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关键词： 可编程控制器   组态王   PID   抗干扰  

摘要： 螺旋藻喷粉塔恒温控制系统在螺旋藻生产线中占有十分重要的地位,是螺旋藻生产必不可少的生产环节。文章以内蒙古毛乌素生物质热电有限公司螺旋藻生产养殖系统为背景,基于S7-300PLC平台,完成了螺旋藻喷粉塔控制系统的硬件设计与软件设计,对喷粉塔中温度实现了自动控制。与传统螺旋藻喷粉塔温度控制相比,该控制系统安全可靠、操作方便,实现了对螺旋藻喷粉塔温度的智能控制。文章首先通过分析螺旋藻喷粉塔系统工艺要求与控制特性,结合近年来工业喷粉塔常用控制方式,提出了螺旋藻喷粉塔模糊PID控制方式。采用这种算法之后,能有效提高系统响应速度、减少系统超调、保证控制温度的稳定性、降低了扰动对温度控制的影响。基于上述控制方案,结合可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)硬件选取原则,完成了螺旋藻喷粉塔控制系统硬件部分的设计以及各类仪表的选型。而后根据控制系统的工艺要求,利用西门子S7-300 PLC专用编程软件STEP7完成了喷粉塔PLC控制程序的编写,并通过组态王软件设计了友好的人机界面。根据螺旋藻喷粉塔所选用的控制方式与系统特性,通过MATLAB下Simulink环境对喷粉塔恒温控制系统进行了仿真,并与传统的PID控制方式进行对比,说明了自身控制方式的优越性。最后,文章对整个螺旋藻喷粉塔恒温控制系统进行了总结,喷粉塔系统满足自动控制各个方面的要求、运行可靠稳定,达到了预期效果。本恒温控制系统针对螺旋藻生产线智能控制进行设计,是实现螺旋藻智能化工厂的必由之路,因此具有很强的理论研究和使用价值。

关键词： 可编程控制器   电动机   直线运动   测试平台  

摘要： 随着电动机驱动技术和现代控制理论的不断发展进步,不但电动机在现代化生产中得到了非常广泛的应用,而且直线运动规律应用到实际工程中也成为控制领域研究的重要课题。可以肯定的是,在未来相当长的时间里,电动机和直线运动控制技术还将持续不断地影响着人类的生产和生活方式。虽然在科学技术迅猛发展的今天,国内外各种新的测试系统、新的测试技术不断涌现,但是国内外现有的对电动机主要参数指标测试和特性测试方面还是有许多的不足,存在着测试系统单一、测试方案简易和测试精较低的问题,以及到目前为止,国内外还没有一款模拟直线运动规律的测试平台,所以研究开发这类测试平台更具有十分重要的现实意义。本课题是在比较国内外电动机测试平台的基础上,再结合我国高等院校的相关理论课程,开发了一款基于QT(Qt Creator)和PLC(可编程控制器)的电机特性及运动规律模拟测试平台。该平台包括多类电动机智能测试系统和多种直线运动规律模拟测试系统,实验项目一共有26个,它可以智能测试三大类型的电动机的主要技术指标与特性,以及进行八种常见直线运动规律和自定义直线运动规律模拟测试,其中三大类型电动机包括直流伺服电动机、三相异步电动机和步进电动机。本文主要介绍一款电机特性及运动规律模拟测试平台的开发和应用,设计平台的下位机采用三菱FX3GA-40MT型PLC,能对电动机进行运转控制和加载控制,以及实现对执行元件的直线往返运动控制和精准定位控制,平台的上位机采用PC机(普通计算机),利用QT编程工具来开发上位机软件界面,实现对整个过程的检测和监控。平台完成PLC与PC机的通讯,PLC执行PC机命令,对于多类电动机智能测试系统而言,通过对被测电动机的控制,采集电动机运转过程中的主要特征参数,实现实时监控,以及绘制典型的特性曲线图和转速转矩波动特性曲线图。对于多种直线运动规律模拟测试系统而言,直线运动单元为实验的主要控制对象,通过控制步进电动机实现工件的直线运动,实时检测运动的位移、速度和加速度等参数,综合分析不同直线运动规律下的运动特性,经过实验测试,达到了模拟测量电动机参数和运动学参数的目的,对教学研究和实际工程都有重要意义。

关键词： 免疫组化   高压修复   自动化   过程优化   可编程控制器  

摘要： 目的:国际上现有免疫组化自动染色仪均无法实现高压修复,存在加样过程复杂,染色时间长,染色结果比手工差等问题。本工作目的是搭建新型免疫组化自动染色仪解决上述问题,保证自动染色仪免疫组化染色结果的可靠性。方法:对免疫组化染色脱蜡、修复、降温及抗原抗体结合等关键步骤进行改进,使免疫组化流程更适用于自动化仪器并提升染色效率。设计可进行高压修复的免疫组化反应器以及阵列式的加样系统。将优化后的染色流程以及设计的反应器及加样系统应用于新型免疫组化自动染色仪,并完成了新仪器的搭建和测试。结果:对免疫组化染色关键过程的优化结果如下:1.脱蜡过程:用新型脱蜡液代替二甲苯,不影响HE染色和免疫组化染色结果。新型脱蜡液无毒且不易挥发,更适于在自动化仪器中使用。2.修复过程:对于一些抗体,如ki-67、ER等,不论是手工还是优化后的自动染色仪,EDTA或柠檬酸常压修复都难以达到柠檬酸高压修复的染色效果。而推荐柠檬酸高压修复的抗体占需要热修复的商品化一抗的69.5%。因此解决这一问题的最终途径是开发可以进行高压修复的免疫组化自动染色仪。3.降温过程:换液降温与手工外壁冲淋降温相比,ki-67免疫组化染色效果一致,降温时间缩短至10min,仅为传统仪器降温时间的1/3。换液降温过程易于自动控制,更用适于自动化免疫组化染色流程。4.抗原抗体结合过程:在振荡的条件下一抗孵育时间可由60min缩短至30min,且易于在自动化条件下实现。新型自动染色仪的搭建,除了应用上述优化结果,还进行了如下改进:1.设计了能耐0.1MPa压力、能进行120℃修复的反应器,实现了高压修复。2.设计了模块化的阵列式加样系统,解决了现有单一加样头存在的需要反复清洗、加样效率低的问题,同时避免了试剂间的交叉污染。经测试,所设计的自动化染色仪实现了高压修复,简化了加样过程,染色结果与手工一致且好于市售染色仪;用时仅为手工染色的63%,比市售仪器缩短21%,染色效率大大提高。结论:本研究解决了现有染色仪在高压修复、降温、加样等方面存在的问题,提高了染色质量和效率,对推进免疫组化自动化和标准化具有重要意义。

关键词： 可编程控制器   电气自动化控制   应用技术  

摘要： 可编程控制器在应用过程中发挥巨大作用,在电气自动化中被应用广泛,表现出灵巧的结构设计,符合现代电气发展标准,安全性能比较高,不会引发重大事故,本文主要从可编程控制器的工作原理等进行阐述,介绍应用现状以及发展前景,促进电气自动化控制的发展,扩大PLC的应用市场。

关键词： 智能电器   控制技术   研究  

摘要： 伴随着我国社会科技的快速发展,为人们的生活注入了更多的智能化,如智能电脑、手机、电器等,通过智能化水平的提高不但提升了信息传输速度,同时进一步顺应了日益发展的科技需求。当前在电器市场竞争日趋激烈,若想在其中占有一席之地则需不断的提高电器智能化控制技术。基于此,本文主要从智能化概述入手,并对电器智能控制技术进行了简要的分析,并在此基础上阐述了智能电器控制在电器设计与使用具体应用,以供参考。

关键词： 火工品   自动装配   结构设计   可编程控制器  

摘要： 本课题来源于企业项目,针对目前火工产品的手工与半自动装配所存在的效率低、安全隐患高等问题,设计了一套满足生产需求、高效自动化、运行安全可靠的火工品自动装配设备,解决了国内长期火工品压制、装配一直采用手工、半手工生产的工艺装备难题。首先,对火工品的自动装配进行了工艺分析、工艺设计,并进行了自动装配的工位划分,根据工位的划分确定了火工品自动装配机主体结构设计方案,设计为具有一定柔性的十六工位回转式火工品自动装配机。然后,对火工品自动装配机的具体结构进行了设计研究,主要包括主传动结构设计、各工位装配功能与装配机构的结构设计,在设计过程中有必要的结合仿真分析;根据火工品自动装配的控制要求,对自动装配机的控制系统总体方案及系统硬件配置等进行了设计研究,包括控制系统方案设计、电气元件的选型、I/O点的划分以及相关电气原理图的绘制等。最后,进行了装配机的机械结构安装、电气控制系统接线以及设备的调试运行等,为设备交付投产做好准备。该火工品自动装配机在××厂验收后,一直处于生产状态,已累计生产1500余万发产品,生产使用情况非常好。

关键词： 传统PLC   嵌入式PLC   STM32F103VCT6   梯形图  

摘要： 近些年来,随着我国国民经济的快速发展,矿业领域的发展速度也在不断加快,机电设备在煤矿的开挖和管理工作中的应用也越来越广泛,要求也在不断提高。可编程控制器越来越广泛地应用与煤矿机电系统中。基于PLC设计的机电设备应满足煤矿生产安全的需要,必须通过国家安全部门的审查,而审查需提供详细的PLC全套电路、元器件资料。由于这点要求,通用的商用PLC厂家出于技术保密的原因无法满足。针对上述问题,本文设计了一款基于ARM的PLC系统,能满足电气控制的需要,并配有相应的电路原理图、元器件列表、PCB生产图纸。给送审过程带来极大便利,对矿业领域发展起到一定的积极作用。所述PLC以PC机为基础,在Windows的工作环境的条件下,利用软件来最终实现传统硬PLC的功能特性。嵌入式PLC有着更好的兼容和开放特性。本课题基于PLC基本知识以及嵌入式的基本原理,研究设计了一款基于STM32F103x芯片软PLC设计系统。本文以STM32F103VCT6设计为嵌入式PLC的中央处理单元(CPU),以该微处理器(MCU)为核心设置嵌入式PLC的各个模块的硬件电路。依据相应硬件电路图印刷成对应的板子,并进行各个功能模块的相关硬件调试。采取Keil软件对下位机软PLC驱动系统进行设计。实现嵌入式PLC架构的基本定义,设计每个模块的功能函数设计,比如输入输出设计、串口通信设计等等。然后对各个模块就行编写、调试、修正,直到代码正确为止。将下位机驱动函数通过串口下载到嵌入式PLC里,构造嵌入式PLC系统。最后介绍Modbus通信协议基本原理,并利用GX Developer软件对嵌入式PLC的Modbus的梯形图与指令表的编写、修正、保存工作,进行Modbus梯形图的写入与读取操作,并实施在线监控功能,完成对嵌入式PLC的梯形图与其指令表之间的转换。通过Modbus梯形图在嵌入式PLC的应用,Modbus上位机软件与嵌入式PLC的通信实现,验证嵌入式PLC研发的可行性。

关键词： 往复式压缩机   可编程控制器   组态软件   监控系统   WINCC  

摘要： 往复式压缩机是用来提升气体压力和输送气体的机械装备,由于其工作效率比较高,常常应用于石化生产制造行业,随着经济发展在压缩机不断扩大投入使用的过程中,其中安全系数和保障性也逐渐降低。随着科学的发展,为此计算机在工业监控和计算机网络技术的应用,为人们可以更加有效、可靠、安全地运行压缩机组提供了便利和保障。往复式压缩机监控系统成为重要的研究课题。在往复式压缩机组监控系统中,可编程控制器(PLC)作为下位机得到了广泛的应用,较好地解决了在工业控制领域中可靠性差、安全性能低等一系列问题;在上位机应用方面采用已经开发好的组态软件设计用户监控界面,达到开发周期短、成本低的目的。本文调研了国内外往复式压缩机的监控技术的发展及应用概况,以2D-90往复式压缩机故障诊断和信号监控为研究目的,研究开发了2D-90往复式空气压缩机的监控系统。论文对国内外压缩机监控方法进行了综合阐述,同时,对往复式空气压缩机的工作特性进行了分析研究。设计并确定了往复式空气压缩机监控系统的总体方案、硬件选型及配置、网络通讯配置方案;开发了往复式压缩机工作参数PLC监控系统;基于WINCC的上位机,设计了往复式压缩机组上位机过程过程监控组态人机交互界面,完成了监控系统的安装与调试工作。系统运行结果显示本系统具有较好的可靠性、稳定性、可行性及互换性。实验表明,基于WINCC为上位机,PLC为下位机的监控系统能够安全有效的完成对压缩机的有效监控,论文就进一步集监控、分析、诊断和显示于一体的监控系统,提出了下一步展望。

关键词： 能源管理   S7   数据透明   可编程控制器   电表  

摘要： 能源系统(包括水、电、汽、暖通等部分)是极其重要的生产保障系统,它负责为生产部门提供长期稳定的、满足工艺要求的生产环境,正因为如此,能源系统也构成了企业最重要的运营能耗成本的主要部分。通过科学的手段,对于能源进行管理,减少能源的使用,从而降低企业的直接运营成本变得非常重要。能源管理中的非常重要的一点是实现能源的透明化,能源数据的透明化是指通过数据采集系统、网络系统、SCADA系统对于能源数据进行可靠的、实时的进行收集,从而为进一步的能源分析做好数据的准备。原有的能源数据的透明化过程当中,存在着仪表接口不规范,数据传输不可靠,数据处理不统一等问题,从能源管理的数据源头的基础数据上,就很难对于能源的规范化管理提供可靠的保证。同时,不可靠的能源数据还可能造成在对能源分析时产生不正确的分析结果,从而对于企业生产造成一定的不良影响。针对上述的问题,需要采用一种可靠的方法来加以解决。本文首先详细分析了数据透明化中存在的问题,以及产生这些问题的根本原因。其次,西门子S7系统在工业领域已经使用超过20年的时间,在终端的仪器仪表,工业网络系统,可编程控制器,数据实时采集分析系统等方面都有一些产品和解决方案。针对于能源管理中的数据透明化存在的问题,从一个具体的实例出发,设计了一套从上到下的系统解决方案。在仪表层以最常用的电表为例,采用智能电表作为电能采集设备;网络传输层设计为工业环网结构进行数据传输;数据处理采用S7-1200PLC作为数据处理单元,数据处理层采用WinCC软件。在每个环节定义了具体的设备和功能解决方法,总体上满足了能源数据透明化的要求。最后对于系统整体运行情况进行了测试。本课题实现了基于西门子S7系统的能源管理的相关功能。系统测试的结果表明,该系统良好的满足了设计要求,具有良好的使用价值和可推广性。

关键词： 电子继电器   过流保护   欠压保护   短路保护  

摘要： 电子继电器是一种利用小电流控制大电流的电子开关,在电路中具有电路转换、安全保护、自动调节等作用。目前,电机的过流保护主要包括机械保护和电磁继电器保护。其中,机械保护存在精度差、可靠性无法保证的缺点,而电磁继电器虽然具有很高的可靠性,但是体积大、耗材多,并且受铜的价格限制、成本较高。与以上两种保护方式相比,采用电子继电器保护不仅具有可靠性高、精度好等优势,而且解决了电磁继电器受铜价影响的成本问题,具有更加广阔的应用前景。本论文基于电子继电器设计了一款具有过流/欠压保护功能的电子继电器控制IC以更好的保护电机。本论文的主要工作如下:1、本论文首先介绍了电机的工作特点及驱动方式,选择了设计以功率MOS为电子继电器的具有过流/欠压保护功能的电子继电器控制IC,并提出了具有过流/欠压保护功能的电子继电器控制IC的系统设计指标。2、详细地说明了具有过流/欠压保护功能的电子继电器控制IC各个子模块的功能,确定了具有过流/欠压保护功能的电子继电器控制IC的整体架构。3、设定具有过流/欠压保护功能的电子继电器控制IC的各个子模块的设计指标,基于某公司0.25μm BCD工艺平台,在cadence spectre下对具有过流/欠压保护功能的电子继电器控制IC的各个模块进行仿真,使每个模块都正常工作并达到预期设计指标,涉及电源模块、电压采样模块、过流保护模块、欠压保护模块、过温保护模块、短路保护模块和驱动模块等。4、最后,本论文完成了对具有过流/欠压保护功能的电子继电器控制IC的整体仿真验证,验证了芯片的所有保护功能,包括过流保护、欠压保护、过温保护、短路保护等。仿真结果显示芯片输入电压范围为9-20V,过温保护上限为165度,过流保护电流为300A,短路保护电流为500A,控制时间为0.5s。