玻璃配料控制系统及其算法研究

论文摘要

玻璃是国民经济各部门中应用最广泛的材料之一,随着汽车工业、建筑业、家电工业和高精度仪器工业的迅速发展,用户对玻璃的质量提出了更高的要求。实现玻璃生产中原料配比的高精度控制是提高玻璃质量的关键技术之一,近年来成为国内外学者的研究热点。本文系统分析了玻璃配料生产工艺流程,给出了玻璃配料控制系统的控制要求；深入研究了DeviceNet现场总线的通讯原理和技术特点,设计了基于DeviceNet的玻璃配料控制系统；并给出了该系统的软硬件流程和具体实现方法。针对实际运行时传统PID的控制精度不高的问题；结合玻璃配料控制系中电子秤机械结构得出了物料称重系统数学模型,引入自适应模糊PID控制算法,仿真结果表明该算法具有很好的控制效果,为系统进一步优化提出了解决方案。通过仿真结果验证了所提出算法的可行性预计能够更好的满足控制要求。通过现场实际运行表明,基于现场总线的玻璃配料控制系统具有运行稳定、故障率低和通信效率高的优点,同时系统成本大大降低。所设计的玻璃配料控制系统能够很好的满足生产现场的需要。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 玻璃配料控制系统的研究现状
• 1.3 本文的主要工作及结构安排
• 第2章 现场总线技术
• 2.1 现场总线技术
• 2.2 DeviceNet现场总线技术
• 2.2.1 DeviceNet现场总线
• 2.2.2 DeviceNet网络结构
• 2.2.3 DeviceNet技术特点
• 2.2.4 DeviceNet技术特点
• 2.3 EtherNet/IP现场总线技术
• 2.4 本章小结
• 第3章 系统总体设计与硬件设计
• 3.1 玻璃配料系统工艺
• 3.2 玻璃配料控制系统组成
• 3.3 玻璃配料控制系统设计要求
• 3.4 控制系统总体设计
• 3.4.1 系统设计目标
• 3.4.2 系统设计流程
• 3.4.3 系统控制方案设计
• 3.4.4 系统可靠性设计
• 3.5 控制系统总体设计
• 3.6 控制系统总体设计
• 3.6.1 硬件配置
• 3.6.2 主要硬件配置
• 3.6.3 称重传感器与称重模块
• 3.6.4 给料机
• 3.6.5 光纤交换机
• 3.6.6 供电和接地设计
• 3.7 本章小结
• 第4章 配料控制系统软件设计
• 4.1 上位机软件设计
• 4.1.1 通讯系统结构
• 4.1.2 监控软件设计
• 4.2 PLC软件设计
• 4.2.1 软件设计流程
• 4.2.2 配料系统总体控制流程
• 4.2.3 加料过程控制控制
• 4.2.4 称量过程控制流程
• 4.2.5 排料过程控制流程
• 4.3 本章小结
• 第5章 玻璃配料控制系统控制算法研究
• 5.1 模糊控制
• 5.1.1 模糊控制器的结构
• 5.1.2 模糊控制的特点
• 5.2 传统PID控制算法
• 5.2.1 传统PID控制原理
• 5.2.2 传统PID控制算法特点
• 5.3 模糊PID控制算法
• 5.3.1 模糊PID控制器设计
• 5.3.2 精确量的模糊化
• 5.3.3 控制规则设计
• 5.3.4 模糊推理和解模糊方法
• 5.4 仿真实验及结果分析
• 5.4.1 模糊PID控制算法仿真
• 5.4.2 仿真实验及结果分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 系统调试及运行结果分析
• 第7章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文