本文關鍵詞：退火爐車間分布式控制系統(tǒng)的研究與設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在機械制造行業(yè),退火爐是金屬熱處理中的重要設備,其加熱溫度控制技術的好壞對企業(yè)生產(chǎn)、爐體壽命以及技術指標都有直接的影響。目前,國內(nèi)部分企業(yè)退火爐控制系統(tǒng)仍采用繼電器控制方式,工作輸出主要依靠員工經(jīng)驗進行手動調(diào)節(jié),導致退火爐的過程控制效果很不理想[1]。本文提出將分布式控制系統(tǒng)和退火爐控制技術相結(jié)合,實現(xiàn)將多臺退火爐設備通過不同類型的總線連成一個整體,對其進行管理控制。本文首先對退火爐設備及其生產(chǎn)過程進行介紹,對其主要控制指標與退火爐車間設備控制需求進行分析,提出以車間退火爐為設備層、PLC為現(xiàn)場控制單元、組態(tài)王軟件為上位機監(jiān)控平臺與現(xiàn)場總線通信技術為一體的分布式退火爐控制系統(tǒng)設計方案。然后,根據(jù)系統(tǒng)設計方案進行硬件和軟件部分的設計。參照單臺設備控制需求,對主要元器件進行選型,選用CP1H-XA型PLC、擴展I/O單元CP1W-40EDT及其溫度控制模塊CJ1W-TC001作為現(xiàn)場控制單元對設備主電路、溫度控制電路、壓力控制電路以及系統(tǒng)通信電路進行設計。依據(jù)系統(tǒng)功能的需求對軟件部分進行設計,主要包括PLC程序設計、觸摸屏界面開發(fā)、上位機組態(tài)王KingView軟件的設計開發(fā)以及分布式控制系統(tǒng)通信技術的軟件設計,組態(tài)王數(shù)據(jù)模塊開發(fā)中需要對Access數(shù)據(jù)庫進行研究。此外,基于模糊自整定PID控制算法設計退火爐的溫度控制系統(tǒng)。研究分析退火爐采取模糊自整定PID控制的可行性,基于模糊自整定PID控制算法對退火爐溫度控制系統(tǒng)進行設計,給出實現(xiàn)模糊自整定PID控制的具體結(jié)構(gòu)以及具體實現(xiàn)過程,包括輸入輸出變量模糊化設計、模糊控制規(guī)則的建立、通過Matlab軟件的計算分析,結(jié)合CX-Programmer軟件介紹模糊自整定PID的程序,并給出模糊自整定PID控制程序的實現(xiàn)方法。最后,結(jié)合具體工件內(nèi)齒圈的退火工藝對退火爐車間分布式控制系統(tǒng)進行功能調(diào)試。調(diào)試內(nèi)容包括:現(xiàn)場控制單元和上位機監(jiān)控中心的通信調(diào)試,現(xiàn)場控制單元和分布式控制系統(tǒng)的手動、自動功能調(diào)試。在調(diào)試完成后,根據(jù)電能使用狀況報表、內(nèi)齒圈溫控曲線以及生產(chǎn)過程壓力曲線進行調(diào)試結(jié)果分析。結(jié)果表明,退火爐車間分布式控制系統(tǒng)達到預定方案設計要求。
【關鍵詞】：退火爐 分布式控制系統(tǒng) 模糊自整定PID PLC 組態(tài)王KingView6.55
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP273
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 選題的背景與意義12
• 1.2 退火爐控制技術研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展與應用14-15
• 1.4 退火爐車間分布式控制系統(tǒng)的優(yōu)點15-16
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容16-17
• 1.6 本章小結(jié)17-18
• 第二章 退火爐車間分布式控制系統(tǒng)方案設計18-31
• 2.1 車間退火爐設備及生產(chǎn)過程過程分析18-22
• 2.1.1 井式預抽真空退火爐18-20
• 2.1.2 退火爐生產(chǎn)過程20-21
• 2.1.3 退火爐生產(chǎn)過程主要控制指標21-22
• 2.2 退火爐車間設備控制需求分析22-23
• 2.2.1 單臺退火爐設備控制要求22-23
• 2.2.2 退火爐車間設備監(jiān)控需求23
• 2.3 車間分布式控制系統(tǒng)方案設計23-30
• 2.3.1 系統(tǒng)整體方案設計23-25
• 2.3.2 系統(tǒng)硬件方案設計25-27
• 2.3.3 系統(tǒng)軟件方案設計27-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 分布式控制系統(tǒng)硬件電路設計31-44
• 3.1 硬件選型31-34
• 3.2 硬件電路設計34-41
• 3.2.1 單臺退火爐設備主電路34-36
• 3.2.2 溫度控制系統(tǒng)電路36-37
• 3.2.3 壓力控制系統(tǒng)電路37-38
• 3.2.4 通信電路38-41
• 3.3 硬件抗干擾設計41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 車間分布式控制系統(tǒng)的軟件設計44-64
• 4.1 PLC程序設計44-49
• 4.1.1 PLC編程軟件44
• 4.1.2 單臺設備控制主程序設計44-45
• 4.1.3 主要子程序軟件設計45-49
• 4.2 觸摸屏軟件設計49-51
• 4.3 上位機監(jiān)控中心軟件設計51-58
• 4.3.1 監(jiān)控組態(tài)軟件51
• 4.3.2 監(jiān)控中心軟件界面設計51-54
• 4.3.3 監(jiān)控中心數(shù)據(jù)管理設計54-58
• 4.4 分布式控制系統(tǒng)的通信設計58-63
• 4.4.1 通信協(xié)議58-61
• 4.4.2 現(xiàn)場控制單元通信設計61-62
• 4.4.3 監(jiān)控中心與現(xiàn)場控制單元通信設計62-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第五章 模糊自整定PID溫控系統(tǒng)的設計64-79
• 5.1 模糊自整定PID控制64-68
• 5.1.1 模糊控制64-66
• 5.1.2 PID控制66-67
• 5.1.3 退火爐采取模糊自整定PID控制的可行性67-68
• 5.2 溫度控制系統(tǒng)的設計68-69
• 5.3 模糊自整定PID溫控系統(tǒng)的實現(xiàn)69-74
• 5.3.1 輸入輸出變量模糊化設計69-70
• 5.3.2 建立模糊控制規(guī)則70-71
• 5.3.3 建立模糊變量的隸屬函數(shù)71-72
• 5.3.4 確定模糊變量的賦值表72-74
• 5.4 溫度控制算法的PLC實現(xiàn)74-76
• 5.5 溫度控制系統(tǒng)實驗分析76-78
• 5.6 本章小結(jié)78-79
• 第六章 分布式控制系統(tǒng)功能調(diào)試79-93
• 6.1 內(nèi)齒圈退火工藝80-82
• 6.2 分布式控制系統(tǒng)通信調(diào)試82-86
• 6.2.1 現(xiàn)場控制單元通信調(diào)試82-84
• 6.2.2 上位機監(jiān)控中心通信調(diào)試84-86
• 6.3 現(xiàn)場控制單元功能調(diào)試86-89
• 6.3.1 現(xiàn)場控制單元手動調(diào)試86-87
• 6.3.2 現(xiàn)場控制單元自動調(diào)試87-89
• 6.4 系統(tǒng)分布式控制調(diào)試89-90
• 6.5 調(diào)試結(jié)果與分析90-92
• 6.5.1 車間電能采集報表分析90-91
• 6.5.2 內(nèi)齒圈退火溫度曲線分析91
• 6.5.3 生產(chǎn)過程爐內(nèi)壓力曲線分析91-92
• 6.6 本章小結(jié)92-93
• 第七章 總結(jié)與展望93-95
• 7.1 總結(jié)93-94
• 7.2 展望94-95
• 參考文獻95-98
• 致謝98-99
• 在校期間發(fā)表的學術論文99

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本文編號：340440