呼吸法真空烘干控制系統(tǒng)的設(shè)計及研究.pdf

1、隨著航天科技不斷進(jìn)步，新一代大推力運載火箭液氧煤油發(fā)動機成為航天技術(shù)研究重點。研究中需要耗費大量的調(diào)節(jié)器、節(jié)流閥等器件，然而這些器件必須經(jīng)過抽真空烘干才能更好地投入實驗研究當(dāng)中。而面對現(xiàn)有烘干控制系統(tǒng)，已不能滿足高效高質(zhì)量的烘干任務(wù)，極大影響實驗進(jìn)程。為此，設(shè)計出一套更為優(yōu)化的烘干控制系統(tǒng)，對推動烘干控制技術(shù)和航天事業(yè)的發(fā)展具有重要意義。論文以某研究所的現(xiàn)場需求為研究背景，在現(xiàn)有烘干技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用工控機、PLC、HMI（觸摸屏）和組

2、態(tài)、編程等軟硬件設(shè)備，對烘干控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計研究。其主要工作如下：
　　首先，在全面考慮了系統(tǒng)的可靠性、實時性、復(fù)雜性以及系統(tǒng)的功能需求等方面，設(shè)計出了烘干系統(tǒng)的總體設(shè)計方案和工藝流程。對控制器PLC、HMI（觸摸屏）、測量傳感設(shè)備和執(zhí)行機構(gòu)等硬件設(shè)備做了優(yōu)化選型。在軟件方面，采用WinCC flexible和WinCC組態(tài)軟件設(shè)計組態(tài)界面，為操作人員提供生動簡潔的人機交互界面。應(yīng)用WinCC在工控機上實現(xiàn)總體監(jiān)控、報表系統(tǒng)、運行

3、趨勢等功能。采用WinCC flexible在工控機上設(shè)計系統(tǒng)烘干控制的交互界面，然后下載到 HMI（觸摸屏）上，實現(xiàn)總體控制、參數(shù)配置、數(shù)據(jù)查詢、曲線顯示、超限報警等功能。此外，PLC采用功能強大的 STEP7編程軟件編寫真空烘干控制程序，實現(xiàn)系統(tǒng)的整個真空烘干控制功能。
　　其次，分析了系統(tǒng)中的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將本系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)大致分為兩層。第一層是S7-300 PLC控制器與HMI（觸摸屏）之間采用PROFIBUS-DP的方式

4、通信。第二層是S7-300 PLC控制器與工控上位機之間基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)建立的通信。
　　最后，本文針對系統(tǒng)高實時性的要求和傳感器易引起故障的情形，研究出了一種改進(jìn)的粒子濾波算法引入到傳感器故障診斷當(dāng)中來提高系統(tǒng)的運行效率。主要以傳統(tǒng)重采樣采用順序查找方法尋找權(quán)重較大點存在運算時間長、占用存儲空間較大等問題，改用二分查找方法尋找權(quán)重較大點。經(jīng) Matlab仿真驗證，新的粒子濾波重采樣算法可以很好的診斷出傳感器的故障，這