基于Python的纸张参数在线监测系统设计

发布时间：2020-07-07 12:16

【摘要】：纸张是人们生活中重要的消费品和工业生产原料。大多中型造纸企业在纸机生产过程中,由于国外技术垄断,使得纸张质量参数得不到有效的在线监控,从而导致能源浪费和环境污染。因此,为了提高纸张质量和降低能源消耗,本文研究了基于python的纸张参数在线监测系统。首先对纸张参数在线监测系统的需求分析、造纸工艺流程和监测系统的总体结构展开研究,从监测系统的总体软硬件结构设计出发,分析了生产过程中影响纸张质量的关键因子——定量和水分,研究了纸张水分、填料、纤维以及定量之间的关系;确定了纸张定量、水分的通讯协议。针对纸张参数在线监测系统的需求基础上,提出了以下监测系统方案:(1)采用PyQt5架构,实现本地车间的纸张参数在线监测;(2)采用flask架构,实现纸张监测系统的浏览器本地端监测;(3)采用云端服务器架构,实现纸张参数的远程监测和移动终端监测。利用SQLAlchemy框架,建立云端数据库,实现纸张定量、水分等参数的设定和事件追忆;使用Flask-Script集成的Alembic框架,实现了数据库的迁移功能,使得历史数据库易更新与扩展。在PyQt5框架下,使用多线程编程技术和PyQtGraph插件相结合得方式,实现了监测系统的登录、定量和水分等参数的显示、报警事件记录和追忆等功能。在基于Flask框架下,使用html5、css和JavaScript技术,实现基于B/S端的纸张参数本地端监测系统的登录注册、地图导航、实时监测及历史数据查询和数据交互功能。另外,设计了纸张定量、水分数据异常事件的通知。在基于云端架构下,应用uWSGI和nginx服务器相互合作,使本地服务器端的系统监测程序部署进云端,实现远程和移动终端纸张参数在线监测的功能。最后,通过测试实验,验证了系统的功能。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP312.1;TP274;TS736.2
【图文】：

造纸工业,生产车间

图 1.1（a）先进造纸工业生产车间图 1.1（b）落后造纸工业生产车间了解决大多数中型企业由于资金缺乏和技术落后等原因使得造纸过程中实时的在线监测而出现的各类浪费资源和环境污染等问题，方便用户监控和参数变化。需要提供界面友好和功能完善的上位机监控软件以及基于互网站和移动端监控。实现对纸机参数的严格控制，不仅可以提高纸张的质

资金缺乏,造纸过程,中型企业,技术落后

图 1.1（b）落后造纸工业生产车间了解决大多数中型企业由于资金缺乏和技术落后等原因使得造纸过程中实时的在线监测而出现的各类浪费资源和环境污染等问题，方便用户监控和参数变化。需要提供界面友好和功能完善的上位机监控软件以及基于互网站和移动端监控。实现对纸机参数的严格控制，不仅可以提高纸张的质低断纸发生的概率，稳定生产、提高产量、节能减排，增大企业利润空间在线监测技术向着更加现代化、网络化和智能化方面发展，具有非常重要不管是生活中，还是在工业实际生产中，纸张都得到了广泛、深远的应用、水分的含量及均一性都不同程度的影响着纸张的印刷品质、物理及光学量偏高时会导致纸浆的浪费，偏低时会导致断纸故障的发生，纸张定量不字迹不清造成纸张的浪费。纸张的水分含量过高会导致纸张纤维之间的结纸张水分含量过低会导致纸张刚性增强而变脆。因此纸张的定量以及水分浆造纸产业而言尤为重要。纸张中含水量的高低在很大程度上影响着印刷

纸机,工作过程,服务器

框 2 表示监测系统的软件结构组成部分，对应的具体软件结构框架如图2.5 所示。纸张参数在线监测的软件系统结构采用服务器 windows 操作系统，由于监测系统需要实现远程和移动端监测，则引入了云端服务器 LinuxDebian9.6 操作系统。通过远程连接，将纸张定量、水分等数据信息存放在云端服务器的共享数据库中。同时，其中 window 端的服务器作为纸张生产车间操作工作人员的人机界面和实现各种监测功能；云端服务器作为远程监测人员的人机界面和移动端监测的服务器，并实现需求的监测任务。采用纸张参数在线监测系统的总体软件结构在应用层面上分为两层，一层为检测软件，另一层为监督软件。如图 2.6 所示。

【参考文献】