模压蜂窝板自动化生产线控制系统设计

发布时间：2017-09-17 22:08

  本文关键词：模压蜂窝板自动化生产线控制系统设计

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【摘要】：模压蜂窝板是以纸包装废弃物作为原材料,是一种无毒、不含甲醛的新型材料。由于模压蜂窝板的市场逐渐扩大,原继电器生产线控制系统所达到的生产率已远远不能达到要求,现设计一种可靠性高,自动化程度好的生产线控制系统以提高生产率。本文根据对生产线控制策略的分析以及控制原则的研究,提出运用PLC控制的模压蜂窝纸板生产线设计方案。在西门子MP277触摸屏中使用WinCC Flexible组态软件并结合硬件实现了对整条生产线的监测与控制,PROFIBUS-DP现场总线实现网络通讯控制系统。整个控制系统集可编程控制器、智能仪表、电机变频调速控制、上位监控组态于一体生产线控制系统,同时采用先进的网络通讯技术、现场总线技术、视频监控技术、计算机技术,以实现了模压纸板生产线自动控制与信息集成系统。本文主要研究了以下几个方面的内容:(1)首先对模压蜂窝板的生产工艺和生产要求进行了解,再基于技术进化理论对控制方法和控制系统的发展路程及发展趋势进行分析,得出现今流行的几种生产线控制系统的控制特点,并分析各控制系统的适用场合,最后选择并设计出适合本生产线的控制系统,该控制系统由管理服务层、网络监控层、主控制层和现场设备层四个层次构成。(2)选择合适的PLC和CPU型号,以模压成型单元和步进电机为例,利用西门子S7-200PLC强大的数据处理和数值运算功能,详细设计该单元的的PLC控制结构、I/O分配,硬件接线以及控制程序。设计出控制系统的主程序及子程序。(3)设计整个系统的网络监控,以Wincc flexible组态软件作为上位机DP主站,监控整个系统的运行,报警记录。4台PLC作为DP从站控制现场仪器仪表工作,整个网络通讯采用的是PROFIBUS-DP现场总线通过扩展模块EM277与PLC相连。经过现场运行调试:本课题设计的模压蜂窝纸板自动控制系统能够满足现场生产工艺的要求,该控制系统不仅大大提高了自动控制水平,降低了人工成本,还加快了生产效率,改善了产品质量。具有很好的可靠性和可操控性。最终达到了预期的设计目的。
【关键词】：模压蜂窝板 PLC 技术进化理论 Wincc flexible PROFIBUS
【学位授予单位】：天津职业技术师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP278
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题的背景及意义9-10
• 1.2 纸板研究现状10-13
• 1.3 自动控制系统研究现状13
• 1.4 自动控制系统总体设计流程13-15
• 1.5 本文主要研究内容15-16
• 第2章 基于进化理论的模压蜂窝板自动控制系统方案设计16-30
• 2.1 模压蜂窝板生产工艺流程16-17
• 2.2 模压蜂窝板生产要求17-18
• 2.2.1 生产线技术指标及设备组成17
• 2.2.2 生产过程的时间组织17-18
• 2.2.3 生产线生产节拍18
• 2.3 技术进化理论18-20
• 2.4 基于进化理论的自动控制策略分析20-26
• 2.4.1 动态性和可控性进化分析20-22
• 2.4.2 S曲线进化分析22-24
• 2.4.3 生产线自动控制系统分析24-26
• 2.5 模压蜂窝板控制系统设计26-30
• 2.5.1 控制系统设计原则26-27
• 2.5.2 模压蜂窝板控制系统整体的构建27-30
• 第3章 模压蜂窝板控制系统的主控制设计30-44
• 3.1 PLC选型30-33
• 3.1.1 PLC选择30-31
• 3.1.2 西门子S7-200 PLC工作原理31-33
• 3.2 系统总体程序设计33-34
• 3.3 模压成型单元控制系统设计34-39
• 3.3.1 液压成型单元结构及控制要求35-36
• 3.3.2 模压成型单元控制系统设计36-38
• 3.3.3 传感器数据监测38-39
• 3.4 步进电机控制系统设计39-44
• 3.4.1 步进电机驱动器39-40
• 3.4.2 PLC与步进电机驱动器连接40
• 3.4.3 步进电机程序设计40-44
• 第4章 模压蜂窝板控制系统的网络及监控设计44-53
• 4.1 网络通讯44-46
• 4.1.1 PROFIBUS现场总线44-45
• 4.1.2 网络通讯设计45-46
• 4.2 监控系统设计46-53
• 4.2.1 WinCC Flexible组态软件与HMI人机界面47-48
• 4.2.2 组态界面开发48-53
• 第5章 结论与展望53-55
• 参考文献55-58
• 致谢58-59
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文59

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本文编号：871633