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汽车车身涂装烘房的温度控制系统研究与设计
| 论文题名： | 汽车车身涂装烘房的温度控制系统研究与设计 |
| 关键词： | 汽车车身;涂装烘房;温度控制;模糊自整定;PID控制 |
| 摘要： | 随着汽车日渐成为生活必需品，中国巨大的消费市场引来国外各大汽车生产厂商纷纷进驻国内建厂，从而加剧了行业竞争，国产汽车为了增强自身竞争力，也逐步加大技术投入，不断改进工艺，提高整车生产自动化程度。车身烘干是汽车涂装车间一道关键的工艺流程，在烘干过程中车身依次经过温升区、保温区和强冷区，整个流程中需要严格控制好烘房内部温度，使烘房各加热组实际温度跟随给定温度，从而保证车身表面漆膜质量。本文以汽车涂装烘房的温度参数作为研究对象，利用PLC技术、OPC通信技术、模糊自整定PID控制算法设计出一套温度控制系统。 首先介绍了直通式、集中加热分段控制式烘房的整体结构和热风循环烘干原理，并分别对燃烧组和加热组的工艺原理进行分析，就烘房常见的热风循环烘干形式进行了对比，选择下侧送风上侧回风方式，通过对下送上回方式烘房内部气流的定性综合分析确定温度传感器的检测位置。针对目前汽车涂装烘房采用的PID温度控制方法在存在的参数整定复杂、适应性差等缺点，将模糊控制算法应用到PID控制参数整定过程中，并在Simulink环境下进行仿真控制器结构搭建和模糊控制器内部设计，给定近似数学模型模拟涂装烘房温控系统，对比改进控制算法前后的控制效果。 然后完成了烘房温度控制系统的软硬件设计。将烘房温控系统按功能差异划分为若干个子系统，统计现场控制信号并进行分类归属，据此进行西门子S7-300系列PLC模块，温度传感器、压力传感器、风机几种主要的传感执行元件和上位机的选型，并完成PLC信号模块的硬件线路图设计。采用OLM环型冗余网络拓扑结构和PROFIBUS-DP/光纤接口实现PC站、PLC站以及现场智能设备间的通讯。介绍了STEP7软件的项目开发流程，分析了涂装烘房温控系统 PLC控制流程，根据程序流程图规划程序结构，完成初始化、燃烧组控制、加热组控制、风机风阀控制等功能程序的编写。为使系统能够实现快速的人机交互，借助组态王软件进行上位监控界面的设计。 最后说明了如何利用OPC通信技术实现OPC服务器和客户端间的信息交互，为实现 Matlab算法运算与 PLC逻辑控制的有效结合，将其作为 OPC的两个客户端，通过OPC服务器实现两者的间接通讯。基于OPC通信实现烘房温度的模糊自整定PID控制，并对监控测试结果进行分析。 |
| 作者： | 曹茂虎 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 周克良 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江西理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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