本文關(guān)鍵詞：基于PID閉環(huán)反饋控制的斗輪式取料機系統(tǒng)的研究

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【摘要】：作為現(xiàn)今全球范圍內(nèi)煤炭港口中最大的輸出港,秦皇島港主要使用懸臂式斗輪取料機來進行煤炭裝船作業(yè)。斗輪式取料機是煤炭裝船作業(yè)過程中的關(guān)鍵,因此斗輪式取料機的作業(yè)效率能夠直接影響到整個作業(yè)過程的工作效率。本文意在探尋一種有效的取料機操作方案,實現(xiàn)取料機自動控制的運行效率最大化。本文首先介紹了斗輪式取料機的機械結(jié)構(gòu)和組成部分,以及其取料的操作方式,提出了一種提高斗輪式取料機作業(yè)效率的方法,即保持取料機的瞬時取料量為恒定值。在此基礎(chǔ)上,本文引入了閉環(huán)自動控制方法,構(gòu)建了以恒定瞬時取料量為控制目標(biāo)的PID閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。然后,本文設(shè)計了整個斗輪式取料機系統(tǒng)基于可編程控制器的控制系統(tǒng)和電氣原理,詳細(xì)介紹了系統(tǒng)采用的各個硬件組成部分和選用型號,對它們各自實現(xiàn)的功能和自身特性也進行了說明。另外,本文將激光掃描儀采集的點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三維可視化模型,為取料機進行取料操作提供了很好的技術(shù)保障。接下來,本文以西門子S7-400PLC為整個系統(tǒng)的核心部件,回轉(zhuǎn)系統(tǒng)為執(zhí)行機構(gòu)由變頻器驅(qū)動,在斗輪取料機進行取料作業(yè)時對懸臂的回轉(zhuǎn)速度大小進行控制,同一時間,皮帶秤對輸送帶上的瞬時料量進行實時檢測,與斗輪驅(qū)動電機的實時輸出電流數(shù)據(jù)一起作為反饋值。然后用最小二乘法把反饋的數(shù)據(jù)擬合成曲線,自動控制取料機的瞬時取料量,從而完成了在現(xiàn)場總線基礎(chǔ)上的取料機自動控制取料量系統(tǒng)的設(shè)計。最后,本文給出了系統(tǒng)上位機的運行環(huán)境和通用配置,PLC與計算機的通信配置,設(shè)計了終端軟件的操作界面,直觀地說明了系統(tǒng)正常運行時的工作狀態(tài)和具體實現(xiàn)的功能。該系統(tǒng)試運行于河北港口集團秦皇島港股份有限公司第六港務(wù)分公司,在系統(tǒng)試運行期間,取料作業(yè)效率得到了很大程度的提高,因為人為原因?qū)е碌某d作業(yè)現(xiàn)象大大減少,取料機對取料量進行自動控制得以實現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：斗輪式取料機 瞬時取料量 智能控制 曲線擬合 最小二乘法
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD50;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-11
• 1.2 斗輪式取料機的發(fā)展?fàn)顩r11-14
• 1.2.1 斗輪式取料機的誕生和發(fā)展11-13
• 1.2.2 國內(nèi)外斗輪式取料機的研究現(xiàn)狀13
• 1.2.3 斗輪式取料機的發(fā)展趨勢13-14
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 斗輪式取料機的組成16-22
• 2.1 取料機的結(jié)構(gòu)組成16-19
• 2.1.1 行走機構(gòu)16-17
• 2.1.2 回轉(zhuǎn)機構(gòu)17
• 2.1.3 俯仰機構(gòu)17-18
• 2.1.4 懸臂式皮帶機18
• 2.1.5 斗輪機構(gòu)18-19
• 2.1.6 尾車19
• 2.2 取料機的工作方式19-21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第3章 取料機系統(tǒng)的硬件設(shè)計22-38
• 3.1 系統(tǒng)的整體構(gòu)成22-23
• 3.2 硬件的選型23-32
• 3.2.1 系統(tǒng)的主要執(zhí)行機構(gòu)23-29
• 3.2.2 數(shù)據(jù)采集與通信機構(gòu)29-32
• 3.3 三維模型系統(tǒng)的硬件設(shè)計32-37
• 3.3.1 定位方式的實現(xiàn)32-35
• 3.3.2 采集物料數(shù)據(jù)的硬件設(shè)計35-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 斗輪式取料機系統(tǒng)的算法設(shè)計38-49
• 4.1 取料機系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)設(shè)計38-39
• 4.2 懸臂式斗輪取料機瞬時取料量自動控制技術(shù)39-41
• 4.3 基于閉環(huán)控制方式的取料量自動控制算法41-43
• 4.4 基于Profibus-DP的回轉(zhuǎn)變頻調(diào)速算法43-46
• 4.5 料堆可視化的實現(xiàn)算法46-48
• 4.5.1 點云數(shù)據(jù)的處理46-47
• 4.5.2 料堆可視化的實現(xiàn)47-48
• 4.6 本章小結(jié)48-49
• 第5章 斗輪式取料機自動控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計49-57
• 5.1 系統(tǒng)軟件及界面設(shè)計49-56
• 5.1.1 OPC SERVER的配置49-50
• 5.1.2 通訊PLC配置50-52
• 5.1.3 界面設(shè)計52-56
• 5.2 系統(tǒng)的應(yīng)用與實際運行56
• 5.3 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-58
• 參考文獻58-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果61-62
• 致謝62

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1 饒永輝;;斗輪式取料機提產(chǎn)的幾點措施[J];新世紀(jì)水泥導(dǎo)報;2012年02期

2 ;[J];;年期

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1 韓家寧;秦皇島港斗輪式取料機電氣系統(tǒng)改造[D];燕山大學(xué);2012年

2 郝s，

本文編號：828023