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染色烘干过程节能控制系统设计

来源:论文学术网
时间:2024-08-20 12:10:52
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染色烘干过程节能控制系统设计【摘要】:我国染整行业的能源成本已从上世纪50年代占总成本的2%~3%上升到日前的10%~15%,甚至15%以上。染整行业在能源上的浪费,其中重要一个方

【摘要】: 我国染整行业的能源成本已从上世纪50年代占总成本的2%~3%上升到日前的10%~15%,甚至15%以上。染整行业在能源上的浪费,其中重要一个方面就是,烘干过程缺少检测控制手段只凭经验操作,大量存在面料过烘现象。因此,开发烘干过程在线检测控制的节能技术,有利于染整企业节约能源,节省成本。 本文首先分析含水率的测定方法,提出了电阻法为传感器的测量方法。根据电阻法的特点,设计了传感器的测量电路和信号处理电路。 鉴于印染行业的高温、高湿、高电磁干扰、高静电干扰的特殊环境,我们在项目初期选用西门子S7-200系列PLC为控制器,根据控制系统的任务配置硬件模块,并设计了系统软件。 在控制算法方面,烘干控制系统存在着非线性和不确定性,很难得到精确的数学模型,而且被烘干的织物品种繁多,厚薄、尺寸不一,用确定的PID参数难以满足不断变化的模型参数的需要。所以使用常规的PID控制参数整定方法不能达到很好的控制效果。针对在烘干控制中存在的问题,提出了模糊PID控制方案。 在现场应用效果良好的情况下,为了降低产品的成本,尝试采用ARM替代PLC为系统的主控制器,完成了ARM系统的硬件设计与软件设计。 现场应用结果表明,本控制系统实时性好、响应快,工作稳定,可靠性高,对于节约或者说合理使用能源,提高能效比,效益十分可观,在染整行业有着广阔的市场前景。 【关键词】:含水率 电阻法 西门子PLC 模糊PID ARM
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP273
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-6
  • 目录6-8
  • 第一章 绪论8-14
  • 1.1 课题的研究背景8-9
  • 1.1.1 引言8
  • 1.1.2 国内外研究现状8-9
  • 1.2 课题研究内容9-11
  • 1.2.1 烘筒烘燥机的使用及工作原理9-11
  • 1.2.2 课题的研究内容11
  • 1.3 课题的研究意义和应用前景11-14
  • 1.3.1 课题的研究意义11-12
  • 1.3.2 课题的应用前景12-14
  • 第二章 含水率传感器设计14-22
  • 2.1 含水率的测定方法14-18
  • 2.1.1 烘箱法15
  • 2.1.2 电阻法15-16
  • 2.1.3 电容法16
  • 2.1.4 红外吸收法16-17
  • 2.1.5 微波衰减法17-18
  • 2.2 含水率测定方法选择18-19
  • 2.3 传感器的设计19-22
  • 2.3.1 检测传感器设计19-20
  • 2.3.2 信号处理电路20-22
  • 第三章 基于PLC的控制系统设计22-31
  • 3.1 可编程控制器的概述22-23
  • 3.2 系统硬件组成23-26
  • 3.2.1 CPU224XP24
  • 3.2.2 EM235模拟量扩展模块24-26
  • 3.3 系统软件设计26-31
  • 3.3.1 PLC的软件概述26-28
  • 3.3.2 PLC的软件设计28
  • 3.3.3 触摸屏界面设计28-31
  • 第四章 烘干过程控制策略研究31-44
  • 4.1 传统PID控制31-34
  • 4.1.1 PID控制原理31-33
  • 4.1.2 传统PID控制器的特点33-34
  • 4.2 模糊控制34-36
  • 4.3 烘干过程的模糊PID设计36-42
  • 4.3.1 烘干过程的特点36-37
  • 4.3.2 模糊PID控制器结构37-38
  • 4.3.3 参数自整定思想38-39
  • 4.3.4 模糊PID控制器的设计39-42
  • 4.4 现场应用结果42-44
  • 第五章 基于ARM的控制系统设计44-59
  • 5.1 ARM系统的总体方案44-45
  • 5.2 基于ARM的核心电路的设计与实现45-50
  • 5.2.1 FLASH存储器接口电路45-46
  • 5.2.2 SDRAM程序运行空间接口电路46
  • 5.2.3 模拟量输入46-48
  • 5.2.4 IIC接口电路48-49
  • 5.2.5 模拟量输出49-50
  • 5.3 基于CPLD的协处理器电路的设计与实现50-52
  • 5.4 基于ARM的系统软件设计52-59
  • 5.4.1 基于ARM的系统软件的设计和实现52-57
  • 5.4.1.1 系统的启动代码52-53
  • 5.4.1.2 系统的驱动程序集合53-55
  • 5.4.1.3 系统应用程序的实现55-57
  • 5.4.2 基于CPLD的软件设计与实现57-59
  • 第六章 总结与展望59-61
  • 6.1 总结59-60
  • 6.2 展望60-61
  • 参考文献61-63
  • 作者在攻读硕士期间发表论文63-64
  • 致谢64


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