基于虚拟仪器技术的钢丝帘布裁断机测控系统研究

发布时间：2017-09-14 16:34

  本文关键词：基于虚拟仪器技术的钢丝帘布裁断机测控系统研究

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【摘要】：轮胎制造业是橡胶工业中最重要的经济产业,随着我国汽车保有量的不断增长,轮胎作为汽车配套产品,其需求量也日趋旺盛,各大轮胎厂家也不断增加投资,新增生产线扩大产能。根据我国经济产业结构转型的要求,作为传统制造业的轮胎工业也进入了转型调整期。橡塑装备是轮胎生产的关键,其智能化、网络化、集成化发展将是轮胎产业转型调整的重点方案。带束层是子午线轮胎的关键部件,论文针对带束层生产设备—钢丝帘布裁断机开展研究。针对设备的工艺需求,研究基于虚拟仪器技术以及罗克韦尔ControlLogix集成架构,采用‘'IPC+PLC"结构研发了具备钢丝帘布裁断机运行控制、状态实时监控、智能故障诊断、生产信息存储与远传的开放式、综合型的测控系统。在系统数据通信与控制网络方面,分析了主流网络通信方案和构建策略,确定了工业以太网的通信方式和“星形+环形”的网络拓扑结构。根据轮胎制造的工艺需求和钢丝帘布裁断机的运行流程,从帘布导开、裁切、拼接、卷取以及动力辊装置和物料纠偏等几个关键环节,研究其控制策略和算法,并通过罗克韦尔ControlLogix集成架构软硬件平台实现。监控系统方面,通过分析和研究通信接口、人机界面设计要求以及故障诊断专家系统的理论算法,采用虚拟仪器技术的软件开发平台Lab VIEW开发了实时监控与故障诊断专家系统。经过在厂测试和客户现场的调试,研发的基于虚拟仪器技术的钢丝帘布裁断机测控系统运行稳定,对于常见的设符故障诊断快速准确,系统有效提高了生产效率和设备利用率。本研究对于虚拟仪器技术和故障诊断专家系统在大型机械设备中的应用都具有现实参考意义。
【关键词】：钢丝帘布裁断机 虚拟仪器技术 测控系统 故障诊断 LabVIEW
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ330.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 课题研究背景8-9
• 1.2 课题研究意义9
• 1.3 国内外基于虚拟仪器技术的机械设备测控系统研究现状9-11
• 1.4 本论文主要研究内容11-12
• 2 基于虚拟仪器技术的钢丝帘布裁断机测控系统总体设计12-20
• 2.1 虚拟仪器技术12-16
• 2.1.1 虚拟仪器概述12-13
• 2.1.2 虚拟仪器开发平台LabVIEW13-16
• 2.2 子午线轮胎以及钢丝帘布裁断机简介16-17
• 2.2.1 子午线轮胎简介16
• 2.2.2 子午线轮胎生产工艺与钢丝帘布裁断机简介16-17
• 2.3 系统设计思想17-18
• 2.4 系统总体设计18
• 2.5 系统功能需求18-20
• 3 系统数据通信与控制网络研究20-33
• 3.1 现场总线20-22
• 3.1.1 现场总线概述20-21
• 3.1.2 常用的现场总线21-22
• 3.2 工业以太网22-25
• 3.2.1 工业以太网概述22
• 3.2.2 原理及体系结构22-23
• 3.2.3 相关工业以太网协议23-25
• 3.3 网络拓扑结构25-29
• 3.3.1 主要网络拓扑结构分析25-29
• 3.3.2 网络拓扑结构性能比较与选择29
• 3.4 基于Ethernet/IP工业以太网的数据通信与控制网络搭建29-33
• 3.4.1 网络互联设备和接门模块30
• 3.4.2 系统组网方案及网络容量分析30-33
• 4 钢丝帘布裁断机控制系统设计与实现33-47
• 4.1 钢丝帘布裁断机运行流程33-34
• 4.2 控制系统设计34-42
• 4.2.1 帘布导开控制34-36
• 4.2.2 帘布裁切控制36
• 4.2.3 帘布拼接控制36-38
• 4.2.4 动力辊速度控制38-39
• 4.2.5 帘布卷取控制39-40
• 4.2.6 物料纠偏控制40-42
• 4.3 控制系统实现42-47
• 4.3.1 基于ControlLogix集成架构的硬件平台42
• 4.3.2 ControlLogix系统软件编程平台42-43
• 4.3.3 ControlLogix系统网络配置43
• 4.3.4 ControlLogix系统I/O与运动轴组态43-45
• 4.3.5 PLC程序设计45-47
• 5 实时监控与故障诊断专家系统研究47-59
• 5.1 Ethernet/IP工业以太网接口开发47-48
• 5.2 数据库建立与开发48-50
• 5.3 可重构监控系统软件设计50-55
• 5.3.1 以数据为中心的系统软件体系结构50-51
• 5.3.2 编程框架设计51-52
• 5.3.3 监控界面可重构开发52-53
• 5.3.4 报警提示53-54
• 5.3.5 停机记录54
• 5.3.6 其他软件模块设计54-55
• 5.4 故障诊断专家系统研究与实现55-59
• 5.4.1 基于故障树的故障模型建立55
• 5.4.2 故障模型分析55-56
• 5.4.3 钢丝帘布裁断机故障诊断专家系统实现56-59
• 6 结论59-60
• 7 展望60-61
• 8 参考文献61-66
• 9 攻读学位期间发表论文情况66-67
• 10 致谢67

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本文编号：851101