油墨生产中的高精度配料系统研究

发布时间：2017-07-19 08:29

  本文关键词：油墨生产中的高精度配料系统研究

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【摘要】：油墨是印刷工业最关键、最重要的原材料之一,在书刊、包装装潢、建筑装饰及工业生产等领域有着广泛的应用。随着工业技术的快速发展,印刷业对油墨的品质提出了新的要求,但在实际的工艺生产过程当中,由于配料称量不准而存在着生产效率低、产品质量不稳等情况,本文设计了一种基于S7-300PLC和WinCC7.0的油墨自动生产监控系统。该系统不仅提高了油料称量的准确性,而且也提高了系统的自动化控制水平和产品质量,为企业经济效益的提高做出了较高的贡献。在油墨的生产过程中,配料称量系统是最重要和最复杂的控制系统,配料的准确与否对油墨的品质将会产生重大的影响。根据现场配料系统的不足,整个系统采用分布式的控制结构,通过工业以太网和PROFIBUS-DP现场总线技术实现系统网络的通讯和实时数据的采集,既保证了测量的精度,又提高了数据通信的可靠性与快速性。为了提高配料过程的灵活性和通用性,并减少系统维护和升级的时间,PLC编程采用模块化的设计思想。由于组态软件在生成复杂报表数据时存在局限性,不能满足企业管理生产需求,通过结合PLC控制程序与SQL Server数据库,为报表的制作提供了一个全新的设计思路,实现了配料生产过程中数据的自动记录与复杂报表的自动生成,提高了配料系统的工作效率。在实际配料系统中,预关门值的大小是影响称量精度的主要因素,因为现场油料管道的长短不一,不同性能的油料需要不同的预关门值。由于受外界环境和设备自身稳定性的影响,预关门值的大小是动态变化的,如何实时自动调节预关门值的大小是配料称量的关键的问题。由于配料系统中给料泵是一个恒定的转速,给料阀是一个通断阀,不能采用常规的双速控制进行调控,本文根据每次称量的误差和预关门值之间的关系,提出了模糊控制的方案,以称重偏差作为输入量,将预关门值作为输出量,不断的调节预关门值,使称重偏差趋于零,进而提高系统的配料精度。实际运行表明,利用模糊控制思想的运行效果要好于人工调节的运行效果,基本满足了生产的要求。
【关键词】：油墨 监控系统 模糊控制 工业以太网 PLC WinCC
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ638;TP273
【目录】：

• 摘要3-5
• abstract5-15
• 第一章 引言15-21
• 1.1 课题来源15
• 1.2 选题的背景及意义15-16
• 1.3 国内外研究现状16-19
• 1.3.1 油墨配料系统控制技术的发展16-18
• 1.3.2 油墨配料控制策略的应用18-19
• 1.4 论文研究的主要内容19-21
• 第二章 系统整体方案的介绍21-33
• 2.1 工艺介绍21-23
• 2.2 系统功能分析23-27
• 2.2.1 配料称量子系统24-26
• 2.2.2 温度控制子系统26
• 2.2.3 软水称量子系统26-27
• 2.3 系统方案介绍27-31
• 2.3.1 系统的结构设计27-29
• 2.3.2 系统的控制要求29-31
• 2.4 S7-300PLC与WinCC组态软件介绍31-32
• 2.4.1 S7-300PLC31
• 2.4.2 WinCC组态软件31-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 下位机控制系统的设计及实现33-59
• 3.1 系统的硬件选型33-35
• 3.1.1 现场主要设备选型33-34
• 3.1.2 PLC硬件选型34-35
• 3.2 系统的程序设计35-55
• 3.2.1 程序块的命名36-37
• 3.2.2 程序的整体编程方法和结构37-41
• 3.2.3 配料称量子程序设计41-51
• 3.2.4 温度控制子程序设计51-53
• 3.2.5 软水称量子程序设计53-55
• 3.3 PLC程序调试55-57
• 3.4 本章小结57-59
• 第四章 上位机控制系统的设计及实现59-79
• 4.1 监控功能分析59-63
• 4.2 WinCC与PLC通信63-65
• 4.3 监控功能的实现65-76
• 4.3.1 安全登录65-66
• 4.3.2 配方管理66-67
• 4.3.3 参数设置67-68
• 4.3.4 事件记录68-69
• 4.3.5 报警记录69-70
• 4.3.6 趋势显示70-71
• 4.3.7 报表查询71-76
• 4.4 WinCC调试76-77
• 4.5 本章小结77-79
• 第五章 基于模糊算法的配料称量系统79-97
• 5.1 算法的特点79-80
• 5.2 模糊控制器的工作原理80-83
• 5.2.1 模糊控制系统的组成80-81
• 5.2.2 模糊控制器的设计方法81-83
• 5.3 称量模糊控制器的设计83-91
• 5.3.1 模糊控制器的分析83-84
• 5.3.2 系统输入的设定84
• 5.3.3 隶属函数的确定84-86
• 5.3.4 模糊控制的核心设计86-87
• 5.3.5 非模糊化处理87-88
• 5.3.6 仿真效果88-89
• 5.3.7 PLC编程实现89-91
• 5.4 实践验证91-95
• 5.5 本章小结95-97
• 第六章 总结与展望97-99
• 6.1 全文总结97-98
• 6.2 研究与展望98-99
• 参考文献99-103
• 致谢103-105
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文105

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