基于PID閉環(huán)反饋控制的斗輪式取料機系統(tǒng)的研究.pdf

1、作為現(xiàn)今全球范圍內(nèi)煤炭港口中最大的輸出港，秦皇島港主要使用懸臂式斗輪取料機來進行煤炭裝船作業(yè)。斗輪式取料機是煤炭裝船作業(yè)過程中的關(guān)鍵，因此斗輪式取料機的作業(yè)效率能夠直接影響到整個作業(yè)過程的工作效率。本文意在探尋一種有效的取料機操作方案，實現(xiàn)取料機自動控制的運行效率最大化。
　　本文首先介紹了斗輪式取料機的機械結(jié)構(gòu)和組成部分，以及其取料的操作方式，提出了一種提高斗輪式取料機作業(yè)效率的方法，即保持取料機的瞬時取料量為恒定值。在此基礎(chǔ)上

2、，本文引入了閉環(huán)自動控制方法，構(gòu)建了以恒定瞬時取料量為控制目標(biāo)的PID閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。
　　然后，本文設(shè)計了整個斗輪式取料機系統(tǒng)基于可編程控制器的控制系統(tǒng)和電氣原理，詳細介紹了系統(tǒng)采用的各個硬件組成部分和選用型號，對它們各自實現(xiàn)的功能和自身特性也進行了說明。另外，本文將激光掃描儀采集的點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三維可視化模型，為取料機進行取料操作提供了很好的技術(shù)保障。
　　接下來，本文以西門子S7-400PLC為整個系統(tǒng)的核心部件，回

3、轉(zhuǎn)系統(tǒng)為執(zhí)行機構(gòu)由變頻器驅(qū)動，在斗輪取料機進行取料作業(yè)時對懸臂的回轉(zhuǎn)速度大小進行控制，同一時間，皮帶秤對輸送帶上的瞬時料量進行實時檢測，與斗輪驅(qū)動電機的實時輸出電流數(shù)據(jù)一起作為反饋值。然后用最小二乘法把反饋的數(shù)據(jù)擬合成曲線，自動控制取料機的瞬時取料量，從而完成了在現(xiàn)場總線基礎(chǔ)上的取料機自動控制取料量系統(tǒng)的設(shè)計。
　　最后，本文給出了系統(tǒng)上位機的運行環(huán)境和通用配置，PLC與計算機的通信配置，設(shè)計了終端軟件的操作界面，直觀地說明了系統(tǒng)