開(kāi)題報(bào)告 基于PLC的枕式包裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)專業(yè)

1、 開(kāi) 題 報(bào) 告畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目基于PLC的枕式包裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、選題簡(jiǎn)介、意義研究簡(jiǎn)介可編程控制器于20世紀(jì)60年代興起，是一種以微處理器為核心的新型工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。由于此設(shè)備具有諸多的優(yōu)點(diǎn)，比如可靠性高，使用簡(jiǎn)單方便，功能強(qiáng)大，容易適應(yīng)惡劣環(huán)境等，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用，為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、微處理器技術(shù)等領(lǐng)域的飛速發(fā)展，人們也逐漸認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)PLC的一些弊端。首先，生產(chǎn)PLC的廠家眾多，其軟件和硬件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)又不開(kāi)放，各產(chǎn)品之間互不兼容，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn);其次，各種PLC ,的編程方法差別很大，專業(yè)技術(shù)性要求高，

2、需要使用者進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的專業(yè)培訓(xùn)才能夠掌握，性價(jià)比不高;此外,由于現(xiàn)場(chǎng)控制復(fù)雜度不斷增加，分散和個(gè)性化控制特征的要求也隨之提高，這已經(jīng)成為傳統(tǒng)PLC的發(fā)展障礙，傳統(tǒng)的pLC不再能滿足人們的需求。隨著通訊技術(shù)和微計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步，一項(xiàng)新的技術(shù)正孕育而生，它就是PLC技術(shù)。所謂軟PLC技術(shù)，就是在PC的環(huán)境下利用軟件編程實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)PLC的各項(xiàng)功能。它可以通過(guò)各種IO端口采集信號(hào)，利用外界通訊接口傳輸數(shù)據(jù)，這話總技術(shù)結(jié)合了傳統(tǒng)PLC和PC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，有著巨大的潛力和廣闊的應(yīng)用前景。包裝工業(yè)是我國(guó)主要工業(yè)之一，而包裝機(jī)械是發(fā)展包裝工業(yè)的基礎(chǔ)，在化工、食品、藥品、建材等行業(yè)都具有特別的作用。枕式包裝機(jī)是

3、目前國(guó)內(nèi)最新型的自動(dòng)連續(xù)收縮包裝設(shè)備，其控制系統(tǒng)包括PLC核心控制器、控制機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的伺服電機(jī)或是氣缸的執(zhí)行元件、能夠與外接交流的人機(jī)界面或是控制面板，還有類似光電開(kāi)關(guān)和傳感器的檢測(cè)元件等幾部分。其中的plC是控制系統(tǒng)的核心部件，通過(guò)控制伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和氣缸的運(yùn)動(dòng)來(lái)完成從送模到產(chǎn)品輸出的整個(gè)過(guò)程。嵌入式軟PLC作為一種最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展成果，一直為人們所關(guān)注，它的技術(shù)水平也日益成熟，它在包裝機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也必將成為一種趨勢(shì)。研究意義目的為了提高枕式包裝機(jī)的自動(dòng)化程度，提升其控制系統(tǒng)的通用性和可移植性。方法系統(tǒng)采用歐姆龍 PLC CPU-CJ2M 和運(yùn)動(dòng)控制模塊 CJ1W-NC414 作為控制

4、系統(tǒng)核心，配合伺服系統(tǒng)以及光電傳感器等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)三軸的同步控制。溫控部分采用 CJ1W-TC001 溫度控制單元實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)橫封和縱封的溫度精確控制，并通過(guò)威綸 TK6050IP 觸摸屏對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置以及在線顯示。結(jié)果 該控制系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了枕式包裝機(jī)的全自動(dòng)控制，以及運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、包裝參數(shù)設(shè)置。結(jié)論該系統(tǒng)成功應(yīng)用于三伺服枕式包裝機(jī)中，提高了包裝機(jī)的包裝精度、速度以及自動(dòng)化程度。2、 課題綜述（課題研究，主要研究的內(nèi)容，要解決的問(wèn)題，預(yù)期目標(biāo)，研究步驟、方法及措施等）研究?jī)?nèi)容：根據(jù)本課題的研究目標(biāo)，需要完成的主要研究工作如下:(1)根據(jù)嵌入式及PLC的相關(guān)概念和原理

5、,在此基礎(chǔ)上建立基于嵌入式平臺(tái)的軟PLC體系結(jié)構(gòu);(2)在MVC的模式下完成軟PLC的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，通過(guò)梯形圖元件的共有屬性創(chuàng)建基類，并結(jié)合鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)梯形圖語(yǔ)言的編輯、插入、刪除與編譯等相關(guān)功能，能夠?qū)⒑?jiǎn)單梯形圖語(yǔ)言轉(zhuǎn)化成指令表格式，并最終變?yōu)榭蓤?zhí)行的目標(biāo)代碼;(3)在Linux環(huán)境F構(gòu)建軟PLC的運(yùn)行系統(tǒng),使用友善之臂的學(xué)習(xí)板作為運(yùn)行系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，對(duì)Linux的內(nèi)核與根文件系統(tǒng)進(jìn)行移植,搭建運(yùn)行系統(tǒng)的軟件平臺(tái)，并能夠準(zhǔn)確及時(shí)執(zhí)行相應(yīng)的程序指令;(4)對(duì)軟件進(jìn)行功能測(cè)試。構(gòu)建驗(yàn)證嵌入式軟PLC的控制模型,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證嵌入式軟PLC系統(tǒng)的正確性和可靠性;(5)對(duì)軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)性測(cè)試。由于Li

6、nux的實(shí)時(shí)性不足，對(duì)軟PLC的運(yùn)行系統(tǒng)軟件平臺(tái)使用雙內(nèi)核的方法進(jìn)行實(shí)時(shí)性改造，以便能夠提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性，滿足工業(yè)控制中的硬實(shí)時(shí)性要求。研究方法：（1） 查閱相關(guān)資料（2） 進(jìn)行實(shí)地考察（3） 向指導(dǎo)老師以及相關(guān)專業(yè)人員請(qǐng)假（4）做好相關(guān)的實(shí)驗(yàn)三、設(shè)計(jì)（論文）體系、結(jié)構(gòu)（大綱）第一章 緒論1.1 研究背景1.2PLC 控制全自動(dòng)洗衣機(jī)的研究現(xiàn)狀1.3 研究意義1.4 設(shè)計(jì)目標(biāo)1.5 研究?jī)?nèi)容第二章 枕式包裝機(jī)控制系統(tǒng)2.1枕式包裝機(jī)工作原理第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 控制器方案選擇3.2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.3 PLC 控制電路設(shè)計(jì)3.4電動(dòng)機(jī)選型3.5 光電耦合器選型3.6 水位檢測(cè)電路設(shè)計(jì)3.7 鍵盤和顯示電路設(shè)計(jì)3.8 繼電器