玻璃生產線監(jiān)控系統(tǒng)的設計與研究-開題報告

畢業(yè)設計手冊題目玻璃生產線監(jiān)控系統(tǒng)的設計與研究系部電氣信息工程系專業(yè)自動化年級學號學生姓名指導教師開題日期結題時間寧夏理工學院教務處制開題報告學號姓名指導教師學院電氣信息工程學院專業(yè)/班級畢業(yè)設計題目玻璃生產線監(jiān)控系統(tǒng)的設計與研究題目類型□工程設計□技術開發(fā)□軟件工程□理論研究和方法應用□管理模式設計□其他選題目的及意義玻璃生產中，熱工參數(shù)控制直接影響了玻璃制品的質量，通常玻璃生產中對熱工參數(shù)如溫度等的控制主要通過操作工人的經驗來進行，通過工人不斷觀察情況來調整燃燒狀況，控制溫度，由于人工操作在測量和操作頻率上的限制，很難把流水線的溫度長時穩(wěn)定在最佳生產工藝下，常導致玻璃生產的合格率不高。因此考慮采用PLC對爐輥道的溫度進行控制，由于PLC具有控制能力強、精度高、操作靈活方便、可靠性高的特點，不但具有復雜的邏輯能力，還具有復雜的運算能力，適宜長期連續(xù)工作，能工作在各類惡劣的環(huán)境下，可滿足對工業(yè)生產不間斷流水線的高效控制。從而提高生產效率，減少勞動強度，提高產品質量。設計（研究）現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢目前我國絕大多數(shù)玻璃生產廠所有的玻璃生產流水線至今仍采用電磁接觸器來控制電機的運行，啟動時加頻敏電阻及電磁能耗制動等方式，該啟動方式由于電動機在啟動過程中啟動轉矩大，導致電動機啟動電流過大，使設備極易損壞。而且由于玻璃生產線的特殊性，要求電機頻繁的啟動、制動，消耗了大量的電能，使企業(yè)生產成本始終居高不下。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。隨著電子技術、自控技術及計算機技術的不斷發(fā)展，交流調速系統(tǒng)以其良好的動、靜態(tài)性能廣泛應用于工業(yè)領域的各個控制環(huán)節(jié)。交流變頻調速技術更以其良好的軟啟動特性，調速性能，高效的節(jié)能降耗，以及電子保護功能和組合控制功能，在玻璃行業(yè)得到了廣泛的應用。對于該條玻璃生產流水線，采用PLC和組態(tài)軟件結合控制代替了傳統(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)和報警信息能夠直接讀取，便于控制和進行故障診斷。課題研究的主要內容根據(jù)企業(yè)生產需要，設計基于PLC控制的玻璃生產流水線。(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，變頻調速器的選擇。本系統(tǒng)采用PLC為中心控制器，通過擴展的多路溫控模塊采集現(xiàn)場16路溫度，并通過PLC對各路溫度進行PID輸出控制。同時在上料輥道與下料輥道的傳送帶上各安裝一個旋轉編碼器，以檢測玻璃在傳送道上的位置，確保玻璃在整條生產線的運動定位準確，并通過PLC控制變頻調速器來控制上料、加熱、冷卻三臺電機。系統(tǒng)的操作控制、數(shù)據(jù)采集和動作過程監(jiān)視、各種參數(shù)的顯示設定，由掛接在PLC的上位組態(tài)軟件來實現(xiàn)(2)程序設計。程序設計主要分兩部分，PLC程序的設計，以及上位機監(jiān)控程序的設計。其中核心是PLC程序設計。PLC程序設計部分主要包括實現(xiàn)對溫度、流水線運行速度等參數(shù)的計算和輸出，系統(tǒng)運行的順序控制，己經狀態(tài)和報帶顯示等任務。在上位機上實現(xiàn)工藝流程圖的實時監(jiān)測、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)軟件來實現(xiàn)的。課題的工作方案PLC控制的玻璃生產流水線設計系統(tǒng)包括上位機系統(tǒng)和下位機系統(tǒng)，上位機系統(tǒng)是一種能夠接收、顯示和傳遞溫度報警等信號的報警裝置。通過上位機和下位機之間的通信可以實現(xiàn)對現(xiàn)場實時監(jiān)控，整個系統(tǒng)實現(xiàn)主從控制。下位機引入了微控制技術，既支持現(xiàn)場的操作，也支持上位機的遠程控制，并把采集到的信息傳送到上位機。上位機和下位機通過CAN通信模塊直接進行通信，二者分工明確，構成分布式控制系統(tǒng)。上、下位機的微控制系統(tǒng)均是PLC為核心。上位機的MCU控制液晶顯示屏與報警電路，并由時鐘芯片記錄火災發(fā)生等時間信息，EEPROM為其存儲歷史信息。，各探測器將采集到的信息傳送給下位機后，下位機的MCU通過CAN總線與上位機通信，將各下位機的信息發(fā)送給上位機。當探測器探測到的現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)超過系統(tǒng)的設定值時，下位機控制器觸發(fā)報警電路，視為發(fā)生溫度異常，并由該下位機控制其執(zhí)行裝置開始工作。在生產線的應用中，上位機位于值班室內，便于工作人員查看；各下位機位于生產線的各環(huán)節(jié)及出口處，與上位機同樣掛接在CAN總線上，以便隨時向上位機發(fā)送信息，各下位機控制與其連接的傳感器與執(zhí)行裝置。當各探測器探測到現(xiàn)場的環(huán)境數(shù)據(jù)時，將其信息傳送給上位機，上位機將各下位機的信息顯示在顯示屏上，便于觀測控制。如果在某一下位機處發(fā)生溫度異常，該下位機可控制其執(zhí)行裝置開始工作以便及時控制溫度變化趨勢。同時，為了確保各下位機一直處于正常的工作狀態(tài)，上位機根據(jù)下位機的ID號判斷下位機是否正常工作。如果上位機在一段時間內沒有接收到某一下位機的ID信息，則會報錯，提示工作人員該下位機目前沒有正常工作，方便工作人員檢修。

課題研究有無困難準備如何解決困難：如何選擇PLC各部件、傳感器型號。上位機與下位機之間的通信如何實現(xiàn)。怎樣設計整個系統(tǒng)的軟件構架。如何完成可視化操作界面的設計。如何解決：通過查閱資料。向老師請教。主要參考文獻[1]康光華.電子技術基礎（第五版）[M].北京.高等教育出版社,2006.[2]鄔寬名．CAN總線原理和應用系統(tǒng)設[M]．北京.北京航空航天大學出版社，2006.[3]王寬明．現(xiàn)場總線技術應用選編[M]．北京.北京航空航天大學出版社，2003.[4]于仲生．智能檢測與控制技術[M]．西安.西北工業(yè)大學出版社，2007.[5]殷洪義，吳建華，PLC原理與實踐[M].北京：清華大學出版社，2006[6]嚴盈富，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.自動控制原理[M].北京:科學出版社，2004.[8]楊京安.玻璃生產過程控制與燃料消耗[J].玻璃,1993(2).[9]劉巖，張乃明，等.浮法線交流調速系統(tǒng)若干問題探討[J].河南建材,2002(2).[10]何小陽主編.計算機監(jiān)控原理及技術[M].重慶:重慶大學出版社，2003.計劃進度1查閱相關資料2011年12開題報告的撰寫2011年12月3完成畢業(yè)設計提綱的撰寫工作2012年4電路設計及控制系統(tǒng)的初步設計2012年5系統(tǒng)軟件以及控制技術的學習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