船舶柴油机缸套水余热回收模拟装置水温的PID控制设计VIP

*大 学本 科 毕 业 设 计（论文）学 院 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 * 班级学号 1* 指导教师 * 二零一六年 五月*大学本科毕业论文船舶柴油机缸套水余热回收模拟装置水温的 PID 控制设计（ PID control design of marine diesel engine cylinder liner water waste heat recovery simulation device）*大 学毕业设计（论文）任务书学院名称：机械工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化学生姓名：_* 学 号：_*2 _ 指导教师：_* 职 称：_*_ 毕业设计（论文）题目： 船舶柴油机缸套水余热回收模拟装置水温的 PID 控制设计一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等）1、 提供条件：船舶柴油机缸套水余热回收模拟装置控制系统的理论模型初步搭建。2 、主要内容与要求:(1) 查阅国内外相关文献，了解船舶柴油机的构造、缸套水的循环路径、PLC 编程相关知识、PID 控制原理、采集卡的使用、各种传感器的相关用途及接线等参考资料，撰写文献综述，撰写船舶柴油机缸套水余热回收控制系统的研究现状以及研究意义；(2) 根据给定的实际参数，分别对模拟装置中的相关控制元件进行选型（包括 PLC 的 CPU、模拟输入输出模块、采集卡、比列调节阀、温度传感器、控制屏、电源等）；(3) 搭建控制系统平台，并对控制系统进行调试；(4) 撰写毕业设计论文，详细阐述 PID 控制过程，并进行毕业设计答辩。二、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等）1. 毕业设计论文一份（不少于 1.5 万字）；2. 外文译文一篇（不少于 5000 英文单词）；3. PID 控制系统程序一份；4. 完成模拟实验平台 PID 控制部分的搭建任务。三、完成日期及进度2016 年 3 月 19 日至 2016 年 6 月 1 日。进度安排：1. 2016 年 3 月 19 日3 月 31 日：阅读相关文献、准备开题报告。提交 开题报告、外文文献翻译。2. 4 月 1 日4 月 10 日：综合分析余热回收模拟装置水温 PID 控制设计的控制策略，确定毕业设计总体方案。3. 4 月 11 日4 月 20 日：计算并选型模拟回收实验装置的所需控制构件，提出 PID 控制系统的总体控制方案。 4. 4 月 21 日5 月 10 日：采购余热回收模拟实验装置控制部件，并搭建模拟试验装置 PID 控制系统，对控制系统进行调试并运行。5. 5 月 11 日5 月 25 日：总结前期研究工作，撰写毕业设计论文，提交指导老师审阅，并准备答辩材料。6. 5 月 26 日6 月 1 日：论文修改与毕业设计答辩。四、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）:1.徐洪明,姚建飞.船舶柴油机缸套冷却水温度模糊 PID 自适应控制及仿真J.造船技术,2010，2：32-35.2 .SHI Dequan*, GAO Guili, GAO Zhiwei, XIAO Peng.Application of Expert Fuzzy PID Method for Temperature Control of Heating FurnaceJ.Procedia Engineering, 2012,29 : 257 -261.3.梅磊.船舶柴油机新型余热回收利用系统研究D.武汉：武汉理工大学,2011.4.李海峰,赵殿礼,张春来.船舶柴油机缸套冷却水温度智能控制J大连海事大学学报,2007，33：77-80.5. 支 浩,汤慧萍,朱纪磊.换热器的研究发展现状J.2009，28：338-342.6.杨立平,宋恩哲,石兴超等.一种基于排气能量回收的船用气体/双燃料发动机 LNG 气化系统及其控制方法P.中国专利： 103899440A,2014-07-02.7.王立席.货船空调利用柴油机缸套水余热研究D.大连：大连海事大学,2008.*大学本科毕业设计（论文）I摘 要本论文主要针对船舶柴油机缸套水的余热回收，设计一套控制系统的模拟装置。文章的侧重点为对整个模拟装置水温的 PID 控制设计。为使温度控制的效果更加精确，本系统采用的是结果反馈的控制思路，即以目标温度来反馈给我们所设定的温度，通过两者的比较来控制受控对象即比例调节阀的阀门开度，对目标温度进行调控。本课题首先对温度控制的项目背景及研究现状进行回顾，在此基础上明确系统设计的目标参数，然后根据控制要求和参数要求，使用 PLC 编程进行控制和实现，并编写出控制部分程序。另外，我们也对上位机的设计、实物平台的搭建以及关键参数的采集和调试做出了了解和介绍。关键词：余热回收; PID 控制; 温度控制; PLC 编程*大学本科毕业设计（论文）IIAbstractThis paper mainly aims at the waste heat recovery of marine diesel engine cylinder liner water，designing a simulation device for a control system is designed.The emphasis of this paper is the design of PID control for the water temperature of the whole simulation device.In order to make the temperature control more accurate, this system uses the result feedback control idea.That is, the temperature of the target to give us feedback to the set temperature and Through the comparison of the two to control the ratio of controlled objects that the valve opening, the target temperature control.Firstly, the project background and research status of temperature control are reviewed, and the target parameters of system design are defined.And then according to the requirements of the control and parameters, the use of PLC programming for control and implementation, and to write the control part of the program.In addition, we also on the host computer design, build the physical platform and the key parameters of the acquisition and debugging to make an understanding and introduction.Key words: waste heat recovery；PID control；temperature control；PLC programming*大学本科毕业设计（论文）III目 录第一章 绪论 .11.1 项目背景 .11.2 国内外研究现状 .21.3 项目的应用价值和现实意义 .31.4 本章小结 .4第二章 系统设计方案 .52.1 实验平台系统的总体设计 .52.1.1 模拟余热源系统 .62.1.2 余热回收系统 .62.1.3 PLC 控制系统和采集系统 .72.2 本章小结 .8第三章 模糊 PID 控制系统的设计 .93.1 控制策略 .93.1.1 PID 控制介绍 .93.1.2 系统控制过程 .93.2 基于西门子 STEP7 V12 软件的模糊 PID 控制系统进行设计 .113.2.1 PLC 控制器介绍 .113.2.2 PLC 编程软件介绍 .113.2.3 基于西门子 STEP7 V12 软件的模糊 PID 控制系统进行设计 .133.3 本章小结 .19第四章 上位机界面的设计 .204.1 wincc flexible 软件简介 .204.2 上位机界面设计 .204.2.1 主界面的编写 .214.2.2 手动画面的编写 .224.2.3 自动画面的编写