能特点
• 5.3 组态软件的数据处理流程
• 5.4 In Touch组态软件介绍
• 5.4.1 In Touch软件介绍
• 5.4.2 体系结构
• 5.4.3 其它的分布式系统特性
• 5.4.4 In Touch应用能力
• 5.4.5 报警处理
• 5.5 In Touch软件选用
• 5.5.1 编程软件功能与环境
• 5.5.2 应用软件制作步骤
• 5.5.3 程序编写
• 5.6 人机界面
• 5.6.1 功能
• 5.6.2 人机界面程序编制
• 5.7 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 参考资料
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文