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基于洗净率的洗涤龙相关控制,摘要洗净率作为工业洗涤机的一项重要技术指标，其优劣直接影响到洗涤的质量和效率，本文通过对江苏海狮机械集团与江苏科技大学产学研合作项目洗涤龙的国内外发展现状及洗涤工艺的研究分析，确定了影响洗涤龙洗净率关键因素为洗涤温度和洗涤转动角度。洗涤温度是影响洗净率的关键因素之一，因其本身具有大惯性、非线性、大时滞等特点，在对温度控...
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内容介绍
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摘 要
洗净率作为工业洗涤机的一项重要技术指标，其优劣直接影响到洗涤的质量和效率，本文通过对江苏海狮机械集团与江苏科技大学产学研合作项目洗涤龙的国内外发展现状及洗涤工艺的研究分析，确定了影响洗涤龙洗净率关键因素为洗涤温度和洗涤转动角度。
洗涤温度是影响洗净率的关键因素之一，因其本身具有大惯性、非线性、大时滞等特点，在对温度控制策略研究后，采用模糊PID算法和预估补偿算法相结合的方法实现控制，通过仿真分析表明所设计的预估模糊PID控制器较常规PID控制器具有超调小、响应快、鲁棒性强的优点，表现出了良好的动、稳态性能。
洗涤龙监控系统由硬件和软件组成，硬件设计采用IPC+现场总线+PLC分布式控制的设计方案，确定了系统主要配置，给出了洗涤推进角度控制和洗涤温度控制的硬件电路原理图。控制系统的软件设计分为下位机PLC控制程序设计和上位机监控软件设计，分别采用XCPPro V3.1程序软件和组态王6.53组态软件来实现。下位机PLC程序设计中实现了预估模糊PID控制算法和洗涤转动角度的闭环控制。上位机监控软件由多个界面构成，能实时地监控洗涤龙系统的运行状态，并能方便的设定各项参数。
洗涤龙经过现场调试和洗净率检测实验后，表明该控制方法可以有效地提高系统自动化程度和洗净率控制精度，获得了预期控制效果，为日后的研究提供了参考依据。
关键词 洗涤龙；PLC；组态王；Matlab；模糊PID控制；洗净率
Abstract
Clear rate is one of the most important indexes of industrial washing machines; it can directly affect the quality and efficiency of the industrial washing machine. By means of doing research and analysis of developing situation of domestic and foreign and washing technology of the joint research cooperation project Continuous batch washer of Jiangsu sea-lion machinery group and Jiangsu university of science and technology，the paper determines that the key factors of clear rate are temperature and washing rotary angle.
Since the factor of temperature has large inertia, nonlinear, big delay characteristics, in the control strategy research we use fuzzy PID algorithm and estimate method combining compensation algorithm to realize control, then the results by simulation research indicate that the fuzzy-PID controller with predictive model designed has better features of overshoot small，fast response ,strong robustness than conventional PID controller, and also showed a good dynamic and static performance.
Continuous batch washer’s intelligent monitoring system is composed by both hardware and software. Hardware system is a distributed control system composed by IPC, CAN and PLC. The paper points out the main function and selection of major dispositions and circuit principle diagram of washing rotation angle control and temperature control. The control system software is designed into two parts which are the PLC control programs and PC monitor software, by using XCPPro V3.1 program designing software and KingView 6.53 configuration software separately. The PLC control programs can realize closed-loop control of fuzzy-PID controller with predictive model designed and washing rotary angle. The IPC monitor software consists of multi-interfaces. It can monitor the operating states of continuous batch washer system in real time, and set every parameter conveniently.
After on-line debug and clear rate test, we prove that the control method we designed in this paper can effectively improve the autoimmunization and control precision of clear rate. The design gets the expected control effect and provides reference basis for future research.
Key words Continuous batch washer；PLC；KingView；Matlab；Fuzzy-PID controller；
Clear rate
目 录
摘 要 I
Abstract II
目 录 III
第1章 绪论 1
1.1 课题的研究背景、来源及意义 1
1.1.1 课题研究的背景和来源 1
1.1.2 课题研究意义 2
1.2 国内外研究现状及存在的问题 2
1.2.1 国内外研究现状 2
1.2.2存在的问题 5
1.3 本文主要研究的内容 6
1.4 本章小结 6
第2章 洗净率影响因素确定及控制策略的研究 7
2.1 洗涤龙洗净率的影响因素 7
2.1.1转动角度对洗涤龙洗净率的影响 7
2.1.2洗涤温度对洗涤龙洗净率的影响 8
2.2 洗涤龙洗涤工艺分析及控制要求 9
2.2.1洗涤龙洗涤工艺流程 9
2.2.2洗涤龙洗涤控制要求 11
2.3 温度控制策略的研究 12
2.4 模糊控制系统的组成及工作原理 15
2.5 本章小结 17
第3章 温度模糊PID控制器的设计及其仿真 18
3.1温度控制对象的数学模型建立 18
3.2温度模糊PID控制器的设计及实现 19
3.3温度控制系统建模、仿真及结果分析 25
3.3.1模糊控制器的建立 25
3.3.2常规PID控制建模及仿真 25
3.3.3参数可调式PID控制器的实现 27
3.3.4模糊自整定PID控制建模及仿真 27
3.4本章小结 29
第4章 控制系统的方案设计及硬件实现 30
4.1 洗涤龙控制系统的总体方案设计 30
4.2控制系统的方案设计 31
4.2.1洗涤推进角度控制方案的设计 31
4.2.2温度控制方案设计 32
4.3 控制系统的硬件选型 33
4.4 系统的硬件接线原理图 38
4.4.1 PLC部分端子电路设计 38
4.4.2洗涤推进角度控制系统电路设计 40
4.4.3温度控制系统电路设计 42
4.5 本章小结 43
第5章 控制系统的软件设计及应用 44
5.1 下位机PLC程序设计 44
5.1.1工程管理器的创建及编程 44
5.1.2主程序 49
5.1.3 中断服务程序 50
5.1.4 温度模糊PID控制程序 52
5.1.5洗涤推进角度控制程序 56
5.2 上位机监控..
洗净率作为工业洗涤机的一项重要技术指标，其优劣直接影响到洗涤的质量和效率，本文通过对江苏海狮机械集团与江苏科技大学产学研合作项目洗涤龙的国内外发展现状及洗涤工艺的研究分析，确定了影响洗涤龙洗净率关键因素为洗涤温度和洗涤转动角度。
洗涤温度是影响洗净率的关键因素之一，因其本身具有大惯性、非线性、大时滞等特点，在对温度控制策略研究后，采用模糊PID算法和预估补偿算法相结合的方法实现控制，通过仿真分析表明所设计的预估模糊PID控制器较常规PID控制器具有超调小、响应快、鲁棒性强的优点，表现出了良好的动、稳态性能。
洗涤龙监控系统由硬件和软件组成，硬件设计采用IPC+现场总线+PLC分布式控制的设计方案，确定了系统主要配置，给出了洗涤推进角度控制和洗涤温度控制的硬件电路原理图。控制系统的软件设计分为下位机PLC控制程序设计和上位机监控软件设计，分别采用XCPPro V3.1程序软件和组态王6.53组态软件来实现。下位机PLC程序设计中实现了预估模糊PID控制算法和洗涤转动角度的闭环控制。上位机监控软件由多个界面构成，能实时地监控洗涤龙系统的运行状态，并能方便的设定各项参数。
洗涤龙经过现场调试和洗净率检测实验后，表明该控制方法可以有效地提高系统自动化程度和洗净率控制精度，获得了预期控制效果，为日后的研究提供了参考依据。
关键词 洗涤龙；PLC；组态王；Matlab；模糊PID控制；洗净率
Abstract
Clear rate is one of the most important indexes of industrial washing machines; it can directly affect the quality and efficiency of the industrial washing machine. By means of doing research and analysis of developing situation of domestic and foreign and washing technology of the joint research cooperation project Continuous batch washer of Jiangsu sea-lion machinery group and Jiangsu university of science and technology，the paper determines that the key factors of clear rate are temperature and washing rotary angle.
Since the factor of temperature has large inertia, nonlinear, big delay characteristics, in the control strategy research we use fuzzy PID algorithm and estimate method combining compensation algorithm to realize control, then the results by simulation research indicate that the fuzzy-PID controller with predictive model designed has better features of overshoot small，fast response ,strong robustness than conventional PID controller, and also showed a good dynamic and static performance.
Continuous batch washer’s intelligent monitoring system is composed by both hardware and software. Hardware system is a distributed control system composed by IPC, CAN and PLC. The paper points out the main function and selection of major dispositions and circuit principle diagram of washing rotation angle control and temperature control. The control system software is designed into two parts which are the PLC control programs and PC monitor software, by using XCPPro V3.1 program designing software and KingView 6.53 configuration software separately. The PLC control programs can realize closed-loop control of fuzzy-PID controller with predictive model designed and washing rotary angle. The IPC monitor software consists of multi-interfaces. It can monitor the operating states of continuous batch washer system in real time, and set every parameter conveniently.
After on-line debug and clear rate test, we prove that the control method we designed in this paper can effectively improve the autoimmunization and control precision of clear rate. The design gets the expected control effect and provides reference basis for future research.
Key words Continuous batch washer；PLC；KingView；Matlab；Fuzzy-PID controller；
Clear rate
目 录
摘 要 I
Abstract II
目 录 III
第1章 绪论 1
1.1 课题的研究背景、来源及意义 1
1.1.1 课题研究的背景和来源 1
1.1.2 课题研究意义 2
1.2 国内外研究现状及存在的问题 2
1.2.1 国内外研究现状 2
1.2.2存在的问题 5
1.3 本文主要研究的内容 6
1.4 本章小结 6
第2章 洗净率影响因素确定及控制策略的研究 7
2.1 洗涤龙洗净率的影响因素 7
2.1.1转动角度对洗涤龙洗净率的影响 7
2.1.2洗涤温度对洗涤龙洗净率的影响 8
2.2 洗涤龙洗涤工艺分析及控制要求 9
2.2.1洗涤龙洗涤工艺流程 9
2.2.2洗涤龙洗涤控制要求 11
2.3 温度控制策略的研究 12
2.4 模糊控制系统的组成及工作原理 15
2.5 本章小结 17
第3章 温度模糊PID控制器的设计及其仿真 18
3.1温度控制对象的数学模型建立 18
3.2温度模糊PID控制器的设计及实现 19
3.3温度控制系统建模、仿真及结果分析 25
3.3.1模糊控制器的建立 25
3.3.2常规PID控制建模及仿真 25
3.3.3参数可调式PID控制器的实现 27
3.3.4模糊自整定PID控制建模及仿真 27
3.4本章小结 29
第4章 控制系统的方案设计及硬件实现 30
4.1 洗涤龙控制系统的总体方案设计 30
4.2控制系统的方案设计 31
4.2.1洗涤推进角度控制方案的设计 31
4.2.2温度控制方案设计 32
4.3 控制系统的硬件选型 33
4.4 系统的硬件接线原理图 38
4.4.1 PLC部分端子电路设计 38
4.4.2洗涤推进角度控制系统电路设计 40
4.4.3温度控制系统电路设计 42
4.5 本章小结 43
第5章 控制系统的软件设计及应用 44
5.1 下位机PLC程序设计 44
5.1.1工程管理器的创建及编程 44
5.1.2主程序 49
5.1.3 中断服务程序 50
5.1.4 温度模糊PID控制程序 52
5.1.5洗涤推进角度控制程序 56
5.2 上位机监控..
