玻璃生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究-開題報(bào)告

畢業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè)題目玻璃生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究系部電氣信息工程系專業(yè)自動(dòng)化年級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師開題日期結(jié)題時(shí)間寧夏理工學(xué)院教務(wù)處制開題報(bào)告學(xué)號(hào)姓名指導(dǎo)教師學(xué)院電氣信息工程學(xué)院專業(yè)/班級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目玻璃生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究題目類型□工程設(shè)計(jì)□技術(shù)開發(fā)□軟件工程□理論研究和方法應(yīng)用□管理模式設(shè)計(jì)□其他選題目的及意義玻璃生產(chǎn)中，熱工參數(shù)控制直接影響了玻璃制品的質(zhì)量，通常玻璃生產(chǎn)中對(duì)熱工參數(shù)如溫度等的控制主要通過操作工人的經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行，通過工人不斷觀察情況來調(diào)整燃燒狀況，控制溫度，由于人工操作在測(cè)量和操作頻率上的限制，很難把流水線的溫度長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定在最佳生產(chǎn)工藝下，常導(dǎo)致玻璃生產(chǎn)的合格率不高。因此考慮采用PLC對(duì)爐輥道的溫度進(jìn)行控制，由于PLC具有控制能力強(qiáng)、精度高、操作靈活方便、可靠性高的特點(diǎn)，不但具有復(fù)雜的邏輯能力，還具有復(fù)雜的運(yùn)算能力，適宜長(zhǎng)期連續(xù)工作，能工作在各類惡劣的環(huán)境下，可滿足對(duì)工業(yè)生產(chǎn)不間斷流水線的高效控制。從而提高生產(chǎn)效率，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。設(shè)計(jì)（研究）現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)目前我國(guó)絕大多數(shù)玻璃生產(chǎn)廠所有的玻璃生產(chǎn)流水線至今仍采用電磁接觸器來控制電機(jī)的運(yùn)行，啟動(dòng)時(shí)加頻敏電阻及電磁能耗制動(dòng)等方式，該啟動(dòng)方式由于電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過程中啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流過大，使設(shè)備極易損壞。而且由于玻璃生產(chǎn)線的特殊性，要求電機(jī)頻繁的啟動(dòng)、制動(dòng)，消耗了大量的電能，使企業(yè)生產(chǎn)成本始終居高不下。再加上電磁控制系統(tǒng)故障率高，給維修人員帶來大量工作，也影響了生產(chǎn)。隨著電子技術(shù)、自控技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，交流調(diào)速系統(tǒng)以其良好的動(dòng)、靜態(tài)性能廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的各個(gè)控制環(huán)節(jié)。交流變頻調(diào)速技術(shù)更以其良好的軟啟動(dòng)特性，調(diào)速性能，高效的節(jié)能降耗，以及電子保護(hù)功能和組合控制功能，在玻璃行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)于該條玻璃生產(chǎn)流水線，采用PLC和組態(tài)軟件結(jié)合控制代替了傳統(tǒng)的繼電器控制，使得操作界面友好，下層控制器的歷史數(shù)據(jù)和報(bào)警信息能夠直接讀取，便于控制和進(jìn)行故障診斷。課題研究的主要內(nèi)容根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要，設(shè)計(jì)基于PLC控制的玻璃生產(chǎn)流水線。(1)硬件選型。主要包括:PLC硬件的選型，各區(qū)溫度控制模塊的選擇，變頻調(diào)速器的選擇。本系統(tǒng)采用PLC為中心控制器，通過擴(kuò)展的多路溫控模塊采集現(xiàn)場(chǎng)16路溫度，并通過PLC對(duì)各路溫度進(jìn)行PID輸出控制。同時(shí)在上料輥道與下料輥道的傳送帶上各安裝一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器，以檢測(cè)玻璃在傳送道上的位置，確保玻璃在整條生產(chǎn)線的運(yùn)動(dòng)定位準(zhǔn)確，并通過PLC控制變頻調(diào)速器來控制上料、加熱、冷卻三臺(tái)電機(jī)。系統(tǒng)的操作控制、數(shù)據(jù)采集和動(dòng)作過程監(jiān)視、各種參數(shù)的顯示設(shè)定，由掛接在PLC的上位組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)(2)程序設(shè)計(jì)。程序設(shè)計(jì)主要分兩部分，PLC程序的設(shè)計(jì)，以及上位機(jī)監(jiān)控程序的設(shè)計(jì)。其中核心是PLC程序設(shè)計(jì)。PLC程序設(shè)計(jì)部分主要包括實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、流水線運(yùn)行速度等參數(shù)的計(jì)算和輸出，系統(tǒng)運(yùn)行的順序控制，己經(jīng)狀態(tài)和報(bào)帶顯示等任務(wù)。在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)工藝流程圖的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)處理是通過可編程控制器操作站系統(tǒng)軟件和組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)的。課題的工作方案PLC控制的玻璃生產(chǎn)流水線設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括上位機(jī)系統(tǒng)和下位機(jī)系統(tǒng)，上位機(jī)系統(tǒng)是一種能夠接收、顯示和傳遞溫度報(bào)警等信號(hào)的報(bào)警裝置。通過上位機(jī)和下位機(jī)之間的通信可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主從控制。下位機(jī)引入了微控制技術(shù)，既支持現(xiàn)場(chǎng)的操作，也支持上位機(jī)的遠(yuǎn)程控制，并把采集到的信息傳送到上位機(jī)。上位機(jī)和下位機(jī)通過CAN通信模塊直接進(jìn)行通信，二者分工明確，構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)。上、下位機(jī)的微控制系統(tǒng)均是PLC為核心。上位機(jī)的MCU控制液晶顯示屏與報(bào)警電路，并由時(shí)鐘芯片記錄火災(zāi)發(fā)生等時(shí)間信息，EEPROM為其存儲(chǔ)歷史信息。，各探測(cè)器將采集到的信息傳送給下位機(jī)后，下位機(jī)的MCU通過CAN總線與上位機(jī)通信，將各下位機(jī)的信息發(fā)送給上位機(jī)。當(dāng)探測(cè)器探測(cè)到的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)超過系統(tǒng)的設(shè)定值時(shí)，下位機(jī)控制器觸發(fā)報(bào)警電路，視為發(fā)生溫度異常，并由該下位機(jī)控制其執(zhí)行裝置開始工作。在生產(chǎn)線的應(yīng)用中，上位機(jī)位于值班室內(nèi)，便于工作人員查看；各下位機(jī)位于生產(chǎn)線的各環(huán)節(jié)及出口處，與上位機(jī)同樣掛接在CAN總線上，以便隨時(shí)向上位機(jī)發(fā)送信息，各下位機(jī)控制與其連接的傳感器與執(zhí)行裝置。當(dāng)各探測(cè)器探測(cè)到現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境數(shù)據(jù)時(shí)，將其信息傳送給上位機(jī)，上位機(jī)將各下位機(jī)的信息顯示在顯示屏上，便于觀測(cè)控制。如果在某一下位機(jī)處發(fā)生溫度異常，該下位機(jī)可控制其執(zhí)行裝置開始工作以便及時(shí)控制溫度變化趨勢(shì)。同時(shí)，為了確保各下位機(jī)一直處于正常的工作狀態(tài)，上位機(jī)根據(jù)下位機(jī)的ID號(hào)判斷下位機(jī)是否正常工作。如果上位機(jī)在一段時(shí)間內(nèi)沒有接收到某一下位機(jī)的ID信息，則會(huì)報(bào)錯(cuò)，提示工作人員該下位機(jī)目前沒有正常工作，方便工作人員檢修。

課題研究有無困難準(zhǔn)備如何解決困難：如何選擇PLC各部件、傳感器型號(hào)。上位機(jī)與下位機(jī)之間的通信如何實(shí)現(xiàn)。怎樣設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的軟件構(gòu)架。如何完成可視化操作界面的設(shè)計(jì)。如何解決：通過查閱資料。向老師請(qǐng)教。主要參考文獻(xiàn)[1]康光華.電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）[M].北京.高等教育出版社,2006.[2]鄔寬名．CAN總線原理和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)[M]．北京.北京航空航天大學(xué)出版社，2006.[3]王寬明．現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用選編[M]．北京.北京航空航天大學(xué)出版社，2003.[4]于仲生．智能檢測(cè)與控制技術(shù)[M]．西安.西北工業(yè)大學(xué)出版社，2007.[5]殷洪義，吳建華，PLC原理與實(shí)踐[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006[6]嚴(yán)盈富，羅海平，吳海琴.監(jiān)控組態(tài)軟件與PLC入門[M].北京：人民郵電出版社，2006.[7]胡壽松.自動(dòng)控制原理[M].北京:科學(xué)出版社，2004.[8]楊京安.玻璃生產(chǎn)過程控制與燃料消耗[J].玻璃,1993(2).[9]劉巖，張乃明，等.浮法線交流調(diào)速系統(tǒng)若干問題探討[J].河南建材,2002(2).[10]何小陽主編.計(jì)算機(jī)監(jiān)控原理及技術(shù)[M].重慶:重慶大學(xué)出版社，2003.計(jì)劃進(jìn)度1查閱相關(guān)資料2011年12開題報(bào)告的撰寫2011年12月3完成畢業(yè)設(shè)計(jì)提綱的撰寫工作2012年4電路設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)2012年5系統(tǒng)軟件以及控制技術(shù)的學(xué)習(xí)2012年6編寫控制、通信程序軟件2012年7系統(tǒng)軟件、程序檢定和完善