基于PLC的苜蓿太阳能干燥控制系统的研究

【摘要】： 太阳能干燥作为干燥领域中节能环保的方法之一,其控制系统性能的优劣直接影响太阳能干燥的质量和效率。本文针对目前国内外太阳能干燥控制大多采用人工操作、自动化程度较低的现状,提出了以PLC为核心的PID闭环控制方法。控制系统以LabVIEW为开发平台,通过与PLC通信实现了对变频器输出频率的控制,进而达到对风机转速的调节以及干燥箱温度的控制。 本文所做的工作如下: 1)通过苜蓿干燥特性试验、苜蓿太阳能干燥试验和太阳能空气集热器热特性试验,得到了风机出口温度与太阳辐射、集热器温度、环境温度、风机转速间的对应关系,找到了针对苜蓿的太阳能干燥控制依据,确定了控制方案。 2)设计了基于PLC的太阳能干燥控制系统硬件电路,完成了软件编程。 3)控制系统采用PID算法,针对太阳辐射受天气条件影响较大的特点,采用温度分段控制,根据不同天气条件设定比例、积分、微分参数,实现了自动控制,提高了温度控制精度。 4)研究出一套可以通过用户界面对干燥过程进行控制、数据采集、存储的闭环控制系统。程序界面友好、操作简单,可以在不同天气条件下利用PLC程序控制变频器实现风机调速。 5)通过串行通信接口RS-232,RS-485实现了上位机与PLC之间的通信。 6)通过模拟试验,对硬件电路和软件程序进行了调试,修正了PID参数,控制系统精度得到进一步提高、能够快速达到预期目标。试验验证表明:该控制方法可以有效地提高干燥控制系统的自动化程度和控制精度,为太阳能干燥控制研究提供参考依据。 【关键词】：可编程控制器PLC PID控制 太阳能干燥 苜蓿
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP273.5
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 引言9-13
• 1.1 太阳能干燥装置简介9-10
• 1.2 太阳能干燥及其控制研究现状10-12
• 1.2.1 国外太阳能干燥及其控制研究现状10-11
• 1.2.2 国内太阳能干燥及其控制研究现状11-12
• 1.3 太阳能干燥控制目前存在的主要问题12
• 1.4 选题的意义12-13
• 1.5 课题的内容13
• 2 控制原理及控制方案的选择13-24
• 2.1 控制原理13-15
• 2.1.1 控制原理及应用13-14
• 2.1.2 控制系统的分类14-15
• 2.2 常见的太阳能干燥控制方法15
• 2.3 本研究控制系统原理15-16
• 2.4 控制方案的提出16-24
• 2.4.1 苜蓿干燥特性试验16-18
• 2.4.2 苜蓿太阳能干燥试验18-20
• 2.4.3 太阳能空气集热器热特性试验20-23
• 2.4.4 方案的确定23-24
• 2.5 研究过程24
• 3 太阳能干燥控制系统硬件组成24-30
• 3.1 控制系统25-29
• 3.1.1 监控计算机25
• 3.1.2 控制器 PLC25-26
• 3.1.3 变频器26-28
• 3.1.4 风机28
• 3.1.5 传感器28-29
• 3.2 数据采集系统29-30
• 3.2.1 温度传感器29
• 3.2.2 数据采集卡29-30
• 3.3 硬件连接图30
• 4 太阳能干燥控制系统软件实现30-41
• 4.1 软件设计总体方案31-32
• 4.2 控制系统界面的设计32-33
• 4.2.1 控制面板的设计32-33
• 4.2.2 数据采集面板的设计33
• 4.3 系统功能的实现及 PLC 程序的编写33-36
• 4.3.1 控制模块功能的实现34-35
• 4.3.2 数据采集模块的实现35-36
• 4.4 通信过程的实现36-38
• 4.4.1 通信协议36
• 4.4.2 PLC 与变频器通信过程的实现36
• 4.4.3 PLC 与LabVIEW 通信过程的实现36-38
• 4.5 参数整定38-40
• 4.5.1 PID 参数整定38-39
• 4.5.2 控制参数设定39
• 4.5.3 其他参数设定39-40
• 4.6 抗干扰措施40-41
• 4.6.1 干扰分析40
• 4.6.2 抗干扰措施40-41
• 5 太阳能干燥控制模拟试验与结果分析41-44
• 5.1 太阳能干燥控制系统模拟试验41-43
• 5.1.1 试验器材及条件41-42
• 5.1.2 试验内容42-43
• 5.2 系统性能测试43-44
• 5.3 结果分析44
• 6 结论与建议44-45
• 6.1 结论44
• 6.2 建议44-45
• 致谢45-46
• 参考文献46-48
• 附录48-54
• 作者简介54

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