高精度母线防火检测系统研究与性能分析

摘要

近年来，新发布的建筑工程规范对现代化建筑，特别是高层建筑的配电用母线干线系统提出了防火和耐火的技术指标。与此同时，随着工艺技术的进步以及新型材料的不断研制开发，国内外对主流输配电成套设备----母线槽提出了更高的性能指标要求。
　　国家中低压配电设备监督检验中心隶属于镇江市产品质量监督检验中心，作为低压成套产品的指定实验室,为给防火耐火类配电产品提供优质的检验服务,从而研制开发了本文中的母线防火耐火检测系统。此系统的设备制造指导标准为国家推荐性方法标准GB/T9978.1-2008《建筑构件耐火试验方法第1部分通用要求》，其采标于国际标准ISO834-1:1999，并在此基础上进行了修订。
　　母线防火耐火检测系统以工业燃气炉温度场为被控对象,通过对炉膛容积及形状、燃烧装置分布、炉内压力控制、燃料供给控制等因素的综合分析，提出了完整的燃气炉温控设计方案。
　　此检验项目采用西门子S7-300系列PLC作为设备核心，构建了由燃烧控制、温度控制、动力控制、连锁保护控制组成的控制系统。上位机监控软件采用组态王作为人机交互开发平台,实现了参数设定、压力温度实时监控、故障报警、记录查询、报表生成等功能。
　　系统中高精度温度控制器设计为此设备的关键部分，采用差分优化算法和滑模变结构控制算法相结合的优化策略，经过MATLAB模型仿真证明，此优化策略与基于传统PID的温度控制系统相比,前者响应时间更快,调节时间更短,超调量更小，系统运行过程中实时温度能够更好的拟合于标准温度曲线。
　　在系统设备完成搭建和基本安装后，对此测试平台进行试验测试，以不同截面积、不同材质的母线在水平和垂直两个工位的测试结果进行分析，装置能满足样件安装安全可靠、检验流程操作简便、温度及压力控制精度高等要求。
　　该燃烧控制系统自投入运行以来,实际运行结果表明,系统运行稳定性高，可操作性好、燃料充分燃烧率高、温度场均匀且可控性强,节省了检测成本，提高了检验检测的工作能效，在带来检测经济效益的同时也在检验检测行业内产生了一定的影响力。

目录

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第一章 绪 论

1.1 课题研究目的与意义

1.2 母线槽检测系统国内外研究状况

1.3 研究内容与章节安排

第二章 母线槽防火检测系统原理与测试设备设计

2.1 母线防火检测原理

2.2 检测系统的测试设备

2.3影响母线防火检测效果的参数

2.4 本章小结

第三章 基于PLC的母线防火检测系统硬件设计

3.1 PLC的工作原理及硬件配置

3.2 西门子变频器及ET200M简介

3.3 压力、温度控制系统的设计

3.4 温度传感器的选型

3.5 输入/输出端口分配

3.6 本章小结

第四章 母线防火检测系统中温度控制器设计

4.1 母线防火检测系统的温度控制策略

4.2 母线防火检测过程中温度控制器设计

4.3 仿真分析

4.4 本章小结

第五章 母线防火检测控制系统的软件设计

5.1 下位机控制程序的设计

5.2 上位机监控界面的设计

5.3 控制系统的网络通信

5.4 本章小结

第六章 实验测试与分析

6.1 实验测试条件设定

6.2 实验测试实施和结果对比

6.3 本章小结

第七章 总结与展望

参考文献

致谢