柴油发动机尾气回用装置(EGR)老化台的设计

柴油发动机尾气回用装置(EGR)老化台的设计


柴油发动机尾气回用装置(EGR)老化台的设计

摘要

随着世界排放法规日渐严格,连续再生捕集器EGR系统以其良好的过滤效果和较低的使用环境要求等优点,已经在国内外柴油机后处理方面得到了广泛的应用,但是由于长期使用或者使用不当,EGR系统会发生老化、堵塞和破损等故障。目前对EGR系统故障的研究,特别是对EGR系统诊断算法的研究还很少。因此,对柴油机排气后处理系统EGR故障诊断研究工作的开展十分必要。 利用发动机性能仿真软件GT-Power建立了可以用于柴油机稳态和动态排放特性及EGR系统故障分析的柴油机、柴油车和EGR系统仿真模型。 通过仿真计算,得到了柴油机稳态和柴油车动态排放特性,分析了NO2浓度、排气温度对过滤体微粒沉积量的影响以及两种道路工况下过滤体微粒平衡沉积量的变化规律,得到了过滤体再生特性的影响因素和影响规律。 利用建立的仿真模型,对柴油机排气温度、排气压力、排气成分等排气参数对EGR系统老化、堵塞和破损等故障的敏感程度进行了研究;通过分析,确定了以排气温度和排气压力作为本文EGR系统故障诊断研究的诊断特征参数,并给出了EGR系统故障诊断技术方案。通过仿真的方法对EGR系统故障诊断技术方案的可行性进行了分析;分析结果表明,本文提出的EGR系统故障诊断的技术方案结合适当的诊断算法。具有一定的可行性。 从典型故障及其检测分析方法、故障诊断模式、故障认定方法、故障诊断系统标定等几个方面对EGR系统故障诊断技术进行了分析;在此基础上,进行了EGR故障诊断系统的概要设计,包括控制器上电自诊断算法、传感器故障诊断算法、EGR系统故障诊断算法、EGR系统故障数据管理等的概要设计。 建立了EGR系统故障诊断的BP神经网络模型;通过分析,确定了神经网络模型的训练算法-trainlm算法。在此基础上,进行了基于D-S证据理论的EGR系统故障诊断多组信息融合技术的研究;研究结果表明,多组信息融合可以明显提高EGR系统故障诊断的准确性。 论文开展的EGR系统老化和失效的故障诊断研究工作,有助于国内外对EGR系统老化及失效故障诊断进行深入研究,同时为EGR系统其他故障诊断的研究提供一定依据。

【关键词】:柴油机后处理 EGR系统 老化及失效 故障诊断 仿真

[Abstract]

as the world is increasingly strict emission regulations, continuously regeneratingtrap EGR system based on V and its good filtering effect and lower use of environmental requirements and other advantages, has been processing has been widely used in diesel engine at home and abroad, but due to the long-term use or improper use, the EGR system will deteriorate, clogging and damage failure. The current research on EGR system fault,especially the research on the EGR system diagnosis algorithm is very little. Therefore, it is necessary to carry out the diesel exhaust after treatment system of EGR fault diagnosisresearch work. Established can be used in diesel engines, diesel and EGR system simulationmodel to analyze the static and dynamic characteristics of the diesel engine emissions and EGR system fault using the engine performance simulation software GT-Power. Through the simulation calculation, obtained the dynamic emission characteristics of diesel engine steadyand diesel vehicles, analyzes the change regularity of particle deposition amount of filter bodybalance effects of NO2 concentration, the exhaust temperature of the filter body particle deposition amount and two kinds of road conditions, has been affecting the regenerationcharacteristics of filter body factors and the influence law. Using the established simulation model, sensitivity to diesel engine exhaust temperature, exhaust pressure, exhaustcomponents exhaust parameters on EGR system aging, clogging and damage failure was studied; through the analysis, in order to determine the exhaust temperature and pressure asthe EGR system fault diagnosis of characteristic parameters of fault diagnosis, and gives thethe technical scheme of EGR system for fault diagnosis. The feasibility of the technical scheme of EGR system fault diagnosis by simulation methods are analyzed; the analysis results show that, the technical scheme of fault diagnosis of EGR system proposed in this thesis combined with the appropriate diagnosis algorithm. Has certain feasibility. From the typical fault analysis and detection method, fault diagnosis, fault mode, fault diagnosis systemidentification method of calibration and so on several aspects has carried on the analysis to the fault diagnosis technology of EGR system; on this basis, the paper outlines the design of EGR fault diagnosis system, including controller power on self diagnosis outline designalgorithm, sensor fault diagnosis algorithm, EGR fault fault diagnosis system based on EGR system fault data management, etc.. The establishment of the BP neural network model forfault diagnosis of EGR system; through the analysis, to determine the training algorithm of -trainlm neural network model. On this basis, studied the fault diagnosis of multi groupinformation fusion technology of EGR system based on D-S evidence theory; the results of the study show that, fusion of multi group information can significantly improve the accuracy of EGR fault diagnosis system. Aging of EGR system for the thesis and failure of the fault diagnosis research, help at home and abroad on the aging and failure diagnosis of in-depth study of EGR system, and provide some basis for the study of other fault diagnosis system EGR.

[keyword]: diesel engine after treatment of aging and failure diagnosis system EGR simulation

目 录

第一章 序言

1.1 PLC的基本概念

1.2 PLC的应用领域

1.3中国PLC的市场需求

1.4当今中国的PLC市场格局

1.5中国PLC市场前景及产业动向

1.6 PLC的展望

第二章 老化台系统的总体设计

第三章 老化台系统的硬件设计

3.1 I/O配置

3.2 控制台组成

3.3 元件选择

第四章 老化台系统的电路设计

4.1 原理图设计

第五章 老化台系统的软件设计

5.1 PLC程序设计

5.2 OP文本画面设计

5.3 内部变量表

5.4 通讯参数设置

第六章 老化台系统的外观设计

第七章 老化台系统的安装与调试

7.1 老化台的安装步骤

7.2 老化台安装过程中遇到的问题

7.3调试

7.4实验室调试过程中遇到的问题

第八章 使用说明

8.1 PLC简介与使用说明

8.2 OP文本参数设置说明

小结并致谢

参考文献

第一章 序言

1.1 PLC的基本概念

PLC即可编程逻辑控制器,一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。随着技术的发展,这种采用微型计算机控制的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围,因此,今天这种装置称作可编程控制器,简称PC。但是为了避免与个人计算机的简称混淆,所以将可编程控制器简称PLC,PLC自1966年美国数据设备公司(DEC)研制出现。现在美国、日本、德国可编程控制器质量优良,功能强大。

2.2 PLC的应用领域

目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况可大致归纳为如下几类。1 开关量的逻辑控制,这是PLC最基本,最广泛的应用领域,它取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制也可用于多级群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。2模拟量控制 在工业生产过程中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位、速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量,必须实现模拟量和数字量之间的A/D转换和D/A转换模块,使可编程控制器用于模拟量控制。3运动控制 PLC可用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说,早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构,现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。4过程控制 过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机,PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用的较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块,目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。5数据处理 现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以用通讯功能传送到别的智能装置,获奖他们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统;也可用于过程控制系统,如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统6通信及联网 PLC通信含PLC间的通信及PLC与其他智能设备间的通信。随着计算机控制的发展,工厂自动化网络发展的很快,各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能,纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口,通信非常方便。

参考文献

【1】董国曾 主编.电气CAD技术.北京:机械工业出版社,2006

【2】张晓娟 主编.工厂电气控制设备.北京:电子工业出版社,2007

【3】汪建宇 主编.电类专业英语.北京:机械工业出版社,2005

【4】郭琼 主编.PLC应用技术.北京:机械工业出版社,2009

【5】徐存善 主编.自动化英语.北京:机械工业出版社,2010

【6】王阿根 主编.电气可编程控制原理与应用.北京:清华大学出版社,2010


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