基于MBD的包装机械PLC控制软件开发

发布时间：2017-05-01 22:17

  本文关键词：基于MBD的包装机械PLC控制软件开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当今的包装机械多为非标机械,其功能模块众多且模块间耦合度高、通信频繁,逻辑非常复杂与琐碎,导致对控制系统的可靠性和时序均提出很高的要求。传统的PLC软件各开发阶段独立,编程和调试十分耗时,不能满足快速推出样机的要求,而且经常容易造成不必要的人为编码错误。因此,如何简单、快速、高效地开发出可靠性高的PLC控制软件,是包装机械设计过程中的重要一环。因此,本文提出将基于模型的设计方法(Model Based Design,MBD)运用到PLC软件的开发中,以物料装袋系统为平台,探索出针对一类复杂包装机械PLC软件的形式化开发方法。本文主要工作如下:(1)设计样机的电气硬件平台。在Solidworks Electrical中,设计了装袋系统电气原理框图、电气原理图。(2)设计装袋系统的PLC软件架构,解决了如何将一个复杂控制系统逐层分解的问题,并得到最终的功能块。以IEC61131-3编程语言标准为理论指导,搭建起整个控制系统的软件模型和功能模型。将装袋系统的PLC控制软件进行逐层分解,得到最小的程序组成单元POU——程序、功能块、函数。对各个功能块,分别进行定义,设计功能块接口、时序图、有限状态机。(3)以启停功能块和上袋功能块两个功能块为例,详细说明了功能块的定义过程,并在Matlab/Stateflow中,建立功能块的Stateflow模型,对模型进行检查与验证,并仿真通过,实现了控制需求。(4)最后,自动生成代码,解决了生成代码中定时器的问题,并在施耐德IDE环境SoMachine下建立一个PLC软件工程,仿真代码成功。
【关键词】：基于模型的设计 PLC Simulink/Stateflow 自动生成代码 包装机械
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB486
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 课题来源8
• 1.2 包装机械简介8-9
• 1.3 包装机械对控制系统的要求9-11
• 1.4 基于模型的形式化开发方法11-13
• 1.5 本文主要工作13-14
• 1.6 论文的组织结构14-15
• 2 基于模型的设计（MBD）与样机设计15-26
• 2.1 基于模型的设计（MBD）思想及工作流程15-17
• 2.2 MATLAB环境下建立模型17-18
• 2.3 基于模型的设计（MBD）在PLC的开发过程18-19
• 2.4 搭建装袋系统样机19-25
• 2.5 本章小结25-26
• 3 PLC软件架构及软件需求分析26-42
• 3.1 设计控制系统的基本规则和要求26
• 3.2 设计控制系统的指导理论26-29
• 3.3 装袋系统的软件架构29-32
• 3.4 定义启停功能块32-37
• 3.5 定义上袋功能块37-41
• 3.6 本章小结41-42
• 4 Stateflow建模、仿真与模型验证42-52
• 4.1 建立STATEFLOW模型42-48
• 4.2 STATEFLOW模型检查、仿真与验证48-51
• 4.3 本章小结51-52
• 5 代码自动生成与代码在PLC上的实现52-64
• 5.1 控制平台介绍52-53
• 5.2 自动生成PLC代码53-57
• 5.3 代码在IDE中实现57-63
• 5.4 本章小结63-64
• 6 总结与展望64-65
• 6.1 全文总结64
• 6.2 研究展望64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 李瑞平,冯济缨,黄明琪;包装机械设计中的控制技术[J];包装工程;2005年01期

2 刘贤;梁慧敏;李国良;王稚惠;;基于模型的设计在PLC控制系统开发中的应用[J];电气自动化;2014年02期

3 刘长荣,侯桂凤,侯东军,马玉泉,肖念新;多功能自动装袋机的设计[J];农机化研究;2005年05期

4 戴宏民;世界包装机械的发展趋势及我国的发展战略[J];重庆工商大学学报(自然科学版);2003年02期

  本文关键词：基于MBD的包装机械PLC控制软件开发，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：339764