玻璃生产线监控系统的设计与研究-开题报告

毕业设计手册题目玻璃生产线监控系统的设计与研究系部电气信息工程系专业自动化年级学号学生姓名指导教师开题日期结题时间宁夏理工学院教务处制开题报告学号姓名指导教师学院电气信息工程学院专业/班级毕业设计题目玻璃生产线监控系统的设计与研究题目类型□工程设计□技术开发□软件工程□理论研究和方法应用□管理模式设计□其他选题目的及意义玻璃生产中，热工参数控制直接影响了玻璃制品的质量，通常玻璃生产中对热工参数如温度等的控制主要通过操作工人的经验来进行，通过工人不断观察情况来调整燃烧状况，控制温度，由于人工操作在测量和操作频率上的限制，很难把流水线的温度长时稳定在最佳生产工艺下，常导致玻璃生产的合格率不高。因此考虑采用PLC对炉辊道的温度进行控制，由于PLC具有控制能力强、精度高、操作灵活方便、可靠性高的特点，不但具有复杂的逻辑能力，还具有复杂的运算能力，适宜长期连续工作，能工作在各类恶劣的环境下，可满足对工业生产不间断流水线的高效控制。从而提高生产效率，减少劳动强度，提高产品质量。设计（研究）现状和发展趋势目前我国绝大多数玻璃生产厂所有的玻璃生产流水线至今仍采用电磁接触器来控制电机的运行，启动时加频敏电阻及电磁能耗制动等方式，该启动方式由于电动机在启动过程中启动转矩大，导致电动机启动电流过大，使设备极易损坏。而且由于玻璃生产线的特殊性，要求电机频繁的启动、制动，消耗了大量的电能，使企业生产成本始终居高不下。再加上电磁控制系统故障率高，给维修人员带来大量工作，也影响了生产。随着电子技术、自控技术及计算机技术的不断发展，交流调速系统以其良好的动、静态性能广泛应用于工业领域的各个控制环节。交流变频调速技术更以其良好的软启动特性，调速性能，高效的节能降耗，以及电子保护功能和组合控制功能，在玻璃行业得到了广泛的应用。对于该条玻璃生产流水线，采用PLC和组态软件结合控制代替了传统的继电器控制，使得操作界面友好，下层控制器的历史数据和报警信息能够直接读取，便于控制和进行故障诊断。课题研究的主要内容根据企业生产需要，设计基于PLC控制的玻璃生产流水线。(1)硬件选型。主要包括:PLC硬件的选型，各区温度控制模块的选择，变频调速器的选择。本系统采用PLC为中心控制器，通过扩展的多路温控模块采集现场16路温度，并通过PLC对各路温度进行PID输出控制。同时在上料辊道与下料辊道的传送带上各安装一个旋转编码器，以检测玻璃在传送道上的位置，确保玻璃在整条生产线的运动定位准确，并通过PLC控制变频调速器来控制上料、加热、冷却三台电机。系统的操作控制、数据采集和动作过程监视、各种参数的显示设定，由挂接在PLC的上位组态软件来实现(2)程序设计。程序设计主要分两部分，PLC程序的设计，以及上位机监控程序的设计。其中核心是PLC程序设计。PLC程序设计部分主要包括实现对温度、流水线运行速度等参数的计算和输出，系统运行的顺序控制，己经状态和报带显示等任务。在上位机上实现工艺流程图的实时监测、数据处理是通过可编程控制器操作站系统软件和组态软件来实现的。课题的工作方案PLC控制的玻璃生产流水线设计系统包括上位机系统和下位机系统，上位机系统是一种能够接收、显示和传递温度报警等信号的报警装置。通过上位机和下位机之间的通信可以实现对现场实时监控，整个系统实现主从控制。下位机引入了微控制技术，既支持现场的操作，也支持上位机的远程控制，并把采集到的信息传送到上位机。上位机和下位机通过CAN通信模块直接进行通信，二者分工明确，构成分布式控制系统。上、下位机的微控制系统均是PLC为核心。上位机的MCU控制液晶显示屏与报警电路，并由时钟芯片记录火灾发生等时间信息，EEPROM为其存储历史信息。，各探测器将采集到的信息传送给下位机后，下位机的MCU通过CAN总线与上位机通信，将各下位机的信息发送给上位机。当探测器探测到的现场环境数据超过系统的设定值时，下位机控制器触发报警电路，视为发生温度异常，并由该下位机控制其执行装置开始工作。在生产线的应用中，上位机位于值班室内，便于工作人员查看；各下位机位于生产线的各环节及出口处，与上位机同样挂接在CAN总线上，以便随时向上位机发送信息，各下位机控制与其连接的传感器与执行装置。当各探测器探测到现场的环境数据时，将其信息传送给上位机，上位机将各下位机的信息显示在显示屏上，便于观测控制。如果在某一下位机处发生温度异常，该下位机可控制其执行装置开始工作以便及时控制温度变化趋势。同时，为了确保各下位机一直处于正常的工作状态，上位机根据下位机的ID号判断下位机是否正常工作。如果上位机在一段时间内没有接收到某一下位机的ID信息，则会报错，提示工作人员该下位机目前没有正常工作，方便工作人员检修。

课题研究有无困难准备如何解决困难：如何选择PLC各部件、传感器型号。上位机与下位机之间的通信如何实现。怎样设计整个系统的软件构架。如何完成可视化操作界面的设计。如何解决：通过查阅资料。向老师请教。主要参考文献[1]康光华.电子技术基础（第五版）[M].北京.高等教育出版社,2006.[2]邬宽名．CAN总线原理和应用系统设[M]．北京.北京航空航天大学出版社，2006.[3]王宽明．现场总线技术应用选编[M]．北京.北京航空航天大学出版社，2003.[4]于仲生．智能检测与控制技术[M]．西安.西北工业大学出版社，2007.[5]殷洪义，吴建华，PLC原理与实践[M].北京：清华大学出版社，2006[6]严盈富，罗海平，吴海琴.监控组态软件与PLC入门[M].北京：人民邮电出版社，2006.[7]胡寿松.自动控制原理[M].北京:科学出版社，2004.[8]杨京安.玻璃生产过程控制与燃料消耗[J].玻璃,1993(2).[9]刘岩，张乃明，等.浮法线交流调速系统若干问题探讨[J].河南建材,2002(2).[10]何小阳主编.计算机监控原理及技术[M].重庆:重庆大学出版社，2003.计划进度1查阅相关资料2011年12开题报告的撰写2011年12月3完成毕业设计提纲的撰写工作2012年4电路设计及控制系统的初步设计2012年5系统软件以及控制技术的学习2012年6编写控制、通信程序软件2012年7系统软件、程序检定和完善