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混砂车液压控制系统的研究与开发

唐美  
【摘要】:混砂车是压裂施工设备的核心之一,依靠11个负载子系统完成压裂液的配制和输送。负载的动力部分采用全液压驱动,通过相应的传感器采集负载信息,形成闭环控制系统,控制液压系统的负载转速,确保压裂混合液的质量。本文主要研究混砂车液压控制系统及其控制策略,包括以下几个方面: 1、在对压裂混砂车发展现状研究的基础上,确定混砂车液压系统的总体方案,主要包括液压传动系统与自动控制系统。通过对系统负载特性进行分析,完成液压传动系统的设计,包括传动方案、主要元件的选型及参数的确定,在确定传动方案之后完成对自动控制系统控制方案的设计。 2、根据系统自动控制方案对混砂车控制系统进行详细的设计,包括硬件设备的选型和参数的整定。在综合分析系统输入输出特性及控制要求的基础上,课题中选用了西门子公司的S7-300系列PLC作为控制系统的从站。配置控制系统的输入输出模块,完成控制系统外围电路设计和分配I/O地址。 3、根据混砂车液压控制系统模型建立的难易程度以及控制精度的要求,因此本课题采用模糊PID策略和PID控制策略,来实现控制器控制算法的设计,以达到控制系统的控制要求。 4、在控制方案和控制算法确定的基础上,利用STEP7和WinCC软件完成对混砂车液压控制系统进行编程和人机界面的设计。通过STEP7与WinCC的仿真结果说明了本控制系统基本到达控制要求,具有良好的自动控制能力和控制效果。


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