滑塊厚度綜合檢測平臺分料機構(gòu)設(shè)計開題報告

南 京 理 工 大 學 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )開題報告 學 生 姓 名： 學 號： 專 業(yè) ： 武器系統(tǒng)與工程 設(shè)計 (論文 )題目 ： 滑塊厚度綜合檢測平臺 分料機構(gòu)設(shè)計 指 導 教 師 : 2005 年 3 月 20 日 開題報告填寫要求 1開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效； 2開題報告內(nèi)容必須 用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導教師簽署意見； 3“文獻綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學生寫文獻綜述的參考文獻應(yīng)不少于 15篇（不包括辭典、手冊）； 4 有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當按照國標 GB/T 7408 94數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“ 2004 年 3 月 15 日”或“ 2004-03-15”。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫 2000 字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 1、前言 我國工業(yè)控制自動化的發(fā)展道路，大多是在引進成套設(shè)備的同時進行消化吸收，然后進行二次開發(fā)和應(yīng)用。 本課題擬研制一套自動化程度高、檢測效率高的滑塊厚度自動綜合檢測平臺 ,這一小型 專用設(shè)備 ， PLC 作為 I/O 控制站、工控機作為監(jiān)控機 。這一 單軸（ 雙軸 ） 系統(tǒng)，即 步進 電機的開環(huán) （ 閉環(huán) ） 系統(tǒng) 中 ，參與 PLC 控制的對象 是 步進電機 ，只要解決了 PLC 和電機驅(qū)動系統(tǒng)的連接，就解決了這個系統(tǒng) 的控制部分。 工業(yè)控制自動化技術(shù)是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術(shù)，對工業(yè)生產(chǎn)過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術(shù)，主要包括工業(yè)自動化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。工業(yè)控制自動化技術(shù)作為 20 世紀現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于電力、石化、冶金、輕工、煤炭、化工和環(huán)保等領(lǐng)域，是體現(xiàn)一個國家工業(yè)自動化水平高低的重要標志。 下面，結(jié)合所查閱的文獻資料，簡單闡述自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。 2、 工業(yè)自動化系統(tǒng)的 現(xiàn)狀 2.1 自動 化系統(tǒng) 國際現(xiàn)狀 目前在工業(yè)自動化領(lǐng)域，可編程控制器 (PLC)作為自動控制的三大技術(shù)支柱（ PLC、機器人、 CAD/CAM）之一，成為大多數(shù)自動化系統(tǒng)的設(shè)備基礎(chǔ)。由于 PLC 綜合了計算機和自動化技術(shù)，使它大大超過其出現(xiàn)時的技術(shù)水平。它不但可以很容易地完成邏輯、順序、定時、計數(shù)、數(shù)字運算、數(shù)據(jù)處理等功能，并通過輸入輸出接口建立與各類生產(chǎn)機械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制。特別是超大規(guī)模集成電路的 迅速發(fā)展以及信息、網(wǎng)絡(luò)時代的到來，擴展了 PLC 的功能，使它具有很強的聯(lián)網(wǎng)通訊能力。在冶金、采礦、水泥、石 油、化工、建材、電力、機加工、輕工、交通等行業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用。 20 世紀 90 年代以來，由于 PC-based 的工業(yè)計算機（簡稱工業(yè) PC）的發(fā)展，以工業(yè) PC、 I/O 裝置、監(jiān)控裝置、控制網(wǎng)絡(luò)組成的 PC-based 的自動化系統(tǒng)得到了迅速普及，成為實現(xiàn)低成本工業(yè)自動化的重要途徑。我國重慶鋼鐵公司這樣的大企業(yè)的幾乎全部大型加熱爐，也拆除了原來 DCS 或單回路數(shù)字式調(diào)節(jié)器，而改用工業(yè) PC 來組成控制系統(tǒng)，并采用模糊控制算法，獲得了良好效果。 由于基于 PC 的控制器被證明可以像 PLC 一樣可靠，并且被操作和維護人員接受，所以，一 個接一個的制造商至少在部分生產(chǎn)中正在采用 PC 控制方案?；?PC 的控制系統(tǒng)易于安裝和使用，有高級的診斷功能，為系統(tǒng)集成商提供了更靈活的選擇 。 2.2 自動化系統(tǒng) 我國現(xiàn)狀 在我國， 雖然 中小型企業(yè)以及準大型企業(yè)走的還是低成本工業(yè)控制自動化的道路。但是 我國工業(yè)控制自動化技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大的發(fā)展，我國工業(yè)計算機系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。 在中國，大約從 1974、 75 年在北京和上海開始開發(fā)采用位片式微處理芯片的可編程順序控制器，并有所應(yīng)用。但一直未能形成批量生產(chǎn)。自 1985 年開始，小型 PLC 首先是日本三菱電機公司的 MELSEC-F，通過非政府渠道進入中國市場。不到三、四年時間，小型 PLC 就形成了大面積的推廣應(yīng)用局面。 1990 年以后， Siemens、 Allen Bradley 以及其它知名品牌開始大舉進入中國市場，占據(jù)中、大型的 PLC 的較大份額。 1995 年后形成了大型 PLC 以歐美為主、中型 PLC 歐美和日本平分秋色、小型 PLC 則以日本為主、Siemens 也步步緊逼的格局。至今沒有很大改變。 由上簡要回顧可知， PLC 在中國已經(jīng)形成了規(guī)模巨大的應(yīng)用市場，但并未建立批量生產(chǎn)、有持續(xù)開發(fā)發(fā)展能力的 PLC 制造業(yè)。 應(yīng)指出的是： 在國內(nèi)， PLC 的應(yīng)用水平還是不低的，自主設(shè)計、系統(tǒng)集成和現(xiàn)場投運的能力，可以說與國際主流水平同步； PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域也很廣泛，覆蓋冶金、電力、化工、石油化工、機械、輕工、電 子、電工、建材水泥等工業(yè)，以及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械和其它應(yīng)用。近年來環(huán)保工業(yè)也有廣泛應(yīng)用，發(fā)展勢頭很猛。 在國內(nèi)有一支龐大的 PLC 銷售、服務(wù)、應(yīng)用、系統(tǒng)集成隊伍，遍布除西藏外的全國各地。有充足的理由說： PLC 在中國已成為工業(yè)控制的一種適用技術(shù)。因此， PLC、軟 PLC 以及 IEC 61131-3 的發(fā)展，無可爭辯地成了十分令人關(guān)注的事情 。 3、 自動化系統(tǒng)的 發(fā)展趨勢 3.1 PLC 發(fā)展趨勢 分析全世界控制設(shè)備的發(fā)展情況 可得出， 幾年前，當 “ 軟 PLC” 出現(xiàn)時，業(yè)界曾認為工業(yè) PC 將會取代 PLC。然而，時至今日工業(yè) PC 并沒有代替 PLC，主要有兩個原因：一個是系統(tǒng)集成原因；另一個是軟件操作系統(tǒng) Windows NT 的原因。一個成功的 PC-based控制系統(tǒng)要具備兩點：一是所有工作要由一個平臺上的軟件完成；二是向客戶提供所需要的所有東西?？梢灶A(yù)見，工業(yè) PC 與 PLC 的競爭將主要在高端應(yīng)用上，其數(shù)據(jù)復雜且設(shè)備集成度高。工業(yè) PC 不可能與低價的微型 PLC 競爭， 這也是 PLC 市場增長最快的一部分。從發(fā)展趨勢看，控制系統(tǒng)的將來很可能存在于工業(yè) PC 和 PLC 之間，這些融合的跡象已經(jīng)出現(xiàn)。 微型化、網(wǎng)絡(luò)化、 PC 化和開放性是 PLC 未來發(fā)展的主要方向。隨著軟 PLC（ Soft PLC）控制組態(tài)軟件的進一步完善和發(fā)展，安裝有軟 PLC 組態(tài)軟件和 PC-based 控制的市場份額將逐步得到增長。 3.2 IPC(工業(yè) PC)的發(fā)展趨勢 目前， PC 機占通用計算機 95以上。這是工業(yè) PC 熱的基礎(chǔ)。搞工控的專家和技術(shù)人員自然想賦予 PC 總線更高的使命，擬讓它在過程控制、制造自動化及樓宇自動化等 方面扮演重要角色。作為與 DCS、 PLC 成鼎足之勢的 IPC 市場在擴大，尤其是在我國。 DC 機箱中插入各種高性能的 CPU 卡、 BAM、 ROMFLASH 電子盤、各類外設(shè)卡及工業(yè) I O卡，便構(gòu)成了一個工業(yè)過程控制鞏硬件系統(tǒng)。 (1)結(jié)構(gòu)上，采用平板式顯示器與觸模屏，除適合卡板豎插的 19 機箱結(jié)構(gòu)，還普遍推出前后插的機箱結(jié)構(gòu)；適用于中小系統(tǒng)的一體化結(jié)構(gòu) (整個系統(tǒng)都在一個機箱內(nèi) )。 (2)應(yīng)用上，和通用 PC 機一樣，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，除傳統(tǒng)的過程控制、制造自動化外，還向樓宇自動化、公路收費等控制、管理方面 擴展應(yīng)用。 (3)嵌入式 PC 和嵌人式計算機，嵌入到設(shè)備內(nèi)部，提供用戶接口，管理數(shù)據(jù)輸入、輸出和指導設(shè)備工作的計算機。 3.3 控制系統(tǒng)正在向現(xiàn)場總線（ FCS）方向發(fā)展 由于 3C（ Computer、 Control、 Communication）技術(shù)的發(fā)展，過程控制系統(tǒng)將由DCS 發(fā)展到 FCS（ Fieldbus Control System）。 FCS 可以將 PID 控制徹底分散到現(xiàn)場設(shè)備（ Field Device）中。基于現(xiàn)場總線的 FCS 又是全分散、全數(shù)字化、全開放和可互操作的新一代生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)，它將 取代現(xiàn)場一對一的 4/20mA 模擬信號線，給傳統(tǒng)的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)帶來革命性的變化。 目前在各種現(xiàn)場總線的競爭中，以 Ethernet 為代表的COTS(Commercial-Off-The-Shelf)通信技術(shù)正成為現(xiàn)場總線發(fā)展中新的亮點。其關(guān)注的焦點主要集中在兩個方面： (1) 能否出現(xiàn)全世界統(tǒng)一的現(xiàn)場總線標準； (2) 現(xiàn)場總線系統(tǒng)能否全面取代現(xiàn)時風靡世界的 DCS 系統(tǒng)。 采用現(xiàn)場總線技術(shù)構(gòu)造低成本的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，促進現(xiàn)場儀表的智能化、控制功能 分 散 化 、 控 制 系 統(tǒng) 開 放 化 ， 符 合 工 業(yè) 控 制 系 統(tǒng) 的 技 術(shù) 發(fā) 展 趨勢。 總之，計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展在經(jīng)歷了基地式氣動儀表控制系統(tǒng)、電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)以及集散控制系統(tǒng)（ DCS）后，將朝著現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（ FCS）的方向發(fā)展。結(jié)合 DCS、工業(yè)以太網(wǎng)、先進控制等新技術(shù)的 FCS將具有強大的生命力。 工業(yè)以太網(wǎng)以及現(xiàn)場總線技術(shù)作為一種靈活、方便、可靠的數(shù)據(jù)傳輸方式，在工業(yè)現(xiàn)場得到了越來越多的應(yīng)用，并將在控制領(lǐng)域中占有更加重要的地位 。 4、本課題選擇 PLC 原 因 本課題選擇 PLC 作為 I/O 控制站、工控機作為監(jiān)控機 的原因（也是 PLC 在工廠自動 化中的地位之所以如此穩(wěn)固 的原因）在于： 、 PLC 的技術(shù)具有長期的穩(wěn)定性，軟硬件均應(yīng)用方便，即插即用，價格適中，堪稱工業(yè)控制的適用技術(shù)。 、 可以說當今工業(yè)控制所要求的性能， PLC 可滿足 85%至 90%。其不足部分可用其它辦法補充。 、 近幾年來 PLC 也在不斷提高其技術(shù)內(nèi)涵，融合了 IT 技術(shù)（包括以太網(wǎng)，因特網(wǎng)，無線網(wǎng)技術(shù)，現(xiàn)場總線技術(shù)，以及運用軟件工程方法提升 PLC 的編程語言，開發(fā)全新的編程系統(tǒng)，等等）。 、 PLC 在開放 性方面也有了實質(zhì)性的突破。前十多年 PLC 被攻擊的一個重要方面就是它的專有性，現(xiàn)在有了極大的改觀。 PLC 采用了各種工業(yè)標準，如 IEC 61131，IEEE802.3 以太網(wǎng)， TCP/IP， UDP/IP 等，各種事實上的工業(yè)標準，如 Windows NT， OPC等。 、 PLC 在硬件上也有長足進步。微電子技術(shù)的進展全都運用到 PLC 中，元器件的集成度越來越高，促使 PLC 成本下降和可靠性提高。專為 PLC 的 CPU 設(shè)計的PLC-on-a-chip 芯片業(yè)已問世多年。 、 PLC 的高端產(chǎn)品在體系結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)上都有了質(zhì)的變化 ,性能大幅提高。一個機架上可裝多個 CPU 模塊。也出現(xiàn)了以 Web 為基礎(chǔ)的 PLC 系列產(chǎn)品。 5、總結(jié) 綜上所述， 由于大力發(fā)展工業(yè)自動化是加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造提升、提高企業(yè)整體素質(zhì)、提高國家整體國力、調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)、迅速搞活大中型企業(yè)的有效途徑和手段，國家將繼續(xù)通過實施一系列工業(yè)過程自動化高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項，用信息化帶動工業(yè)化，推動工業(yè)自動化技術(shù)的進一步發(fā)展，加強技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，解決國民經(jīng)濟發(fā)展面臨的深層問題，進一步提高國民經(jīng)濟整體素質(zhì)和綜合國力，實現(xiàn)跨越式發(fā)展。 參考文獻： 1 R.W.Lewis Programming Industrial Control System usingIEC 1131-3 2 羅伯特 杉布，王蔚庭 IEC 61131-3 國際標準簡介國內(nèi)外機電一體化技 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SIMATIC S7-200 系統(tǒng)手冊 . 2002 16 陳立定等 . 電氣控制及可編程控制器 . 廣州：華南理工大學出版 社， 2001. 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 滑塊是空調(diào)壓縮機的關(guān)鍵部件之一，對它的尺寸精度要求非常高。傳統(tǒng)的滑塊厚度檢測采用人工卡尺測量及分類，日工作量大概為 8000 件 /人，勞動強度大，存在一定的測量誤差，已嚴重影響生產(chǎn)進度，不能滿足市場需求。本課題結(jié)合滑塊厚度測量的特點，組建了一套滑塊厚度自動測量系統(tǒng)，完成滑塊厚度測量時的自動和卸料，實現(xiàn)測量的全自動控制，從而有效地提高了滑塊檢測效率和精度；減少了手工操作的主觀性對試 驗結(jié)果可信賴性的影響；提高了測量效率，提升了儀器的自動化水平；減輕了試驗操作人員的勞動強度