油漆烘干设备温度控制系统的设计与研究

摘要

汽车中、小件油漆烘干设备是汽车表面覆盖件的重要加工设备，油漆烘干设备在汽车生产过程中，对汽车表面油漆质量起着关键的作用，同时又是耗能大的设备，直接影响汽车的生产成本。因此，要求油漆烘干设备在确保汽车有高质量涂漆烘干效果的前提下，同时还要考虑到尽可能的选用最新节能技术，降低能源消耗，以此达到降低汽车生产成本的目的。原设备采用远红外电阻带加热烘干，温度控制为有级调温，热效率低，加热时间长，温度变化范围大，难以保证产品质量，已不适应实际生产需求。 本文在参阅了大量的文献及结合实际控制要求的基础上，以实现油漆烘干设备温度控制为核心，对基于模糊控制的油漆烘干设备温度计算机控制系统进行了理论研究和工程设计。 深入分析了原设备故障率高、热效率低等系统硬件所存在的问题，以及各加热区温度变化大、影响产品质量等控制方式所存在的问题，提出了加热元件采用远红外定向强辐射器和基于模糊控制的温度计算机控制系统的技术改造总体方案。 分析和研究了远红外加热技术在汽车油漆烘干中的应用，原系统采用远红外电阻带加热，已不能满足实际生产的要求，远红外定向强辐射加热，其辐射率更高，辐射表面温度也高，设计了加热器控制系统。 针对温度控制系统惯性大、非线性、系统参数变化复杂以及系统精确数学模型难以建立等特点，提出了采用模糊控制实现各加热区温度控制的技术方案，并采用计算机控制实现了温度控制模糊控制器，消除了由于温度波动引起的质量问题。 本课题研究的成果是实现了汽车中、小件油漆烘干设备温度控制的计算机模糊控制，提高了生产效率、减低了生产成本、提高产品合格率，达到了预期的设计指标。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景及研究目的和意义

1.2远红外加热技术在汽车油漆烘干设备中的应用

1.3模糊控制理论的发展

1.4主要研究内容

第2章温度控制系统总体方案设计

2.1温度控制系统的控制要求

2.2温度控制系统的总体设计方案

2.3温度控制方案选择

2.4本章小结

第3章温度模糊控制器设计

3.1模糊控制原理

3.2模糊控制器设计

3.2.1模糊控制系统组成

3.2.2模糊控制器设计的基本方法

3.2.3模糊控制器结构设计

3.2.4语言变量的选取及隶属函数的确定

3.2.5确定控制规则

3.2.6精确量的模糊化方法

3.2.7模糊量的去模糊化

3.2.8量化因子和比例因子的选择

3.3温度模糊控制器的设计

3.3.1语言变量及隶属函数的选择

3.3.2模糊变量赋值表的计算

3.3.3模糊控制规则

3.3.4模糊控制规则表

3.4温度控制系统模糊控制器的仿真

3.5本章小结

第4章温度计算机控制系统的设计

4.1烘干设备温度计算机控制系统的结构设计

4.2温度传感器信号及模拟量输入通道模板的设计

4.2.1铂电阻

4.2.2铂电阻的测量电路

4.2.3温度变送器

4.2.4 IPC-5488 32路12位光电隔离A/D板

4.3控制系统主机的选取及配置方案

4.4可编程序控制器的硬件设计

4.5计算机控制系统主回路的设计

4.6本章小结

第5章应用组态王软件设计系统的控制程序

5.1组态王软件的结构及应用

5.2应用组态王软件建立系统画面

5.2.1建立工程

5.2.2系统界面图形的设计

5.3构造数据库变量

5.3.1定义外部设备

5.3.2定义变量

5.4温度计算机控制系统程序设计

5.5温度控制系统实际运行结果

5.6本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明及哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢

个人简历