基于PLC模糊控制的玻璃器皿生产线自动调速系统的研究

摘要

玻璃器皿生产线上输送带的速度与质量检验机处的速度不同步，导致了玻璃器皿挤瓶、倒瓶以及生产线输送带运行不稳定等现象。本文设计了玻璃器皿生产线自动调速系统，消除了挤瓶、倒瓶等引起生产线的堵塞问题以及生产线运行不稳定等问题。分析了玻璃器皿生产线自动调速方案的工作原理以及影响生产线控制质量的主要因素，设计了玻璃器皿生产线自动调速控制方案，确定了自动调速控制方案的主要技术参数;构建了自动调速系统的模糊控制策略，设计了自动调速系统的模糊控制器;运用PLC、变频器和触摸屏等设备搭建硬件平台，并借助MATLAB软件对自动调速控制系统进行了仿真分析，优化了控制系统参数;搭建整个系统的PROFIBUS-DP通信网络，并在模拟实验台上完成了闭环变频调速控制系统的试验研究，根据试验结果对整个系统进行了优化调整。
　　本文对日用玻璃行业的机电装备技术进行了分析，围绕其中的自动调速控制系统以及多条输送带之间的同步控制和通信开展了研究，其中涉及智能控制理论、微电子技术、实验系统实施与测试等诸多方面。本文具体研究工作如下:
　　第一，设计了闭环变频调速系统，通过检测后级玻璃器皿通过光电传感器的时间作为反馈信号，调整输送带的转速，为提高速度控制的精度和速度变换的平稳性采用了模糊控制调节转速，做到了开机后可不停机连续自动稳定运行。
　　第二，以消除挤瓶和倒瓶现象为目标，构建了多个输送带同步的玻璃器皿生产线运动控制技术方案，设计了PLC和变频器结合的高速、高精度集散式同步控制系统。
　　第三，基于PROFIBUS-DP通信网络构建了多台输送带机组联网通信方案，增加了输送带之间的协调控制能力、监控管理能力、多规格参数设置调整能力，并通过触摸屏进行监控和参数设置，实现了真正意义上的联动控制。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 玻璃器皿生产线调速技术的研究现状

1．3 PLC技术发展综述

1．4 模糊控制理论发展概况

1．5 本文主要研究内容

第2章 玻璃器皿生产线自动调速系统总体设计

2．1 自动调速系统的模型搭建

2．1．1 主要问题分析

2．1．2 模型搭建

2．2 硬件平台的设计

2．2．1 三相异步电动机选型

2．2．2 光电传感器选型

2．2．3 输送带设计

2．2．4 PLC选型

2．2．5 变频器选型

2．2．6 触摸屏选型

2．3 通信网络的建立

2．3．1 PLC和变频器之间的通信

2．3．2 PLC与触摸屏之间的通信

2．4 软件平台的设计

2．4．1 控制系统程序结构设计

2．4．2 变频器控制程序的设计

2．4．3 模糊控制程序的设计

2．4．4 触摸屏监控程序的设计

2．5 本章小结

第3章 模糊控制系统及模糊控制器的设计

3．1 模糊控制系统的设计

3．1．1 模糊控制系统

3．1．2 模糊控制系统结构设计

3．1．3 模糊控制系统工作原理

3．2 采集实验数据

3．2．1 实验数据采集装置的设计

3．2．2 实验数据采集结果

3．3 模糊控制器的设计

3．3．1 模糊控制器结构设计

3．3．2 量化因子和比例因子的确定

3．3．3 清晰值模糊化

3．3．4 模糊量清晰化

3．3．5 模糊控制规则的建立

3．3．6 模糊控制查询表的确定

3．4 本章小结

第4章 模糊控制系统的仿真及试验平台的搭建

4．1 模糊控制系统的仿真

4．1．1 模糊控制系统传递函数的建立

4．1．2 仿真模型的建立

4．1．3 仿真结果分析

4．2 系统参数自适应仿真分析

4．3 试验平台的搭建

4．3．1 设备组装

4．3．2 试验结果

4．4 本章小结

第5章 结论

参考文献

致谢