全自动工业分析仪测试系统的研究与设计

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1、分类号TP23密级公开UDC621编号10299Z1303069硕士学位论文全自动工业分析仪测试系统的研究与设计ResearchandDesignofTestingSystemforAutomaticIndustrialAnalyzer指导教师殷苏民教授作者邹浩申请学位级别硕士专业名称机械工程论文提交日期2016年5月论文答辩日期2016年6学位授予单位和日期江苏大学2016年6月答辩委员会主席评阅人2016年6月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果

2、。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致

3、，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生院办理。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日全自动工业分析仪测试系统的研究与设计ResearchandDesignofTestingSystemforAutomaticIndustrialAnalyzer专业名称：机械工程指导

4、教师：殷苏民教授作者姓名：邹浩江苏大学二〇一六年四月全自动工业分析仪测试系统设计与实现摘要对于煤炭的水分、挥发分、灰分以及固定碳成分含量分析是当前工业分析仪的主要用途之一。煤的工业分析对于煤的等级划分、性质判定以及分类都有着十分重要的意义，在后续煤炭的运输储存、加工使用都有着指导性作用。随着科技的进步和微电子技术的普及，工业分析仪向着自动化、高精度、多功能方向有了长足发展。本设计综合考虑了当前工业分析仪的发展趋势、系统稳定性、各类标准要求，提出了以Delphi为软件开发平台，采用PC机与下位机以应答模式，

5、完成控制系统的整体设计。本文立足于煤炭中各成分（水分、挥发分、灰分、固定碳）的定义以及各种工业分析的方法，结合我国此类标准要求（国标），得出了全自动工业分析仪的基本技术参数，再根据该参数确定了全自动工业分析仪仪系统设计方案，包括机械结构设计和硬件电路设计。其中硬件电路包括：系统主电路、控制器输入输出电路、运动部件控制电路以及通信电路和温度采集电路。然后根据已有的硬件资源，完成对系统的软件设计。该部分由上位机软件和下位机软件组成，其中重点在与上位机软件设计，上位机软件包括：通讯软件设计，主要是Modbus通

6、讯协议介绍和上位机CRC校验方法的软件实现以及串口通信具体参数设计等；测试功能软件设计，是为实现上位机发送机指令和查询下位机以及检验下位机返回值的具体软件实现方法，包括数据分析子程序、上下位机应答子程序、主程序等具体软件代码及说明。本设计中除了使用Modbus的CRC校验以外，还通过数据分析子程序对下位机返回值再次校验，确保问答的准确性。本文单独开辟一章详细介绍模糊PID控温，从模糊控制原理、PID控制原理进行详细介绍，然后提出以PLC为控制器的模糊PID控制方案。该方法的实现过内容包括模糊变量确定、模糊

7、规则的确立，对变量进行模糊化和解模糊化等。运用Matlab的强大运算功能，运算得到模糊控制表，根据模糊及控制表对PID参数进行调节，达到最终控温目的。在完成所有理论和设计方案后，最终对该方案中各个功能块进行验证性实验，实验内容为通讯、运动部件控制、温控系统等，根据实验结果分别从上下位机通I江苏大学硕士学位论文讯稳定性、步进电机定位及识别精度、温度控制的灵敏度和准确度这几方面来评价。在对单独功能模块实验验证完成后，接着对整个系统进行整机调试，实验结果及过程满足全自动工业分析仪的基本技术参数要求。关键词：全自

8、动工业分析仪，Delphi，可编程逻辑控制器（PLC），Modbus，模糊PIDII全自动工业分析仪测试系统设计与实现AbstractForcoalmoisture,volatilematter,fixedcarbonandashingredientcontentanalysisisoneofthemainapplicationofIndustrialAnalyzer.Industrialanalysisofcoalforco