新型失重秤计量系统的研究与设计

摘要

随着我国经济建设的快速发展,对混凝土的需求量也就越来越大,连续式混凝土搅拌站的应用也就越来越广。粉料连续计量设备作为连续式混凝土搅拌站的一个重要环节,它是保证混凝土成品质量的关键因素之一。因此如何控制粉料物料的流量就成为这其中的关键问题。以往的混凝土搅拌站采用的是一种老式失重秤装置来测量粉料流量的,它在计量方式上存在计量死区,满足不了系统要求。
　　 本文在参考了大量文献并对现场做了一定调研的情况下,对老式失重秤的结构和控制系统进行了一定的改进,提出了一种新型的失重秤计量系统。它在结构设计、现场控制器、计量方式、控制算法等几方面都进行了一定的改进和优化。结构设计上采用两称重仓取代了原来的一称重仓,改变了物料流量计量的方式。控制器采用研华ADAM5510取代了原来的单片机控制器,从稳定性和抗干扰性方面有了一定的提高。算法上分析了PID控制和模糊控制两者的优点和不足,提出了一种模糊PID动态切换控制算法,并结合失重秤计量系统的模型进行仿真,结果证明这种算法能够有效提高系统的控制品质。与此同时,这种算法降低了计算的复杂程度,使得控制算法便于嵌入到系统中实现。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 选题的背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的主要内容

2 新型失重秤的设计

2.1 连续式混凝土搅拌站的概述

2.2 失重秤计量的原理

2.3 老式失重秤

2.3.1 工作原理

2.3.2 影响流量测量精度的因素

2.4 新型失重秤

2.4.1 工作原理

2.4.2 新型失重秤的优点

2.5 本章小结

3 新型失重秤计量系统的硬件设计

3.1 计算机控制系统的结构设计

3.2 操作控制站硬件系统配置

3.3 现场控制器硬件部分设计

3.3.1 现场控制器选型

3.3.2 现场控制器设计

3.3.3 传感器及信号调理电路

3.3.4 变频器的选型

3.4 现场控制器与上位机之间的通讯

3.4.1 组态王与ADAM5510通讯的软硬件要求

3.4.2 组态王内部设置要求

3.4.3 组态王与ADAM5510通讯实现

3.4.4 实验室仿真环境

3.5 系统功能

3.5.1 操作控制台功能

3.5.2 现场控制器功能

3.6 本章小结

4 模糊PID动态切换控制系统的设计与仿真分析

4.1 模糊PID动态切换控制系统的设计

4.1.1 系统的设计思想

4.1.2 切换时机分析

4.1.3 决策分析模块设计

4.2 基于失重秤计量系统的控制算法仿真

4.2.1 失重秤计量系统的数学模型建立

4.2.2 系统流量的PID控制仿真

4.2.3 系统流量的模糊控制仿真

4.2.4 系统流量的自适应模糊PID控制仿真

4.2.5 系统流量的模糊PID动态切换控制仿真

4.2.6 结果分析

4.3 模糊PID动态切换控制的适应能力分析

4.3.1 对应参数变化的适应能力分析

4.3.2 对抗外界干扰能力分析

4.4 系统称重仓2重量恒定的控制算法

4.5 本章小结

5 新型失重秤计量系统的软件设计

5.1 计算机监控系统

5.2 系统组态软件

5.3 基于组态王的失重秤计量系统的监控程序设计

5.3.1 用户登录模块

5.3.2 主控界面模块

5.3.3 参数设置模块

5.3.4 实时与历史曲线模块

5.3.5 报警查询模块

5.3.6 报表管理模块

5.4 ADAM-5510的编程

5.4.1 现场控制软件的结构和组成

5.4.2 现场控制软件的基本子程序库设计

5.5 本章小结

结论

致谢

参考文献

附录1

攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果