電氣自動化專業(yè)基于模糊控制的皮帶多機驅(qū)動功率平衡控制器的研究

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1、基于模糊控制的皮帶多機驅(qū)動功率平衡控制器的研究 摘要：目前, 我國煤礦行業(yè)使用的帶式輸送機已逐步向長距離、大容量、高速方向發(fā)展。因此, 對電機驅(qū)動功率的需求越來越高, 然后采用多電機驅(qū)動, 以避免單機驅(qū)動帶來的問題。在實際使用過程中, 多機驅(qū)動雖然有許多優(yōu)點, 但驅(qū)動功率的分布不平衡。這是因為煤礦生產(chǎn)中使用的輸送帶屬于輸送帶。在輸送物料時, 如果輸送帶的每個驅(qū)動部分的驅(qū)動功率不平衡, 會造成嚴重的不平衡張力, 因此傳送帶將被拉扯、偏離或斷開。驅(qū)動電機的裂紋和故障。為了解決這一問題, 本文提出了一種模糊控制策略, 利用 PLC 和調(diào)速液壓耦合器調(diào)整多機驅(qū)動的功率平衡。同時, 對整個控制系統(tǒng)

2、的結(jié)構(gòu)進行了研究。本文的控制方案是: 通過對輸送帶速度和各驅(qū)動電機定子電流信號的監(jiān)測, 將其傳遞給 PLC 控制器, 并將輸送帶的實際速度與給定的速度進行比較, 以控制輸送機的啟動 b爾特;通過將監(jiān)測電流信號與參考電流信號進行比較, 以兩個信號之間的差異為控制信號, 通過步進電機控制液壓耦合器的勺子桿上下控制。動態(tài)位置用于控制液壓耦合器中的充油, 使驅(qū)動電機的定子電流值彼此接近, 以滿足電機驅(qū)動功率平衡的要求。本文選擇西門子 PLC300 作為硬件選擇的主要控制器, 選擇了控制系統(tǒng)的模塊, 包括 a/模塊、高速計數(shù)模塊、隔離網(wǎng)格等。并對系統(tǒng)硬件各模塊的布線進行了全面的設計。在程序設計部分, 詳

3、細設計了控制系統(tǒng)的主要程序和各種子程序模塊。從仿真結(jié)果和本文設計的系統(tǒng)來看, 采用模糊控制策略實現(xiàn)多機輸出功率平衡是可行的。 關(guān)鍵詞:驅(qū)動功率;模糊控制;輸送帶;液力耦合器;MATLAB; PLC300 目 錄 1.1課題背景及研究意義 3 1.2課題的研究現(xiàn)狀 3 1.3本論文的研究內(nèi)容和方法 4 2.1帶式輸送機概述 6 2.2多機驅(qū)動帶式輸送機的組成結(jié)構(gòu) 6 2.2.1皮帶張緊裝置 7 2.2.2輸送帶 7 2.2.3托棍 7 2.2.4驅(qū)動裝置 7 2.3液力親合器可控調(diào)速裝置 8 2.4多機驅(qū)動帶式輸送機驅(qū)動功率平衡控制策略

4、8 3.1 PLC及其器件介紹 10 3.1.1 PLC 介紹 10 3.1.2 PLC的功能 10 3.1.3 UPLC的特點 11 3.1.4西門子PLC介紹 12 3.1.5西門子PLCS7-300硬件介紹 12 3.1.6 S7-300系列PLC的主要優(yōu)點 14 3.2控制系統(tǒng)的硬件總體設計 14 3.3 S7-300基本模塊的選型及外圍接口電路的設計 16 4.1軟件設計原則 17 4.1.1軟件設計要求 17 4.1.2程序設計思路 17 4.2 S7-300系列PLC程序編程 18 4.3控制系統(tǒng)總體程序設計 19 第一章 緒論 1

5、.1課題背景及研究意義 帶式輸送機是一種用于運輸散裝物料的運輸設備。它具有大容量和工作時間。長途運輸廣泛應用于輕工業(yè)和重工業(yè)。隨著我國礦業(yè)的不斷擴大, 需要運輸距離較長、運輸量大、工作效率高的帶式輸送機, 并生產(chǎn)大型帶式輸送機。目前, 在煤礦生產(chǎn)領域, 已采用大型帶式輸送機, 但在實際應用過程中, 當皮帶處于一定的張力狀態(tài)時, 如果皮帶是由劣質(zhì)電機驅(qū)動的, 就不能滿足要求。為了降低皮帶的張力和電網(wǎng)的諧波, 基本上采用了多機驅(qū)動模式。一般情況下, 在理想狀態(tài)下, 功率和驅(qū)動力的分布比是相同的, 但實際上, 功率和驅(qū)動力的分布比將因各種因素而偏離。這將導致膠帶上張力分布不平衡, 從而導致驅(qū)動電機

6、負載不平衡, 在嚴重的情況下直接導致電機損壞。目前, 這種問題在大多數(shù)大型帶式輸送機中都存在。 此外, 歐美發(fā)達國家在帶式輸送機開發(fā)領域取得了大量的研究成果, 無論是在帶式輸送機的整體設計和控制性能方面都處于相對領先地位。與之相比, 我國帶式輸送機技術(shù)的發(fā)展相對滯后, 我國大型帶式輸送機的核心技術(shù)仍依賴于進口。因此, 研究礦帶多電機驅(qū)動功率平衡控制器, 不僅是為了解決煤礦生產(chǎn)中遇到的實際問題, 也是為了將先進的智能控制策略應用于實踐, 深化煤礦帶動力平衡控制器。通過實踐對控制策略的理解和研究。 1.2課題的研究現(xiàn)狀 國外對帶式輸送機的研究比較早。目前, 已開發(fā)出適合各種要求的輸送系統(tǒng)。主

7、要研究內(nèi)容包括復雜模型構(gòu)建、動態(tài)和靜態(tài)特性研究、控制算法和先進的控制策略研究。在驅(qū)動裝置中, 主要技術(shù)有: CST 驅(qū)動系統(tǒng)、電機加液壓稱重裝置、液體粘性驅(qū)動調(diào)速裝置和交流變頻調(diào)速裝置。CST 是一種主要用于大型帶式輸送機的驅(qū)動系統(tǒng)。CST 的基本原理是使用控制器設置加速度曲線和軟啟動時間。在油壓作用下, 反應盤相互摩擦, 傳遞到機械設備的力矩與壓力成正比。此外, 系統(tǒng)本身的反饋調(diào)節(jié)能力可以穩(wěn)定加速度。但缺點是, 如果電機在沒有負載的情況下直接啟動, 就會產(chǎn)生較大的啟動電流, 這將極大地影響電網(wǎng)的電壓, 傳輸效率較低, 運行裝置產(chǎn)生的熱量較高。CST 液壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜, 維護難度較大。液壓

8、粘滯驅(qū)動調(diào)速裝置通過使用機械的內(nèi)部作用來控制聯(lián)軸器的運行。液體粘性調(diào)速裝置不僅可以控制輸送機的速度和穩(wěn)定運行, 還可以平衡多臺電機的負載功率, 從而提高輸送機的安全性、使用壽命和經(jīng)濟效益。其缺點是不能準確控制輸送機的啟動和運行, 散熱性能差, 容易影響調(diào)速裝置的工作。交流電機變頻調(diào)速裝置是一種新型的電氣產(chǎn)品。主要采用電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)。它可以實現(xiàn)電機的無極調(diào)速, 具有較高的控制精度。其原理是通過改變電機電源的頻率來調(diào)整電機的速度。當功率不平衡時, 電機的頻率會隨著時間的推移而調(diào)整, 電機的功率會通過改變每個變頻器的頻率來重新分配。目前我國對帶式輸送機的研究主要集中在大傾角、長距離大型帶

9、式輸送機系統(tǒng)的零件和控制裝置上。通過采用動態(tài)分析技術(shù)、中間驅(qū)動和智能控制技術(shù), 開發(fā)了各種軟啟動和制動方法, 以及 PLC 可編程數(shù)字系統(tǒng)控制裝置。其次, 進一步研究了帶式輸送機的部件和結(jié)構(gòu), 包括帶式速度對輸送機運行阻力的變化、彎曲部分輸送機軌道張力的計算方法以及輸送機的狀態(tài)模型。輸送機在水平線上運行, 以及各種動態(tài)特性。同時, 在控制系統(tǒng)中應用了一些先進的控制策略, 并采用計算機計算了輸送機軌道的張力。控制設備的運行狀態(tài)等。典型的例子是采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡控制策略與 DSP 處理器相結(jié)合的方法對帶式輸送機進行控制。該方法具有控制實時性和快速響應性特點, 但由于對控制策略和算法的要求較高, 在控

10、制精度和控制效果方面難以達到理想狀態(tài)。 1.3本論文的研究內(nèi)容和方法 本文的主要目的是控制多驅(qū)動輸送帶的功率平衡, 分析多變量模糊控制策略的實際應用效果。具體內(nèi)容如下: (1) 分析了大型帶式輸送機現(xiàn)有驅(qū)動裝置的不足, 研究了液壓稱重裝置, 分析了輸送機的組成原理, 并對帶式輸送機的結(jié)構(gòu)進行了分析。.(2) 詳細介紹了模糊控制策略, 包括其基本原理和實時控制方法, 以及實現(xiàn)多電機驅(qū)動功率平衡的方法。(3) 根據(jù)控制系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)和控制要求, 對系統(tǒng)的每個部分進行硬件選擇和外圍接口電路設計。詳細介紹了西門子 PLC300 系列的功能和特點。設計了模糊控制器。建立了模糊控制規(guī)則和一般控制決策表

11、?？刂齐姍C的負載功率, 實現(xiàn)多機驅(qū)動功率平衡的控制。(4) 結(jié)合 PLC300 軟件編程開發(fā)和控制算法的特點, 進行了程序流程圖的設計。 第二章 多機驅(qū)動帶式輸送機的結(jié)構(gòu)及控制方案 2.1帶式輸送機概述 所謂大型帶式輸送機是指輸送機的輸送機工作臺長度超過 l0km, 運輸能力超過3000l:h, 電機的總?cè)萘吭?l000kW 以上。帶式輸送機的結(jié)構(gòu)比較復雜。與其他散裝物料運輸方式相比, 帶式輸送機具有材料種類繁多、輸送能力范圍廣、輸送線適應性強、物料裝卸靈活、重量強等優(yōu)點可靠性高、安全性高、成本低。多機傳動帶式輸送系統(tǒng)由機械設備、電動驅(qū)動裝置和計算機控制裝置組成。系統(tǒng)的控制對象是驅(qū)動

12、電機, 控制參數(shù)是電機的速度和負載功率。該系統(tǒng)的核心是利用計算機控制技術(shù)控制帶式輸送機的工作狀態(tài), 以滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求。首先, 詳細介紹了帶式輸送機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。然后, 詳細介紹了帶式輸送機的不同驅(qū)動裝置。在此基礎上, 著重分析了本文所使用的可控調(diào)速裝置的結(jié)構(gòu)和原理。 2.2多機驅(qū)動帶式輸送機的組成結(jié)構(gòu) 帶式輸送機是一種連續(xù)的機械輸送設備。整個設備由輸送帶、倒車鼓、銀載體、張緊裝置、驅(qū)動裝置等保護裝置組成。隨著工程技術(shù)的發(fā)展和更新, 帶式輸送機逐漸采用了多種驅(qū)動方式, 驅(qū)動方式多樣化, 出現(xiàn)了單點驅(qū)動、雙點驅(qū)動、多點驅(qū)動。單點驅(qū)動是指在整個輸送機的頭部或尾部安裝驅(qū)動傳動裝置;兩點

13、驅(qū)動是指在輸送機的頭部和尾部安裝驅(qū)動傳動裝置;所謂多點驅(qū)動, 是指在輸送機的頭部、中部和尾部安裝驅(qū)動傳動裝置。其中, 兩點驅(qū)動和多點驅(qū)動在大型帶式輸送機中得到了廣泛的應用。其目的不僅是為了降低皮帶在工作時的張力, 也是為了提高工作效率。多機傳動帶式輸送機, 由于是多點驅(qū)動, 使皮帶的最大張力大大降低, 因此可用于帶低強度帶式的長距離帶式輸送機。如果采用這種驅(qū)動模式, 如何調(diào)整驅(qū)動裝置的負載分布以及每個驅(qū)動裝置的啟動順序和間隔時間是一個重要問題。選擇單鼓還是多鼓驅(qū)動取決于整個輸送機的功率。一般情況下, 如果整機功率超過 4 5千瓦, 可以考慮多點驅(qū)動模式。針對煤礦長途距離長、運輸能力大的情況,

14、通常采用頭雙鼓驅(qū)動帶式輸送機。每個鼓由兩個電機驅(qū)動。有三個電機一起工作, 以驅(qū)動帶式輸送機。 2.2.1皮帶張緊裝置 帶式輸送機上的皮帶運動由傳送帶與輸送機導軌上的驅(qū)動鼓之間的摩擦力支撐。因此, 當帶式輸送機運行時, 必須保證帶式輸送機的拉力足夠大。拉力由張力裝置控制。帶式輸送機要求張力裝置不僅要滿足皮帶伸長的要求, 而且要根據(jù)需要使拉力調(diào)節(jié)。張緊裝置的主要功能是: 通過產(chǎn)生拉力和防止皮帶在滾筒上滑移, 確保皮帶獲得所需的牽引力;使支承銀之間的皮帶下垂?jié)M足要求, 降低皮帶的運行阻力;在輸送機的啟動停止和正常運行過程中, 補償皮帶的塑性和彈性介質(zhì)長度;并減少皮帶啟動-停止過程中的動態(tài)載荷。

15、 2.2.2輸送帶 帶式輸送帶屬于由多種復合材料組成的帶式帶。它在結(jié)構(gòu)上分為多層, 主要是覆蓋層和巖心體。使用的材料有棉織物、鋼絲繩、尼龍等。因此, 皮帶的粘彈性非常好, 但也有許多獨特的物理和機械特性, 如非線性、滯后性、螺桿變性、松動等。從這些輸送帶的力學示意圖中可以看出, 輸送帶具有良好的粘彈性。當帶式輸送機工作正常時, 由于負載不穩(wěn)定等外部因素, 帶式的粘彈性體變化不規(guī)律, 甚至振動, 皮帶的工作狀態(tài)失去其穩(wěn)定性。無論是電氣控制系統(tǒng)還是機械傳動系統(tǒng), 都會造成很大的沖擊。 2.2.3托棍 該支撐裝置安裝在帶式輸送機的輸送導軌上, 以支撐帶帶, 降低帶式的下垂值, 使其在輸送物料過

16、程中不會遇到強烈的阻力, 從而具有穩(wěn)定運行的狀態(tài)。該支架按照輸送機導軌上規(guī)定的距離進行組裝, 其性能和質(zhì)量對輸送機的正常運行有很大影響。目前, 地下礦井使用的支架接近包不僅能有效防止煤塵, 還能有效防止水進入軸承。此外, 支承母通過滾動軸承與輸送導軌機械連接, 使運行部件之間的摩擦力較小。 2.2.4驅(qū)動裝置 在帶式輸送機系統(tǒng)中, 驅(qū)動裝置的功能是提供帶式輸送機運行所需的驅(qū)動力。當驅(qū)動裝置啟動時, 滾筒和皮帶之間的摩擦被用來將驅(qū)動力轉(zhuǎn)移到皮帶上。此外, 在運行過程中, 帶式輸送機需要克服各種阻力。此外, 驅(qū)動裝置的啟動過程可以控制, 也可以快速啟動, 而磁帶不能快速與之同步, 這就需要緩慢

17、的啟動過程。從膠帶開始到穩(wěn)定運行, 它所承受的張力會逐漸增加。但張力的變化會改變皮帶的變形, 很容易引起輸送系統(tǒng)的振動和沖擊。啟動時, 通常要求驅(qū)動裝置按順序啟動, 以避免電機在過載下啟動。多機驅(qū)動帶式輸送機需要大容量電機, 可實現(xiàn)有載啟動和多點驅(qū)動, 對驅(qū)動裝置的要求越來越高。基本要求如下: (1) 啟動平穩(wěn), 在負載下啟動, 并有足夠的加速度, 以減少因動態(tài)負荷過大而產(chǎn)生的波動, 避免膠帶與滾筒之間的滑移, 以及材料可能出現(xiàn)的滑移或溢出在磁帶上。(2) 防止過大的驅(qū)動功率和扭矩, 確保驅(qū)動電機在長期超載下立即停止, 避免生產(chǎn)事故的發(fā)生。(3) 可提供低速運行模式, 使輸送機能夠低速運行,

18、便于皮帶測試和防凍。(4) 在多點驅(qū)動條件下, 各驅(qū)動電機負載平衡, 避免了設備部件過載, 傳動效率高。(5) 驅(qū)動電機可在沒有負載的情況下啟動, 以避免其對供電電網(wǎng)的影響。本文針對多機驅(qū)動功率平衡控制系統(tǒng), 采用液壓親和力可控調(diào)速裝置作為驅(qū)動裝置。 2.3液力親合器可控調(diào)速裝置 液壓稱重離合器主要是電機軸與蔬菜、風機或帶式輸送機之間的聯(lián)軸器。當電機軸的轉(zhuǎn)速保持不變時, 通過調(diào)整蔬菜、風扇或帶式輸送機的轉(zhuǎn)速, 可以改變原動機的輸出功率。當輸出軸超載和停止時, 原動力的輸入軸也可以在不損壞原力的情況下運行。啟動時, 輸入軸可以快速啟動, 輸出軸轉(zhuǎn)速將逐漸增加到接近輸入軸的速度, 因此目前在煤

19、礦生產(chǎn)領域得到了廣泛的應用。 2.4多機驅(qū)動帶式輸送機驅(qū)動功率平衡控制策略 在多機帶式輸送機系統(tǒng)中, 雖然電機的啟動和運行可以控制, 但由于各種因素, 包括各驅(qū)動單元電機的性能差異和不同的因素, 電機的負載功率是不平衡的。設備技術(shù)和驅(qū)動電機的驅(qū)動功率不平衡, 容易引起輸送帶的拉動和燃燒, 嚴重影響生產(chǎn)和經(jīng)濟效益。因此, 這也是煤礦生產(chǎn)行業(yè)需要解決的難題。 多電機驅(qū)動功率平衡的控制方法有三種: 電流控制法、轉(zhuǎn)矩控制法和電流速度控制法。詳細說明: (1) 電流控制電機驅(qū)動功率法, 意思是在相同條件下, 驅(qū)動電機的電流值可以直接反映電機的驅(qū)動功率。通過監(jiān)測電機的電流值, 可以作為驅(qū)動功率平衡控

20、制器的傳輸。輸入用于平衡多個電機的驅(qū)動功率。(2) 在電機轉(zhuǎn)速不變的情況下, 扭矩控制方法是基于電機輸出扭矩公式 r = 955 n。電機輸出扭矩 r 直接反映了其驅(qū)動功率。通過對電機輸出扭矩信號的監(jiān)測, 將其作為驅(qū)動功率平衡控制器的輸入, 調(diào)整電機軸轉(zhuǎn)速, 平衡多個電機的驅(qū)動功率。事實上, 在負載功率大的情況下, 由于難以采集扭矩信號, 對設備性能要求高, 這種方法很少使用。因此, 工程師們使用電流控制來解決這個問題。(3) 電流速度控制方法電流控制方法是指在許多電機中, 控制電機和恒速電機首先被指定。通過實時采集工作電機的電流和速度信號, 將其作為驅(qū)動功率平衡控制器的輸入, 然后控制電機的

21、速度。電機的輸出速度通過聯(lián)軸器傳遞, 通過調(diào)節(jié)大負荷來實現(xiàn)輸送帶的速度調(diào)節(jié)。體積小, 可平衡多機驅(qū)動的功率。在三種控制方法中, 電流控制輸出功率平衡法是最常用的方法。電流信號作為控制器的輸入信號, 調(diào)整液壓稱重離合器勺子桿的位置, 以控制其內(nèi)部充油, 從而改變電機的負載扭矩, 達到多機驅(qū)動功率的目標蘭斯。該方法具有原理簡單、可執(zhí)行性高的特點。但這種控制方法的缺點是控制精度不高, 系統(tǒng)響應速度慢, 這是由液壓親和力本身的結(jié)構(gòu)和原理造成的。 第三章 模糊控制器的硬件設計 確定多機驅(qū)動功率平衡控制策略后, 必須進行硬件選擇。良好的控制算法只能通過硬件來實現(xiàn)。針對煤礦帶式輸送機的功率平衡控制,

22、 本文采用西門子 PLC300 系列可編程控制器, 主要基于煤礦惡劣的工作環(huán)境。煤礦地下噪音大, 振動強烈, 塵埃沉重, 潮濕, 風力大, 空氣中含有砷、二氧化碳、一氧化碳等有害氣體, 如果使用普通控制器, 就不能適應這種惡劣的環(huán)境, 但 PLC 可以在此工作環(huán)境, 特別是礦井 PLC, 不僅工作穩(wěn)定, 而且控制對象的實時控制, 可以滿足煤礦學生的需求。生產(chǎn)要求可以產(chǎn)生長期的經(jīng)濟效益。以下是西門子 PLC300 的詳細描述。 3.1 PLC及其器件介紹 3.1.1 PLC 介紹 PLC 屬于計算機處理器。在硬件上, 它與普通微處理器系統(tǒng)基本相同, 但它有自己的模塊, 包括數(shù)字輸入和輸出模

23、塊、模擬輸入和輸出模塊以及計數(shù)模塊。他們基本上是獨立的。在軟件中, 可以執(zhí)行各種邏輯操作、計時計數(shù)和數(shù)據(jù)存儲。由于其穩(wěn)定的運行和精確的控制, 在自動化生產(chǎn)領域得到了廣泛的應用。然而, 隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展和技術(shù)研究的不斷升級, 各類 PLC 產(chǎn)品相繼出現(xiàn), 性能越來越好。它們正朝著大規(guī)模、高度集中化、智能化的方向發(fā)展, 其應用前景非常廣闊。 3.1.2 PLC的功能 PLC 在硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中有各種控制模塊, 在數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)中, 可以調(diào)用許多功能模塊, 包括數(shù)據(jù)比較、PID 操作、指數(shù)運算, 因此可用于各種復雜的控制功能。但常見的基本功能如下: 1、順序邏輯控制是 PLC 控制器最突出的功

24、能。過去使用的繼電器控制系統(tǒng)比較復雜。稍微復雜一點的系統(tǒng)需要相當數(shù)量的繼電器。有許多使用順序邏輯控制的軟繼電器, 可以直接取代硬件系統(tǒng)。這不僅簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu), 而且節(jié)省了很多。使用更多空間。在軟件中, 它可以進行各種邏輯順序控制、單機或多機控制等。2. 在多條自動化生產(chǎn)線上, 運動控制將 PLC 控制器與各種加工設備相結(jié)合, 實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。由于控制的需要, PLC 產(chǎn)品已經(jīng)開發(fā)出來驅(qū)動各種電機。3. 定時控制 PLC 控制器有多個定時器和各種指令來控制計時器。它可以實現(xiàn)任何時間間隔的定時控制, 并可以根據(jù)實際控制的需要進行設置。其定時精度高, 可達到毫秒級, 控制效果非常準確, 特別是在位

25、置控制和角度控制方面。4. 計數(shù)控制在 PLC 控制器內(nèi)具有各種計數(shù)器, 可實現(xiàn)常見計數(shù)、可逆計數(shù)和高計數(shù), 應用范圍廣。它的計數(shù)原理是, 當內(nèi)部計數(shù)值達到程序設定的值時, 它將發(fā)送一個信號。此外, 它還可以通過程序模塊進行修改和讀取。5. 分步控制 PLC 控制器可以實現(xiàn)分步控制, 即完成一個生產(chǎn)任務并繼續(xù)下一個任務。這主要是因為 CPU 中有許多移位寄存器, 在處理大量數(shù)據(jù)時可以執(zhí)行移位操作和臨時存儲。6. 數(shù)據(jù)處理多的 PLC 控制器 (包括 F2 系列、C 系列、S5 系列 PLC) 可以進行不同類型的數(shù)學運算。它們不僅可以進行基本操作, 還可以實現(xiàn)乘法器和平方等復雜操作, 從而實現(xiàn)快

26、速的數(shù)據(jù)處理。7. 模數(shù)轉(zhuǎn)換和模數(shù)轉(zhuǎn)換與普通處理器相同。PLC 可以進行模數(shù)轉(zhuǎn)換, 并可以監(jiān)控大多數(shù)非電信號, 包括溫度、壓力等。只要選擇了合適的傳感器, 就可以對這些模擬信號進行監(jiān)控, 并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號, 發(fā)送到 PLC。其次, PLC 可以進行模數(shù)轉(zhuǎn)換, 將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號, 并將其發(fā)送給執(zhí)行機構(gòu)對受控對象進行控制。8. 通信和網(wǎng)絡 PLC 控制器有自己的通信模塊, 可以實現(xiàn)各種通信模式, 如西門子 PLC、MPI 協(xié)議、PROFIBUS-DP 等通信模式。各種計算機系統(tǒng)、控制設備和生產(chǎn)設備之間的網(wǎng)絡通信。 3.1.3 UPLC的特點 (1) 穩(wěn)定、可靠、抗干擾的 PLC 控

27、制器是一種功能強大、功能豐富的高度集成的器件。它將工業(yè)生產(chǎn)所需的控制模式集中到 PLC 控制器中, 其信號輸入和 PLC 內(nèi)部電路采用隔離方式, 避免信號之間的干擾, 從而可以在極端環(huán)境下工作。(2) PLC 的編程方法是面向過程的, 特別是梯形圖編程, 易于學習和掌握。PLC 開發(fā)的程序易于修改和維護, 必要時可以進行加密。(3) 為了實現(xiàn)設備的小型化和集中化, 節(jié)省材料和資源, PLC 對所有必要的設備和設備進行模塊化, 不僅易于管理, 而且更容易根據(jù)需要選擇匹配和組合塊工業(yè)生產(chǎn)。(4) 隨著工業(yè)技術(shù)的不斷更新和升級, PLC 控制器變得專業(yè)化、標準化、多樣化。無論什么樣的工業(yè)環(huán)境和控制設

28、備, 他們都能找到合適的 PLC 產(chǎn)品。由于 PLC 將許多工業(yè)控制裝置的效果集中在控制器中, 因此沒有必要頻繁地進行工業(yè)現(xiàn)場工作。維護和大修。而 PLC 整個程序的開發(fā)也很耗時。(5) 豐富的 ito 接口 PLC 控制器不僅具有中央處理單元, 而且還具有多種接口模塊, 如數(shù)字輸入和輸出接口、模擬輸入和輸出接口、計數(shù)器接口、通信接口、電源接口和人機界面。因此, PLC 控制器可以根據(jù)需要進行擴展或聯(lián)網(wǎng)。(6) 占地面積小、能耗低的 PLC 控制器屬于高度集成的裝置, 占用空間不大。此外, 一般工作電壓為 DC24V, 采用內(nèi)部晶體管集成電路, 能耗很低。 3.1.4西門子PLC介紹 西門

29、子 PLC 在中國的工業(yè)應用中有著悠久的歷史, 最初集中在礦山。紡織、材料印刷這些輕工業(yè)。目前已進入金屬冶煉、汽車制造、船舶生產(chǎn)等各種重工業(yè)領域。西門子 (西門子) 公司目前擁有 S7-200、S7-200、S7-200。S7-1200 等 PLC。這四種類型的產(chǎn)品屬于不同規(guī)模的 PLC 系列。本文采用了 S7-300 系列 PLC。由于占用空間小, 可以進行多樣化的數(shù)據(jù)處理, 操作速度快, 通信能力強, 控制穩(wěn)定可靠。 3.1.5西門子PLCS7-300硬件介紹 西門子 plc S7-300 屬于模塊化硬件結(jié)構(gòu), 擁有完整的模塊, 包括導軌、電源、微處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換、高速

30、計數(shù)、通信和 iop 接口模塊。圖3.1 是西門子 PLC300 系列的硬件結(jié)構(gòu)。 圖3.1西門子PLC300的硬件結(jié)構(gòu)圖 (1) CPU 模塊具有不同的功能, 因為它可以集成不同類型的接口, 如數(shù)字輸入和輸出通道、MPI 通信接口等。CPU 模塊上顯示了各種信號指示器、工作開關(guān)、電源終端等。(2) 電源模塊 PLC 的電源模塊不同于普通控制器。它的電源模塊是獨立的, 因為它需要較高的電源電壓, 并且必須確保穩(wěn)定的輸出。電源模塊內(nèi)的電壓穩(wěn)定和濾波電路高度集成, 可將 AC 220V 轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、清潔的 DC 24V, 并將其發(fā)送到 PLC 的電源部分。(3) 信號模塊 PLC 控制器的

31、信號模塊是指數(shù)字輸入和輸出模塊, 以及模擬輸入和輸出模塊。對于數(shù)字輸入模塊, 主要與門和按鈕連接, 接收和發(fā)送開關(guān)信號。目前, 常用的數(shù)字輸入模塊是 SM321。輸出模塊主要與關(guān)機動作裝置連接, 如繼電器。數(shù)字輸出模塊由 SM322 表示。模擬輸入模塊主要與監(jiān)測設備狀態(tài)的傳感器連接, 主要代表 SM331。模擬輸出模塊與控制執(zhí)行器連接, 以控制設備的工作狀態(tài)。(4) 功能模塊 PLC 控制器功能模塊不同于其他模塊, 它主要完成特殊場合, 如監(jiān)控電機轉(zhuǎn)速、控制步進電機位移、旋轉(zhuǎn)角、產(chǎn)品計數(shù)等。(5) 通信處理器 (CP) PLC 控制器的 CP 主要用于多 PLC 控制器之間、PLC 控制器與主

32、機之間、PLC 控制器與現(xiàn)場控制設備之間的數(shù)據(jù)通信。它有兩種通信模式, MPI 和 PROFIBUS。它可以在多個點之間進行點對點通信和網(wǎng)絡通信。(6) 接口模塊 (IM) PLC 控制器的 IM 功能是實現(xiàn)主控制架與 PLC 擴展機架之間的連接。擴展系統(tǒng)模塊時, 最多可以連接32個。(7) 框架架 (導軌) 是由非引誘鋼制成的, 用于物理固定。 3.1.6 S7-300系列PLC的主要優(yōu)點 西門子 S7-300 系列 PLC 功能強大, 可完成各種控制任務, 數(shù)據(jù)處理快, 每次指令操作時間在0.6 毫秒至0.9 毫秒之間, 控制速度快, 實時性強。在編程中, 很容易開發(fā)。1) 簡化復雜操

33、作。通用控制器通過高級語言編程執(zhí)行復雜的操作, 而在 PLC 控制器中, 它們可以直接使用各種操作模塊來實現(xiàn)各種復雜的操作。2) 人機界面 (HMI) 集成。由于需要在人機界面中完成的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)服務、對象操作、頁面切換等, 已經(jīng)集成到 S7-300 PLC 系統(tǒng)中。此外, 在人機界面上, PLC 內(nèi)部的各種參數(shù)都可以直接設置和實時修改。3) 智能診斷功能。西門子 PLC 控制器具有自診斷功能。它可以監(jiān)控和分析控制系統(tǒng)中的各種故障, 并在沒有人工判斷和分析的情況下進行記錄。4) 改進密碼保護。普通用戶開發(fā)的程序需要保密, 以防止盜竊和修改。西門子 PLC 可以使用密碼設置來保護用戶的知識產(chǎn)權(quán)

34、。5) 安全的操作模式。西門子 PLC 面板上有許多工作模式。PLC 的工作模式可以由 JT 設置。關(guān)閉。一旦確定了模式, PLC 就會穩(wěn)定工作。 3.2控制系統(tǒng)的硬件總體設計 根據(jù)煤礦生產(chǎn)的實際情況和要求, 選擇西門子 plc S7-300 作為整個控制系統(tǒng)的核心部分, 主要負責數(shù)據(jù)處理、通信和輸出控制信號。整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)和參數(shù)主要設置在觸摸屏上, 而煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)負責數(shù)據(jù)監(jiān)控和向 PLC 傳輸數(shù)據(jù)。PLC 控制系統(tǒng)的整個框圖如圖3.2 所示。 圖3.2控制系統(tǒng)的組成框圖 從整個控制系統(tǒng)的框圖可以看出, 該系統(tǒng)由西門子 PLC300、速度測量傳感器、電流測量傳感器、溫度

35、變送器、壓力變送器、安全格柵、觸摸屏等組成。該系統(tǒng)是專門為煤礦地下生產(chǎn)設計的, 所有設備都是防爆的。此外, 圖中各部分的功能如下: (1) PLC300 控制系統(tǒng)的核心部分主要負責監(jiān)測輸送機的速度、驅(qū)動電機的負載電流、減速機的油壓和油溫, 并進行分析。整個控制對象的工作狀態(tài): 人機交互, 控制輸送機的平穩(wěn)啟動, 驅(qū)動電機的功率平衡和減速機內(nèi)的油溫和油壓?？刂?控制步進電機的動作時間。(2) 觸摸屏用于顯示減速機的油壓和溫度、輸送機的速度和負載電流以及故障報警, 以顯示故障的位置。(3) aad 轉(zhuǎn)換模塊主要負責將4？20mA 的電流信號從壓力變送器和溫度變送器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后進行監(jiān)控, 然后再

36、轉(zhuǎn)換為 PLC 控制器。(4) 速度傳感器負責將每個驅(qū)動電機的速度信號轉(zhuǎn)換為一系列有序的脈沖信號, 這些脈沖信號傳輸?shù)礁咚儆嫈?shù)模塊, 然后傳送到 PLC 進行數(shù)據(jù)處理。(5) 電流傳感器負責監(jiān)測三個驅(qū)動電機的負載電流, 并通過發(fā)射機將信號傳輸?shù)?PLC 處理器。(6) 壓力變送器監(jiān)測液壓秤油箱的壓力, 通過壓力變送器將油壓轉(zhuǎn)化為電流信號, 然后通過安全格柵將其傳遞給控制器。(7) 由于煤礦地下環(huán)境惡劣, 隔離安全爐排含有大量氣體。使用隔離安全爐排可以防止線路分解成危險區(qū)域時產(chǎn)生的高電流, 并在安全值范圍內(nèi)進行控制, 防止瓦斯爆炸事故的發(fā)生。(8) 溫度變送器用于測量油溫。它將工作油的溫度信號轉(zhuǎn)

37、換為4？20mA 的電流信號, 然后將其傳輸?shù)?aad 轉(zhuǎn)換模塊。 3.3 S7-300基本模塊的選型及外圍接口電路的設計 在本文設計的功率平衡控制系統(tǒng)中, 西門子 PLC 的主要功能是: 1) 監(jiān)控各驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速、負載電流、壓力和油溫;2) 調(diào)整驅(qū)動電機的速度和步進電機的動作時間;3) 進行人機對話, 控制驅(qū)動電機的輸出功率, 以及故障報警和緊急停止。測量三個驅(qū)動電機的速度信號需要三個輸入;1那么, 如果要實現(xiàn)整個系統(tǒng)的參數(shù)監(jiān)控和功能控制, 就需要6個輸出。此外, 根據(jù)一般工程經(jīng)驗, 實際設計的輸入和輸出點將比設計點多15% 至20%。需要設計15個輸入點和16個輸出點。輸出 PLC

38、控制器的方法有很多種, 但在過去的工程應用中, 繼電器輸出主要是使用的, 但它移動緩慢, 適應大的驅(qū)動能力, 需要較少的動作。在本文設計的系統(tǒng)中, 系統(tǒng)的響應時間較高, 漏電電流要求小于 lOuA?？傊? 本文選擇西門子 CPU315-2DP 作為核心控制器, 其存儲容量可達到128KB。除了二進制算法外, 還可以進行浮點算法, 使數(shù)據(jù)處理精度高。它的 PROFIBUS 接口允許它連接到其他 Plc, 建立主站和從站, 并實現(xiàn)網(wǎng)絡。 第四章 控制系統(tǒng)軟件設計 本文首先對功率平衡控制系統(tǒng)的整個硬件的選擇和硬件電路的設計進行了全面的描述, 但控制器需要使用一定的用戶程序來實現(xiàn)特定的功能和完

39、整的功能。各種生產(chǎn)任務。此外, 所設計程序的質(zhì)量 (包括控制算法和控制精度) 將直接影響控制系統(tǒng)的控制性能指標, 甚至影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此, 除了硬件, 程序的設計是所有鏈接的重要組成部分。本文設計的系統(tǒng)主要由西門子 PLC300 專用軟件 STEP7 設計。 4.1軟件設計原則 4.1.1軟件設計要求 (1) 各種控制算法, 包括能夠滿足系統(tǒng)需要的模糊算法, 操作的數(shù)值應達到一定的精度。(2) 當程序運行時, 有必要確保程序不會崩潰, 并且可以實時采樣各種信號;在編程過程中, 要保證系統(tǒng)的完全自動化, 正常運行, 避免人工干擾;使人機交互界面更加協(xié)調(diào)、美觀;實時顯示控制系統(tǒng)的參數(shù)和各

40、設備的工作狀態(tài), 并根據(jù)需要修改參數(shù)。(3) 程序應模塊化, 使整個控制項目可以分為幾個獨立的指令塊, 在需要時可以相互調(diào)用。這不僅實現(xiàn)了清晰的層次結(jié)構(gòu), 而且使 PLC 的編程更加靈活、易于維護、修改和調(diào)試。 4.1.2程序設計思路 根據(jù)系統(tǒng)控制要求, 選擇模塊化編程, 整個程序是分層結(jié)構(gòu), 從而將整個程序框架劃分為七層。如圖4.1 所示。 圖4.1程序結(jié)構(gòu)圖 (1) PLC 與監(jiān)控管理系統(tǒng)之間的通信層: 通信模塊之間的數(shù)據(jù)信息傳輸。主要在 PLC 控制器程序執(zhí)行過程中, 從操作面板傳輸?shù)拿钚畔ⅰ⑾到y(tǒng)狀態(tài)和其他數(shù)據(jù)信息中對生成的控制指令進行分類, 然后傳輸?shù)奖O(jiān)控和監(jiān)控中。理系統(tǒng)

41、。同時, 對監(jiān)控管理系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和服務信息進行處理, 完成后分別傳輸?shù)娇刂茮Q策層和 HMI 層。(2) ito 接口層: PLC 加工工程中的 ito 信息集成。PLC 控制器的各種外部連接設備的工作狀態(tài)、故障情況、參數(shù)設置和信號設置等信息和數(shù)據(jù)種類繁多。(3) HM1 層: 主要負責油溫、油壓和輸送速度在線設置、控制命令傳輸、狀態(tài)顯示等。其傳輸信息以 "信息顯示" 狀態(tài)傳輸?shù)?ito 接口層。為了干預生產(chǎn)控制過程, 應通過工作人員選拔或過程控制指示, 將決策層轉(zhuǎn)移到?jīng)Q策層。以參數(shù)設置或調(diào)整的形式, 將其傳輸?shù)綌?shù)據(jù)操作層進行參數(shù)設置。(4) 數(shù)據(jù)操作層: 模型操作、模塊操作、地址操作和數(shù)據(jù)信

42、息集成。包括驅(qū)動電機的軟啟動、多電機驅(qū)動功率平衡算法的計算等。該層的輸出信息功能是與控制決策層交換信息, 從 ito 接口進行過程控制信息, 并將處理結(jié)果傳輸?shù)皆O備之間的聯(lián)鎖層。(5) 控制決策層: 控制過程模塊根據(jù)系統(tǒng)控制的要求和各種傳輸數(shù)據(jù)的集成。整個控制過程由多個控制模塊組成, 包括系統(tǒng)初始化、AD 采樣、DA 輸出控制、軟啟動、軟停止和功率平衡控制。該層的主要任務是: 將自動指令傳輸?shù)揭量?(to) 層;將流量控制指令傳輸?shù)讲僮鲗? 以便調(diào)用相應的數(shù)據(jù)模塊進行操作。 4.2 S7-300系列PLC程序編程 西門子300系列 PLC 編程是通過 STEP 7 開發(fā)工具實現(xiàn)的。該軟件也

43、是由德國西門子開發(fā)的 S7-300 系列 PLC 基于 WINDOWS 操作系統(tǒng)編程軟件。它具有硬件配置和參數(shù)調(diào)整、模塊配置、系統(tǒng)網(wǎng)絡、編程開發(fā)、設備調(diào)試與診斷、系統(tǒng)啟動與維護、數(shù)據(jù)歸檔等功能。標準 STEP7 開發(fā)環(huán)境嵌入了各種編程語言中, 其中最常用的是梯形圖和功能框圖。它們可以在 STEP7 中相互轉(zhuǎn)換。此外, S7-300 系列 PLC 程序由以下三部分組成: (1) 用戶程序是核心部分, 是整個控制任務的核心。在用戶程序結(jié)構(gòu)中, 它也被稱為組織塊 (0B), 它是操作系統(tǒng)和用戶之間的接口。0B 塊是系統(tǒng)操作程序和用戶應用程序在各種條件下的接口, 用于控制程序的操作。其中, 0B1 是

44、主程序循環(huán)塊, 在任何情況下都必須存在。當 CPU 啟動、周期或時鐘執(zhí)行或失敗, 并發(fā)生硬件中斷時, 可以編寫相應的組織塊進行處理。而每個組織塊都有優(yōu)先級, 因此組織塊是根據(jù)優(yōu)先級執(zhí)行的。并非所有 Cpu 都能處理 STEP7 中的所有組織塊。300系列 (0B) 的主要組織塊是: 循環(huán)執(zhí)行組織塊 0B1, 啟動組織塊, 日期和時間中斷組織塊, 循環(huán)中斷組織塊, 延遲中斷組織塊,硬件中斷組織塊、異步錯誤中斷、同步錯誤組織塊等 (2) 數(shù)據(jù)塊背景數(shù)據(jù)與特定的 FB 或 SFB 相關(guān)聯(lián), 其內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與其內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完全一致相應的 FB 或 SFB 變量聲明表。后臺數(shù)據(jù)塊為功能塊的數(shù)據(jù)傳輸提供了

45、內(nèi)存空間。當數(shù)據(jù)塊關(guān)閉時, 存儲的數(shù)據(jù)不會被清除 (與函數(shù)或函數(shù)塊中的本地臨時數(shù)據(jù)不同, 當數(shù)據(jù)塊關(guān)閉時, 將清除函數(shù)或函數(shù)塊中的本地臨時數(shù)據(jù))。(3) 300 系列 PLC 中的功能塊主要包括系統(tǒng)功能塊 (SFC)、系統(tǒng)功能塊 (SFB)、功能塊 (FC)、功能塊 (FB), 其中 SFC 和 SFB 是預編程程序塊, 供用戶調(diào)用。它們已在 S7PLC 的 CPU 中凝固, 并確定了它們的功能和參數(shù)。函數(shù) (FC) 和函數(shù)塊 (FB) 實際上是用戶子例程, 它們分為函數(shù)塊 FB 和沒有 "內(nèi)存" 的函數(shù) FC。FC 和 FB 是由用戶自己編寫的程序塊。用戶可以在 FC 或 FB 中使用相同或

46、類似的控制過程編寫程序, 然后在主程序循環(huán)塊0B1 或其他程序塊 (包括組織塊和功能塊) 中調(diào)用 FC 和 FB?？梢钥闯? FC 或 FB 等效于用戶編寫的子例程或函數(shù)。FC 和 FB 都可以定義自己的參數(shù)。 4.3控制系統(tǒng)總體程序設計 近年來, 大型帶式輸送機的輸送距離和輸送量越來越大, 因此整個帶式輸送機開始采用多機驅(qū)動, 即在輸送帶的頭部、尾部和中部安裝驅(qū)動電機,避免降低輸送帶的張力, 提高輸送機的工作效率。在本文設計的控制系統(tǒng)中, 采用了三個電機驅(qū)動驅(qū)動系統(tǒng), 即在輸送帶的頭部、中部和尾部安裝一個電機。這種多機驅(qū)動可以很好地提供生產(chǎn)效率, 但驅(qū)動電機的輸出功率在電容器內(nèi)不平衡,

47、導致皮帶拉, 甚至直接燃燒電機。本文設計的 PLC 控制程序可以實現(xiàn)多機驅(qū)動子系統(tǒng)之間的自動控制, 保證了驅(qū)動電機的輸出功率平衡, 保證了輸送機的軟啟動。此外, 本文設計的 PLC 控制程序采用模塊化結(jié)構(gòu), 每個模塊相互獨立, 需要時可以相互調(diào)用, 且程序易于修改, 可隨意擴展。 本文提出的多機驅(qū)動的一般程序可分為主程序、輸送機啟動停止子程序和功率平衡控制子程序。控制系統(tǒng) 1 + 4 通電時, 首先進入系統(tǒng)的初始化程序, 開始檢測帶式輸送機和驅(qū)動設備, 然后根據(jù)要求設置控制設備的工作狀態(tài)。系統(tǒng)初始化完成后, 每個子程序?qū)凑疹A設的 JT 啟動順序執(zhí)行, 以便整個系統(tǒng)和設備逐漸進入運行狀態(tài)。其

48、中, 控制器 PLC 中的各種控制信號如下: (1) 信號: (1) 從外圍連接設備傳輸?shù)娇刂破黩?qū)動電機啟動控制信號和停止控制信號;傳送帶速度信號 (4-20mA);驅(qū)動電機功率信號 (4-20mA);緊急停止信號;允許的操作信號和禁止的操作信號;(2) 從控制器傳輸?shù)酵獠窟B接設備的信號驅(qū)動設備產(chǎn)生的電機緊急跳轉(zhuǎn)信號; (2) 控制系統(tǒng)的實時信號監(jiān)控: (1) 驅(qū)動電機的功率信號控制系統(tǒng)初始化后, 電流傳感器開始連續(xù)監(jiān)測三個驅(qū)動電機的電流信號, 并控制輸出功率電機根據(jù)三個電流信號。在監(jiān)控過程中, 如果電流信號值超過 4-20 ma, 則控制器開始發(fā)出電機功率報警信號。此時, 有必要監(jiān)控電

49、流傳感器是否工作正常, 電機是否超載。(2) 減速機輸出軸的速度信號控制系統(tǒng)初始化后, 速度傳感器始終監(jiān)控減速機輸出軸的速度。當控制器監(jiān)視減速機輸出軸的速度時, 它將指示控制器立即停止。(3) 輸送帶速度信號控制系統(tǒng)初始化后, 對輸送帶的速度信號進行連續(xù)監(jiān)測。一旦超過正常范圍, PLC 控制器將立即發(fā)出報警命令, 以檢查輸送帶的現(xiàn)場工作狀態(tài)。溫度傳感器一直在監(jiān)測減速機儲罐中的油溫信號, 從啟動、運行到制動, 但如果溫度超過設定范圍, PLC 控制器將發(fā)送報警信號。_ 系統(tǒng)初始化后, 壓力傳感器對減速機中的油壓信號進行監(jiān)測, 以確保三種減速機中的正常油壓。 (3) 在輸送機的工作過程中, 輸

50、送機在以下狀態(tài)下工作, 從安全啟動、穩(wěn)定運行到安全制動。(1) 在此狀態(tài)下停止, 各種傳感器分別監(jiān)控相應的設備。當 PLC 控制器接收到減速機的油壓和油溫信號, 且系統(tǒng)沒有故障信號時, PLC 控制器會將減速機內(nèi)部的油位稱為零, 并將啟動信號發(fā)送到三個驅(qū)動電機, 使其在無-加載狀態(tài)。之后, 油灌裝能力增加到液壓稱重離合器, 使輸送機開始軟啟動根據(jù)預定的加速度曲線。(3) 預壓膠帶啟動時容易反轉(zhuǎn), 因此在松動前, 應在離合器上預置一定的壓力。(4) 當速度傳感器以最低速度監(jiān)測傳送帶的啟動時, 啟動緩沖過程, 并讓傳送帶以低速運行一段時間。加速當傳送帶運行一段時間時, 其速度將繼續(xù)沿設計的加速度曲

51、線上升, 直到指定的值。全速當傳送帶達到全速時, 它將以這個速度運行, 直到停止。_ 減速 PLC 控制器接收到減速信號時, 將根據(jù)設定的減速曲線控制輸送機的下降, 直至完全停止。同時, 在空載條件下, 將控制驅(qū)動電機直接剎車。 第五章 總結(jié) 本文對多電機驅(qū)動的功率平衡進行了深入的研究和綜合分析。通過工程背景和技術(shù)分析的研究, 選擇西門子 PLC300 作為主控制器, 選擇步進電機作為執(zhí)行機構(gòu), 選擇液壓耦合器作為驅(qū)動裝置, 并采用各種轉(zhuǎn)換模塊和保護設備在硬件系統(tǒng)中選擇。在程序設計中, 設計了控制系統(tǒng)的主程序模塊、軟啟動程序模塊、軟停止程序模塊和驅(qū)動功率平衡程序模塊。本文所采用的方法在

52、智能控制領域是很淺的。事實上, 還有許多更先進的控制算法, 如神經(jīng)網(wǎng)絡控制算法、遺傳算法等。因此, 在今后的研究中, 可以采用更先進的算法來研究多機驅(qū)動功率平衡的動態(tài)和靜態(tài)效應。 致 謝 時光飛逝，終于到了論文定稿的這一刻。雖然文章顯得有些粗糙，但畢竟凝聚了自己的心血，在此謹向曾經(jīng)關(guān)心、幫助、支持和鼓勵我的老師、同事、同學、親人和朋友們致以最誠摯的謝意和最衷心的祝福衷心感謝我的導師謝鐵兔。老師對我兩年來的學習、生活給予了悉心的關(guān)懷，在本論文的開題、寫作、修改、定稿方面更是給予了悉心指導和匠心點撥，論文凝結(jié)著導師的汗水和心血。在這兩年多的學習和生活過程中，我要向老師們表示衷心的感謝是他們

53、給了我熱情的關(guān)懷、支持和幫助，使我得以順利完成學業(yè)。同時，衷心感謝我的父母、家人以及和我一起學習的各位同學，是他們在我學習和論文寫作過程中，給予我了莫大的支持和鼓勵。 最后，再一次感謝所有關(guān)心和支持我的人們，我一定會用所學知識更好地做好本職工作來報答你們。 參考文獻 [1] 胡玉玲、張立權(quán)、劉艷軍、陳一民.模糊控制器設計理論與應用[M].l版.北京.?機械工業(yè)出販社,2010.1 [2] 張巖峰.西門子PLC在電氣控制中的應用[J].應用科技,2013(5):99-101 [3] 李士勇、李巍.智能控制[M].l版.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)出版社,2011.5 [4] 羅兵、甘俊英、

54、張建民.智能控制技術(shù)[M].l版.北京:清華大學出版社,2011.03 [5] 何鵬.基于Matlab的模糊PID控制器設計與仿真研宄[J].微型電腦應用,2010.04 [6] 閆波.煤礦帶式輸送機設計計算與應用[J]?媒體技術(shù),2013(2) [7] 邸書玉、遲環(huán)宇.基于PLC煤礦帶式輸送機控制系統(tǒng)設計[J].吉林化工學報,2013(3) [8]鄭美茹.模糊PID控制器的仿真研究[J].裝備制造技術(shù).2011.04 [9] 吳淑娟.基于模糊與PLC控制的堆操機調(diào)速系統(tǒng)設計[JJ.隴東學院學報.2013.03 [10] 郭鳳儀,張煥強.模糊PID控制在煤礦采區(qū)自動裝車系統(tǒng)中的應用[J].計算機測量與控制.2013.07 [11] 石淮.西門子S7-200PLC模擬量輸入處理方法的應用研宄[J].中國高新技術(shù)企業(yè).2012(23) [12] L.F.Wee.Feedback Control of Conveyor Systems.Bulk Solids Handling,January/March2009’ Volume 19