包裝生產(chǎn)線分布式監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）1摘要由于時(shí)代的飛速發(fā)展、人們對(duì)生活質(zhì)量提高的迫切要求，產(chǎn)品的包裝越來(lái)越受到社會(huì)各界的重視，使包裝行業(yè)得到快速的發(fā)展。國(guó)內(nèi)，包裝設(shè)備的單機(jī)控制技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到實(shí)用階段，但整條生產(chǎn)線的控制的研究還處于剛剛起步狀況，造成包裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化、智能化程度很低。本課題就是針對(duì)這種態(tài)勢(shì)，對(duì)包裝生產(chǎn)線的整體監(jiān)控、故障診斷進(jìn)行了初步研究。為了適應(yīng)現(xiàn)代包裝行業(yè)的發(fā)展以及提高包裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化和智能化程度，本文進(jìn)行了包裝生產(chǎn)線的監(jiān)控、診斷系統(tǒng)的研究。按照分布式系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)原則，獨(dú)立地開(kāi)發(fā)了這套系統(tǒng)。本文的主要內(nèi)容：1生產(chǎn)線的總體設(shè)計(jì)，面對(duì)市場(chǎng)的要求來(lái)開(kāi)發(fā)和研究。2生產(chǎn)線上的設(shè)備的控制硬件的設(shè)計(jì)：其中，包括控制器件的選型、它們的結(jié)構(gòu)組成以及相互之間的連接。3單片機(jī)、PLC、傳感器和各控制器之間的連接，以及與中央PC機(jī)、工業(yè)PC機(jī)的連接。關(guān)鍵詞：分布式監(jiān)控、診斷系統(tǒng)，PLC，單片機(jī),串行通信。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）2目錄第1章緒論.41.1研究的內(nèi)容和目的.41.2國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).41.3研究的價(jià)值和意義.61.4研究方法措施.71.5本文結(jié)構(gòu).7第2章包裝生產(chǎn)線分布式監(jiān)控、診斷系統(tǒng)總體設(shè)計(jì).92.1分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn).92.2分布式系統(tǒng)中常用的控制裝置.102.2.1可編程控制器（PLC）.102.2.2單片微型機(jī).112.2.3工業(yè)PC-IPC.122.3包裝生產(chǎn)線分布式控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì).132.3.1系統(tǒng)硬件構(gòu)成.14第3章包裝生產(chǎn)線分布式監(jiān)控、診斷系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).153.1系統(tǒng)所用的PLC.153.1.1PLC的通信模塊.153.1.2FX2N-48MT型號(hào)PLC.153.2系統(tǒng)所用的單片機(jī).163.3RS-232C和RS-485總線標(biāo)準(zhǔn).173.4轉(zhuǎn)換模塊及與中央IPC的RS-232串行通訊接口的連接.183.5包裝生產(chǎn)線系統(tǒng)各生產(chǎn)設(shè)備及其控制簡(jiǎn)介.193.5.1提升機(jī)PLC控制子系統(tǒng)簡(jiǎn)介.203.5.1.1稱重傳感器簡(jiǎn)介.203.5.2充填單片機(jī)控制子系統(tǒng)簡(jiǎn)介.223.5.2.1混合式自動(dòng)定量包裝原理的簡(jiǎn)介.223.5.2.2充填機(jī)的控制過(guò)程.233.6包裝機(jī)PLC控制子系統(tǒng)簡(jiǎn)介.273.6.1數(shù)字濕度傳感器.283.7運(yùn)輸、選別機(jī)單片機(jī)控制子系統(tǒng)簡(jiǎn)介.28第4章通信系統(tǒng)設(shè)計(jì).314.1下位機(jī)的通信協(xié)議和格式.32畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）34.1.1FX系列PLC的通訊協(xié)議.324.1.2單片機(jī)與IPC的通信.35第5章結(jié)論展望.405.1結(jié)論.405.2展望.40第六章程序附錄.41致謝.45參考文獻(xiàn).46畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）4第1章緒論1.1研究的內(nèi)容和目的本文以單片機(jī)控制技術(shù)為基礎(chǔ)，研究開(kāi)發(fā)一個(gè)由兩個(gè)可編程序控制器（以下簡(jiǎn)稱PLC）和兩個(gè)單片機(jī)為下位機(jī)，一個(gè)工業(yè)控制機(jī)（以下簡(jiǎn)稱IPC）為上位機(jī)組成的包裝生產(chǎn)線分布式監(jiān)控、診斷系統(tǒng)。在系統(tǒng)中，PLC和單片機(jī)功能是對(duì)包裝生產(chǎn)線各設(shè)備（提升機(jī)、充填機(jī)、包裝機(jī)、選別輸送機(jī)等）進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的采集和控制，工業(yè)控制機(jī)給下位機(jī)發(fā)送運(yùn)行參數(shù)，或從下位機(jī)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析處理，根據(jù)處理結(jié)果產(chǎn)生監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)表或數(shù)據(jù)曲線，或設(shè)備運(yùn)行動(dòng)畫信息。若生產(chǎn)線運(yùn)行有異常，則對(duì)運(yùn)行故障進(jìn)行自診斷，并報(bào)警提示，同時(shí)通過(guò)參數(shù)修改對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行維護(hù)。另外，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將IPC連接到遠(yuǎn)程PC上，并且與遠(yuǎn)程PC建立通信聯(lián)系，從而使遠(yuǎn)程PC可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)包裝生產(chǎn)線進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷。通過(guò)對(duì)包裝生產(chǎn)線分布式監(jiān)控、診斷系統(tǒng)研究和開(kāi)發(fā)，使系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)以下四方面功能：1.實(shí)時(shí)接收或查詢各子系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)及狀態(tài)；2.運(yùn)行監(jiān)控界面（數(shù)據(jù)表或曲線）、運(yùn)行動(dòng)畫顯示、運(yùn)行參數(shù)修改維護(hù)等人機(jī)交互；3.對(duì)包裝產(chǎn)量（班產(chǎn)、日產(chǎn)、月產(chǎn)等）、不合格率（破包率、定量不合格率）、定量誤差、運(yùn)行速率（包/分）等運(yùn)行的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，然后顯示或打印；4.運(yùn)行故障自診斷、維護(hù)、報(bào)警提示。這樣一方面提高包裝生產(chǎn)線的智能化程度，便于企業(yè)管理自動(dòng)化；另一方面便于系統(tǒng)診斷維護(hù)，降低包裝生產(chǎn)線診斷維護(hù)費(fèi)用和時(shí)間，從而提高包裝生產(chǎn)線生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。1.2國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)在1975由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)、顯示技術(shù)的發(fā)展而使工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)生了一場(chǎng)革命美國(guó)Honeywell公司推出了世界第一套集散式（也稱分布式）控制系統(tǒng)（DistributedControlSystem，以下簡(jiǎn)稱DCS），至今已經(jīng)歷了20多年的發(fā)展。DCS以其可靠性、高性能、分散控制、集中監(jiān)視和管理的優(yōu)點(diǎn)贏得工業(yè)界廣