遠(yuǎn)紅外烘干系統(tǒng)設(shè)計(jì)1

1、遠(yuǎn)紅外烘干系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動(dòng)化0503 張韡u 遠(yuǎn)紅外烘干的發(fā)展u 系統(tǒng)模型的建立與整體構(gòu)造u 軟硬件的設(shè)計(jì)u 使用模糊PID實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制u 結(jié)論與展望論文整體思路一、遠(yuǎn)紅外烘干的發(fā)展加熱元件烘箱二、系統(tǒng)模型的建立與整體構(gòu)造通常系統(tǒng)可以用以下模型定性的描述： 式中：X-烘干爐內(nèi)溫升(指爐內(nèi)溫度與室溫溫差) K-放大系數(shù) 0-純滯后時(shí)間 t-加熱時(shí)間 T-時(shí)間系數(shù) V-控制電壓通過(guò)拉斯變換得出烘干爐的數(shù)學(xué)模型： 式中 K一被控對(duì)象的靜態(tài)增益 T一被控對(duì)象的時(shí)間常數(shù) 一被控對(duì)象的純滯后時(shí)間)()()(02tKVtxdttdxT1.數(shù)學(xué)模型1)(TsKesGs烘干爐的飛升曲線2.整體構(gòu)造烘箱的整體構(gòu)

2、造包括：箱體、控制柜、輸氣管、加熱板。工作的流程為：?jiǎn)?dòng)清掃預(yù)熱（包括電預(yù)熱和氣預(yù)熱）運(yùn)行三、系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)1、電氣控制柜l熱電偶模塊l清掃定時(shí)器l高溫保護(hù)裝置lPLC及觸摸屏（1）熱電偶模塊Z1H1-Z1H6為6個(gè)熱電偶，分別從6塊加熱板的后端引出，經(jīng)熱電偶接口502TC從OUT1-OUT6端送入PLC，此圖顯示的為一塊熱電偶接口，整套系統(tǒng)共有兩塊此裝置，采集12塊加熱板的溫度值，當(dāng)加熱板的溫度達(dá)到343時(shí)，預(yù)熱結(jié)束，可以進(jìn)行正常的烘干。（3）高溫限制模塊（2）電子定時(shí)器在熱電偶模塊的右邊為一定時(shí)器，在烘箱預(yù)熱前，會(huì)有一個(gè)對(duì)爐膛內(nèi)部的雜物清掃的過(guò)程，為5分鐘。此定時(shí)器用來(lái)對(duì)清掃時(shí)間的定時(shí)。

3、吹掃時(shí)間到達(dá)時(shí)，343PT時(shí)間繼電器閉合，電路導(dǎo)通，可以執(zhí)行后面的步驟。定時(shí)器的右邊是高溫限制器，此溫度限制器的作用是在溫度超過(guò)400時(shí)，自動(dòng)切斷電路，起保護(hù)作用，高溫限制器的接線圖如圖。3端和4端接一熱電偶，此熱電偶位于烘箱的頂部，循環(huán)風(fēng)機(jī)的旁邊。此熱電偶的作用是用來(lái)測(cè)量烘箱內(nèi)的當(dāng)前溫度。在此儀表的面板上可以設(shè)置高限溫度，一旦發(fā)生溫度超過(guò)高限的狀況，會(huì)由控制器給出信號(hào)，切斷電路。(4)PLC及觸摸屏PLC接線圖數(shù)字量輸入模塊接線圖2、加熱板工作原理與接線加熱板構(gòu)造A.密封板B.分散管C.鋁板D.隔熱墊E.電熱器F.催化劑墊G.鐵絲網(wǎng)加熱板接線圖3、輸氣管的構(gòu)造與接線安裝輸氣管的構(gòu)造A.高低壓

4、限制開(kāi)關(guān)B.電磁閥C.執(zhí)行電機(jī)高壓與低壓限制 電磁閥溫度控制器4、吹掃電機(jī)和循環(huán)風(fēng)機(jī)的接線安裝在烘箱的頂部，裝有兩臺(tái)電機(jī)。一臺(tái)用于加熱板預(yù)熱前對(duì)烘箱內(nèi)的雜物進(jìn)行吹掃，另一臺(tái)為循環(huán)風(fēng)機(jī)，在預(yù)熱和烘干的過(guò)程中用于使箱內(nèi)的溫度均勻。5、軟件部分的設(shè)計(jì)四、模糊PID及仿真1、控制器的設(shè)計(jì)模糊控制器系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)流程規(guī)則表EECNBNMNSZOPSPMPBNBPBPBPMPMPSZOZONMPBPBPMPSPSZONSNSPMPMPMPSZONSNSZOPMPMPSZONSNMNMPSPSPSZONSNSNMNMPMPSZONSNMNMNMNBPBZOZONMNMNMNBNB Kp模糊規(guī)則表EECNBNM

5、NSZOPSPMPBNBNBNBNMNMNSZOZONMNBNBNMNSNSZOZONSNBNMNSNSZOPSPSZONMNMNSZOPSPMPMPSNMNSZOPSPSPMPBPMZOZOPSPSPMPBPBPBZOZOPSPMPMPBPBEECNBNMNSZOPSPMPBNBPSNSNBNBNBNMPSNMPSNSNBNMNMNSZONSZONSNMNMNSNSZOZOZONSNSNSNSNSZOPSZOZOZOZOZOZOZOPMPBNSPSPSPSPSPBPBPBPMPMPMPSPSPB Ki模糊規(guī)則表 Kd模糊規(guī)則表控制器的結(jié)構(gòu)E的隸屬函數(shù)EC的隸屬函數(shù)輸出的隸屬函數(shù)2、對(duì)系統(tǒng)的仿

6、真在MATLAB的simulink環(huán)境下設(shè)計(jì)系統(tǒng)的仿真框圖模糊PID常規(guī)PID仿真結(jié)果常規(guī)PID模糊PID0123456789100102030405060t/sT/0123456789100102030405060t/sT/五、運(yùn)行狀況、結(jié)論與展望1、運(yùn)行狀況主畫面控制區(qū)畫面2、總結(jié) 本系統(tǒng)是在CIS加熱板的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的一套烘干控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)不同于以往的各種烘干系統(tǒng)，選用了和普通紅外加熱器不同的加熱元件，加熱過(guò)程中無(wú)污染，升溫快，效率高，物體表面烘干均勻。且對(duì)熱能的利用率高。由于是溫度控制系統(tǒng)，存在一定的滯后性，所以在實(shí)際應(yīng)用中我們加入了PID算法，提高系統(tǒng)性能。同時(shí)，由于此系統(tǒng)用到了甲烷這種可燃?xì)怏w，所以對(duì)系統(tǒng)的安全性能也有了較高的要求，于是，我們?cè)谙到y(tǒng)中加入了各項(xiàng)的報(bào)警保護(hù)措施。從實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，此系統(tǒng)是一套相當(dāng)成熟的，能夠廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的裝置，具有很大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。3、展望 此系統(tǒng)對(duì)于溫度的控制采用了常規(guī)PID的算法，為了改善其性能，本文討論了一種模糊自整定PID的控制策略，從實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果來(lái)看，性能有了較好的改善。不過(guò)由于實(shí)驗(yàn)仿真與實(shí)際應(yīng)用還存在較大的差距，且也會(huì)受