智能全自动称重与热合控制系统研究
本文关键词:智能全自动称重与热合控制系统研究 出处:《扬州大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
更多相关文章: 动态称重 预测控制 ARM 热合封装 PLC LabVIEW
【摘要】:称重和包装是日常生活及工业生产中不可或缺的重要组成部分,在食品、饲料、化工的生产加工方面,有着越来越重要的地位。随着高新技术日新月异的发展,社会对称重系统的精度及稳定性与快速性的要求随之增高。据此,本文提出了以嵌入式ARM和PLC技术相结合的的控制方案来实现物料的高精度动态称重以及热合封装任务。自动称重控制系统是本文研究的核心部分,称重的精度和速度直接关系到产品的质量和效率。本文对称重控制系统进行了研究分析。并根据动态称量的特点,对称重过程实现多级控制保证称重速度和精度。在控制方法上,采用预测控制的方法对物料的动态称重过程进行在线控制,首先建立预测模型,根据预测模型,确定各级控制的切换系数来调整各级给料阀门的动作时间。本文称重系统设计的硬件结构包括控制芯片STM32、信号采集和放大电路、通讯模块等。当传感器的压力信号经过AD转换后传送给主控制器STM32,根据相关的控制算法,通过继电器控制阀门的开关,并通过串口与上位机通信,实现上位机对称重过程的自动化控制。热合封装控制系统是本文的另一个关键部分,主要完成在传送带走带过程中对包装袋口进行封口,包括定位、牵引、烫封等环节。热封过程中温度的恒定直接关系到产品的质量和外观,为此本文设计了由温度控制器、可控硅及热电偶等组成控制方案。热电偶将热封的温度信号传送给温度控制器,温度控制器根据设定值与测量值进行PID调节输出模拟控制量,控制可控硅触发电路性能,实现温度的自动控制。PLC作为热合系统的主控器,通过OPC方式与上位机通讯,显示系统实时状态以及发送控制参数,达到全自动智能控制。本文利用广泛应用的的图形化语言编程软件LabVIEW设计了上位机监控系统,实现对整个系统的实时数据监测、参数设定以及报警控制等。所设计的人机界面友好,直观形象,能够使操作员充分展望整个系统的运行状态,通过对自动称重和热合系统的实验室调试,结果证明了本设计系统的可行性。
[Abstract]:Weighing and packaging is an indispensable part of daily life and industrial production. It plays a more and more important role in food, feed and chemical industry. With the rapid development of high and new technology, the requirements of the precision, stability and rapidity of the social symmetric heavy system are increasing. In this paper, a control scheme which combines embedded ARM and PLC technology is proposed to achieve high precision dynamic weighing and thermal packaging. Automatic weighing control system is the core part of this paper. The precision and speed of weighing are directly related to the quality and efficiency of the product. In this paper, the symmetric heavy control system is studied and analyzed. According to the characteristics of dynamic weighing, the multistage control ensures the weighing speed and precision in the symmetrical heavy process. In the control method, the predictive control method is used to control the dynamic weighing process of the material online. First, a prediction model is established. According to the prediction model, the handover coefficient at all levels is determined to adjust the action time of the feeding valve at all levels. The hardware structure of the weighing system design includes the control chip STM32, the signal acquisition and the amplifying circuit, the communication module and so on. When the pressure signal of the sensor passes through AD conversion, it is sent to the main controller STM32. According to the relevant control algorithm, the switch of the valve is controlled by the relay, and the communication between the valve and the upper computer is realized through the relay, so as to realize the automatic control of the weighing process by the upper computer. The thermal packaging control system is another key part of this paper. It mainly completes the sealing of the package port, including location, traction and blanching. The constant temperature is directly related to the quality and appearance of the product. Therefore, a control scheme is designed based on temperature controller, SCR and thermocouple. The thermocouple transfers the temperature signal of the heat seal to the temperature controller. The temperature controller adjusts the output of the PID according to the set value and the measured value, and outputs the analog control volume, controls the performance of the thyristor trigger circuit, and realizes the automatic control of temperature. As the main controller of the thermal system, PLC communicates with the host computer by OPC, and shows the real-time state of the system and the transmission control parameters to achieve full automatic intelligent control. In this paper, we use the widely used graphical language programming software LabVIEW to design the host computer monitoring system, which realizes real-time data monitoring, parameter setting and alarm control for the whole system. The designed human-machine interface is friendly and intuitive, which enables operators to fully predict the operation status of the whole system, and proves the feasibility of the design system through the laboratory commissioning of automatic weighing and thermal system.
【学位授予单位】:扬州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TB486
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,本文编号:1341801
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