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关键词： 电梯   自动控制   变频调速   可编程控制器  

摘要： 随着经济与社会的发展,高层建筑越来越多,电梯逐渐成为人们日常生活必不可少的代步工具,电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著。传统继电器电梯控制系统,由于继电器本身的机械和电磁惯性大,大大降低了电梯系统的可靠性和安全性。为了保证电梯运行既高效节能又安全可靠,必须改进电梯控制方式。根据顺序逻辑控制的需要发展起来的可编程控制器(PLC),它是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。PLC处理速度快,可靠性强,能够保证电梯正常、安全、可靠地运行。同时,由于电机交流变频调速技术的快速发展,电梯的拖动方式已由原来直流调速逐渐过渡到了变频调速,不仅能满足乘客的舒适感和保证平稳的精度,还可以降低能耗,节约能源,减少运行费用。本文将基于欧姆龙PLC的变频调速方法应用到电梯系统中,并对此方法进行了研究。\n 首先,分别阐述了电梯继电器控制和PLC控制的特点,重点讲述继电器电梯控制系统暴露出的缺点以及PLC电梯控制系统所具有的优点,并对电梯的变频调速控制进行了介绍。其次,在阅读了大量国内外相关文件资料的基础上,对电梯技术和电梯设备的发展进行了综述。然后,介绍了变频器类型以及参数设计的相关知识；同时介绍了PLC选型原则以及PLC控制系统的设计思路:在此基础上,根据电梯系统自身的工作状态要求,进行电梯系统的PLC软件开发,通过软件开发的特点,结合PLC自身的控制规律,设计出可实现一定功能的PLC电梯控制系统。最后的模拟调试结果表明,基于PLC的变频调速电梯系统运行效率高,系统安全可靠,并且系统构造简单易于实现,满足了对电梯系统期望的要求。

关键词： 脉冲发生器   可编程控制器   高压电源   触发控制  

摘要： 介绍一种程控高压脉冲发生器,主要由高压电源、储能电容器组、氢闸流管和控制电路等组成,可以输出一个负极性的高压脉冲,脉冲幅度为10～15kV。程控高压脉冲发生器采用模块化设计结构,将通用的构建于模拟电路基础之上的高压脉冲发生器与数字控制技术相结合,通过触摸屏、可编程控制器PLC加以控制,实现仪器的智能化。

关键词： 可编程控制器   主从通信   协议策略   通信性能   梯形图   消息机制   遗传算法  

摘要： 网络化通信是PLC(Programmable Logic Controller)的发展方向,而主从通信是PLC的基本通信方式,大量地应用在工业现场设备等控制系统中。主设备通过读取或写入从设备内存量,达到监控、协调各工业仪器设备运行的目的。而控制功能的日益繁杂和控制对象增多,使读写数据量剧增,导致通信效率低下无法满足系统要求。因此,研究基于PLC主从模式下高效的消息机制、协议策略和调度策略具有重要意义和价值,是近几年学术领域及国际大公司研究热点。\n 本文以实验室CASS-PLC平台为基础,主要工作包括以下几个方面:\n (1)在分析PLC工作方式和主从通信特性的基础上,提出基于PLC的主从交换式通信架构(Master-Slaver Switched-Net Framework,CMSF),包括通信的四级层次设计描述,IEC61131-3标准扩展消息功能块属性的抽象定义,消息的状态驱动机制逻辑等。\n (2)分析CMSF主从通信无效数据流产生的因为,建立主从协议性能描述模型,提出离散、块、混合协议策略,并对三种协议策略分别探讨寻找地址或消息集合主从通信问题域最优解的算法。完成贪心算法对离散协议策略地址集合问题域、动态规划对块协议策略地址/消息集合问题域求最优解的完备性证明,而将离散协议策略消息集合问题域归结为子集和NP难问题,提出一个多项式时间内的近似最优解算法。对混合协议,提出分优先级二元任务调度架构解决遗传算法在求解地址/消息合并问题域时实时性差的瓶颈,而对无多任务调度内核PLC、DCS提出一个多项式时间内的FDAG算法。\n (3)抽象CMSF主从通信消息流过程,建立并行Fork-Join型主从异构消息调度模型,提出以消息的ηi为启发因子的HDCA调度算法,缩短异构消息集合的调度时间；建立串行Fork-Join型主从同构消息调度模型,提出以消息的σi为启发因子的IDRA调度算法,减少了同构消息集合调度的平均响应时间。\n (4)通过仿真实验,阐明三种协议策略的消息集合主从通信问题域解约算法的优劣性,混合协议策略具有普适性,FDAG适应于轻量级PLC,CT-GA的架构适用于带任务调度内核的PLC；对比HDCA与FCFS异构消息调度算法,在消息数、从节点多的并行Fork-Join型下,HDCA将明显优于FCFS。将CMSF应用于CASS-PLC的通信设计中,通过探纱数据分散采集控制程序实例,从理论上对比CASS-PLC与Siemens-PLC通信性能,表明CASS-PLC通信具有无效数据流少、主从消息的处理并发度大的优点。

关键词： 有载调压变压器   电容器组   复合开关   可编程控制器   电压无功综合控制  

摘要： 电压是衡量电能质量的一个重要指标。电压波动超出允许值时,将给电网的稳定和经济运行带来很大危害。另外配电网中的负载多为感性负载,使得功率因数下降,线路损耗增加,供电经济性降低。电网无功功率的平衡是保证电压稳定、电压质量和运行经济性的基本条件,因此开展配电网电压和无功功率控制研究具有重要意义。 变压器有载调压和电容器组投切是目前配电网电压调节和无功补偿的主要措施,但由于常规有载调压变压器分接开关和电容器组投切开关,投切冲击电流较大,不能频繁操作,大大限制了有载调压变压器和电容器组的使用效果。 本文采用集电磁继电器和固态继电器二者优点于一身的复合开关,它既有固态继电器零电压导通、零电流关断、无涌流和控制简单的特点,又具有电磁继电器导通容量大,压降小、损耗低的特性。复合开关将有载调压变压器分接头调节过程和电容器组的投切过程分为暂态和稳态两个过程：在暂态过程中,固态继电器工作,抑制涌流和过电压、实现无弧、快速投切;在稳态过程中,电磁继电器工作,导通容量大,压降小,损耗低,克服了固态继电器长期承载电流时功耗大,发热高的缺点。 本文对配变／电容器组微冲击电压无功综合控制装置进行研究,以复合开关为配变／电容器组的执行元件,以可编程控制器PLC为控制核心元件,构成微冲击、低损耗的配变／电容器组电压无功综合控制系统。控制系统根据电压、功率因数的实时信息,按九区图控制策略对配变／电容器组进行控制,保证了电压质量,提高了功率因数,减小了网络损耗。

关键词： 压缩式垃圾车   可编程控制器   液压系统仿真   AMESim  

摘要： 后装压缩式垃圾车是城市垃圾车收集及转运的主要工具之一。压缩式垃圾车通过控制系统控制滑板、刮板、排出板的动作实现垃圾的装载和卸载。垃圾车的控制系统在经历了手动控制、继电器控制、微电脑控制之后,发展到现在的可编程控制。目前国内的压缩式垃圾车生产企业大部分虽然已经采用可编程控制,但是其中一些关键部件包括控制器均依靠进口,以中集环境保护有限公司生产的压缩式垃圾为例,其车厢体所使用的钢材、液压系统中油缸、齿轮泵、高性能多控电磁阀及电气装置电子控制均是日本进口产品,价格高昂,使得产品很难适应中国市场。针对以上问题,提出“垃圾车国产化”的理念。本文从“控制系统国产化”出发,提出“压缩式垃圾车控制系统设计”的课题。 本论文的研究内容主要包括压缩式垃圾车电气原理设计、执行机构力学分析与仿真及控制系统程序设计三部分。第一部分简单介绍了垃圾车的基本机构,分析各个机构的工作原理,并据此设计垃圾车作业流程图及控制系统电气原理,对系统所用主要元件进行选型。第二部分首先对各个执行机构进行受力分析,计算执行机构运动过程中所受阻力,然后运用AMESim软件建立各个执行机构的液压系统模型,根据受力分析适当设置参数并仿真分析装载和卸载时间,以验证系统设计是否可行。第三部分是根据电气原理及工作流程图,在SWOPC-FXGP/WIN-C环境下设计控制系统的PLC程序,通过实验室和现场的调试最终得到准确的控制系统程序。 本论文的研究,一方面初步实现了压缩式垃圾车控制系统的国产化,为压缩式垃圾车国产化做出应有的贡献,对我国其他行业控制系统国产化有一定的借鉴意义,推动可编程控制技术在环卫车辆中的应用及普及,同时对我国可编程控制技术的研究、发展及应用也具有重要的意义；另一方面为以后工业控制系统设计提供参考。

关键词： 风洞   高温气固两相流   监控系统   可编程控制器   PID   遗传算法  

摘要： 本课题所研究的主要内容是高温气固两相流风洞监控系统的改进与完善。浙江大学热能工程研究所内建立的高温气固两相流风洞试验台是校重点项目,为了保障该实验系统安全稳定的运行,一套可靠的实验台监控系统是必不可少的。本课题在原风洞监控系统的基础上对其功能进行改进和完善,更好地保障高温气固两相流风洞的运行。 风洞监控系统采用个人计算机(PC)作为上位机,亚控科技有限公司的组态王软件作为上位机软件,下位机采用可编程控制器(PLC),下位机软件为STEP7,上位机与下位机之间通过MPI卡进行通讯,组成了一个小型集散控制系统(DCS)。其中上位机主要用于人机交互,实现数据监控的功能,工作人员可以从上位机界面中观察风洞运行的实时数据,并可通过鼠标和键盘发送控制指令,实现控制功能；监控系统下位机负责数据的采集,运算和输出,实现自动控制功能,是监控系统至关重要的组成部分。 本课题对上位机原界面进行重新设计,上位机界面由登陆界面、主界面和一系列控制界面组成,其中主界面包括大量的数据信息,由它可打开其他控制界面。下位机部分改进了联锁保护功能,完善了数据输入和输出部分,增加流速计算部分和增量式PID控制,实现了风洞中四个主要参数(负压、温度、流速、浓度)的自动控制功能。 热工过程大多具有大滞后和时变的复杂特性,PID参数的整定往往需要花费较长时间。遗传算法(Genetic Algorithms)作为一种仿生自寻优随机算法,具有并行计算、全局收敛等特点,易于与问题结合,将其运用于高温气固两相流风洞自动控制回路的参数优化。通过Matlab软件对温度控制对象进行基于遗传算法的PID参数整定的仿真。将整定的PID参数代入现场调试,实际运行结果表明,基于遗传算法的PID参数整定可以获得令人满意的效果。该参数整定方法也可以应用于其他自动控制回路。

关键词： DDE   动态数据交换   可编程控制器   PLC  

摘要： 主要介绍动态数据交换技术(DDE)工作方式,并探讨采用动态数据交换技术与DX系列发射机PLC进行通讯的具体实现过程,在关键环节给出详细的代码。

关键词： 出铝作业   可编程控制器   自校正控制  

摘要： 出铝是铝电解生产中非常重要的作业。精准出铝控制系统安装和维护方便。操作者使用遥控器更容易操作系统。精准出铝控制系统提高了出铝计量精度,为企业创造出可观的经济效益。 精准出铝控制系统由上位机出铝调度系统、PLC出铝作业控制装置和现场遥控装置组成。论文详细分析了上位机出铝调度系统、PLC出铝作业控制装置和现场遥控装置的组成与功能。 本文阐述了无线通信的基本原理,阐述了接收机接收无线信号的功率与发射机发射功率、距离、无线信号频率、发射天线增益和接收天线增益之间的关系,阐述了空气和混凝土墙壁对无线信号功率的影响。通过结合现场实际确定了无线通信方案,并论述了数传电台和nRF2401的性能特点。 本文对PLC出铝作业控制装置的设计与实现进行了详细地论述。论述了硬件设计,通信协议设计和软件设计。论述了PLC响应遥控器的操作命令和在遥控器的液晶上面输出提示信息的方法。论述了在PLC串口用做自由口通信时,调试PLC程序的方法。 本文分析了出铝控制中的数据处理方法,分析并应用了通过抬包重量得到出铝流速的方法。通过对最小二乘估计问题的分析找到了一种能够在单片机和可编程控制器上面实现的计算流速和对抬包重量数据滤波的方法。分析并应用了关风提前量计算和关风提前量计算方法中的参数的自校正方法。 本文最后叙述了现场试验中遇到的问题和系统需要改进的地方。通过对出铝记录的统计分析得出精准出铝控制系统可以有效地控制出铝精度。

关键词： 船舶应急电站   可编程控制器   自动控制  

摘要： 船舶电站是船舶的重要设备之一。随着现代自动化技术的发展,船舶电站基本上实现了自动化控制。这是实现现代机舱自动化,进而实现无人值班机舱的必要条件。而作为船舶电站的特殊部分,应急电站担负着保证船舶电网持续供电的作用。它的自动控制对于船舶的安全航行显得非常重要。 本文以实验室项目为依托,结合《轮机工程手册》和《CCS钢质海船建造及入级规范》的要求,详细阐述了适合教学的实训船舶应急电站的设计过程。具体包括：应急电源装置设计、配电装置设计和应急电站管理单元设计。在应急电源装置设计的过程中还分析了船舶主电源装置的三类负荷算法。在配电装置设计的过程中从元器件选型、功能设计和一次电力系统设计等方面设计实训船舶应急电站的配电装置。然后以西门子S7-200PLC为控制核心设计了实训船舶应急电站的管理单元。实现了实训船舶应急电站的自动化控制。 在实训船舶应急电站的管理单元设计的过程中重点介绍了S7-200PLC的组成和实训船舶应急电站的控制过程,最后以STEP7-Micro/WIN V4.0为编程软件,设计实训船舶应急电站的控制程序,并对控制程序进行了认真分析。

关键词： 沥青拌合站   称量系统   可编程控制器   控制算法  

摘要： 随着我国国民经济的飞速发展,交通运输已成为制约我国经济发展的重要因素之一。交通运输量的不断增长,各种重型、大型车辆的增多,对我国的公路质量的要求也越来越高。这就要求我们必须采用先进的公路施工技术和设备,从而达到不断提高我国公路施工质量的目的。而在众多公路施工机械中沥青拌合站是消耗资金最大,技术含量最高的设备,其装备程度的先进与否成为影响公路建设水平与速度的重要因素。 本文根据目前国内外沥青拌合站设备的特点,利用先进的理论及计算机仿真技术对骨料称量系统的动态称量过程进行了较为深入的研究。建立了动态骨料称量过程的数学模型,并作了计算机仿真和定性分析。针对骨料下落过程中的落差及模型参数的不确定性,在对动态骨料称量过程作了进一步分析研究的基础上,提出了二次称量法及迭代自学习控制法,并进行了控制系统的设计和计算机仿真实验研究。仿真结果表明迭代控制算法应用于骨料称量控制系统,可以达到理想的效果。随后,由于分析到控制系统存在滞后的问题,因此,设计开发了Smith预估器来解决这一问题。最后,针对以上控制思路利用先进的S7-300 PLC对骨料称量系统进行程序设计,并通过STEP7V5.3软件以及S7-PLCSIM仿真软件对所设计程序编写及仿真,从仿真结果可以看出本文所设计的骨料称量系统程序达到了理想的效果。 通过本文的研究,有效的提高了骨料称量系统的控制精度和效率,实现了控制过程的自动调节,减少了故障率,为高精度、高效率的大规模沥青混合料生产提供了有利条件。