基于现场总线监测系统的PLC控制制造系统
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毕业论文(设计)题目学院学院专业学生姓名学号年级级指导教师教务处制表二〇一三年三月二十日电气工程及其自动化毕业论文题目本团队专业从事论文写作与论文发表服务,擅长案例分析、仿真编程、数据统计、图表绘制以及相关理论分析等。
电气工程及其自动化毕业论文题目:机动车产品行人保护测试系统的开发研究摆动式机械手机构运动与PLC控制的研究虚拟立体车库实训平台与PLC教学汽车内饰面板激光弱化系统及其剩余厚度控制研究牵引变压器保护装置开发及理论研究舰船电力系统网络通用智能重构算法研究基于PLC的微型CT自动扫描系统的设计与研究轴承套圈漏工序自动检测与分选系统研究污水处理监测系统的设计与实现PXI/PCI总线设备驱动程序设计及应用乒乓机器臂的电气设计和实时系统开发有源电力滤波器的神经网络PI控制器设计移动电离层测高仪天线系统的研究自动钻铆机数控托架控制系统设计开发基于m序列的电缆拓扑结构检测仪引信高G值长脉冲特性测试系统(电气部分)机械制造厂配电系统研究煤矿井下排水自动控制系统的研究电力自动化系统在埕岛油田海上采油平台的应用研究现代电动汽车电源系统研究线材水冷自动温控系统设计与分析基于IEC61970规范的电力系统可视化图形平台的研究数字化变电站的应用研究哈尔滨地区数字化变电站的方案设计与实施基于Web新技术的电力系统可视化图形软件的研究光纤光栅在输变电设备非电量在线监测中的应用研究监控视频界面随动自动切换竖井监控系统研究气动无线远程故障快速定位系统的研究压电激振球阀的优化及流量控制研究硬币生产物流自动化系统的研究与设计新型大扭矩螺杆钻具试验台方案设计基于PLC的钢坯修磨机系统设计研究基于嵌入式Linux自动装锁设备控制系统的设计基于ARM9的空调自动化检测系统汕尾电网电能质量的监测及分析带钢纵剪自动化控制系统的应用研究基于PLC的棒材打捆机控制系统设计基于LabVIEW的小型熔断器电气特性测试自动化研究10kV开关柜遥控脱扣装置的研制接触器选相激磁及其检测技术大型变压器强迫油循环风冷自动控制系统设计基于PROFIBUS现场总线的PLC自动装配系统研制自动换刀机械手结构设计及PLC控制研究三极管自动分选机硬件电路及其软件系统设计英汉名词标记性对比研究及其在高职英语词汇教学中的应用特高频法检测GIS局部放电的研究变电站综合自动化系统相关问题研究与应用ZQF—80KW直流电机能量反馈试验台研究京沪高速铁路天津南220kV牵引站输变电工程可研设计PROTOS70/80卷接机PLC控制系统的设计。
现场总线plc实验报告引言现场总线(Fieldbus)是一种用于工业自动化领域的通信协议,它为工业控制系统提供了一种高效、可靠的通信方式。
在本次实验中,我们使用现场总线技术搭建了一个基于PLC 控制的实时监测系统,以模拟工业生产现场中的应用。
实验目的本实验的主要目的是通过搭建现场总线PLC 实验系统,了解现场总线的工作原理和应用。
同时,通过实验的操作和观察,掌握PLC 控制系统的基本操作和调试方法。
实验设备本实验使用的设备包括:- PLC 控制器- 现场总线模块- 电机驱动器- 传感器- LED 灯实验步骤1. 配置现场总线网络首先,我们需要配置现场总线网络。
将现场总线模块插入PLC 控制器的扩展槽上,并通过电缆将其与其他设备连接。
保证每个设备的地址设置正确,并确保通信电缆连接牢固。
2. 编写PLC 程序接下来,编写PLC 程序来控制实验中的设备。
根据实际需求,我们可以使用Ladder diagram 或者Function block diagram 两种编程语言进行编写。
在本实验中,我们使用Ladder diagram 来编写PLC 程序。
3. 调试PLC 程序在编写完PLC 程序后,我们需要对其进行调试。
通过连接计算机与PLC 控制器,我们可以使用相应的软件对PLC 程序进行下载和调试。
在调试过程中,需要注意逐步调试,观察设备的状态和反馈信息,保证程序的正确性。
4. 运行实验当PLC 程序调试完成后,我们可以开始运行实验。
通过触摸屏或者按钮,控制PLC 程序的运行,并观察实验现象。
例如,在本实验中,我们可以通过控制PLC 程序,控制电机的启停或者灯的亮灭。
5. 数据记录与分析在实验过程中,我们可以记录实验数据,并对其进行分析。
例如,我们可以记录各个传感器的输出值,以及其他设备的状态信息。
通过对实验数据的分析,我们可以得出一些有价值的结论,并改进测试系统。
实验结果与分析在本次实验中,我们成功搭建了一个基于现场总线PLC 控制的实时监测系统,通过PLC 程序的设置,实现了对传感器和设备的控制和监测。
基于PLC的工业生产自动化系统设计与实现随着工业生产自动化技术的不断发展和普及,已经成为工业领域的一项重要技术。
PLC(可编程逻辑控制器)作为现代工业控制系统的核心设备,通过逻辑控制、运算处理和数据通信等功能,实现对工业生产过程的自动化控制。
在工业生产领域,PLC技术的应用已经相当广泛,涵盖了生产装备、流程控制、数据采集等多个方面,为提高生产效率、降低成本、提升产品质量等方面发挥了重要作用。
一、工业生产自动化系统的发展历程随着工业生产的不断发展和技术的进步,人们开始意识到传统的人工操作方式已经无法满足工业生产的需求,于是自动化技术应运而生。
最早的工业自动化系统是基于传统的机械控制系统,具有简单的逻辑控制功能,但受限于硬件性能和功能有限,无法实现复杂的生产过程控制。
随着计算机技术的不断发展,工业控制系统逐渐开始引入计算机控制技术,形成了一种全新的工业自动化系统。
计算机控制系统通过软件程序实现对生产设备的控制和监控,具有更高的灵活性和可编程性,但仍存在运行速度慢、稳定性差等问题。
为了克服传统机械控制系统和计算机控制系统的局限性,PLC技术应运而生。
PLC作为一种专用的工业控制计算机,具有高速运算、可编程性强、稳定性好等特点,成为工业控制系统的理想选择。
自20世纪70年代起,PLC技术在工业领域逐渐广泛应用,并不断发展和完善,成为工业生产自动化的主流技术。
二、基于PLC的工业生产自动化系统设计原理基于PLC的工业生产自动化系统设计的核心原理是通过PLC控制器实现对生产过程各个环节的集中控制和协调,从而提高生产效率、降低生产成本、改善产品质量等方面带来显著的优势。
在实际设计中,需要根据具体的生产需求和工艺流程,进行系统结构设计、控制算法设计、信号采集与处理设计等多个方面的工作。
1.系统结构设计系统结构设计是基于PLC的工业生产自动化系统设计的首要任务之一。
在系统结构设计中,需要确定系统的整体框架、各个功能模块之间的关系和通信方式、PLC控制器的选择等。
基于现场总线监测系统的PLC控制制造系统宋晓峰、谭施利、丁俊剑
精密机械工程系,上海大学,上海,200072
电子邮箱:mail2song@. 精密机械工程系,上海大学,上海
工作单位:精密机械工程系,上海大学,上海
摘要:本文中,我们提出了一个基于CC-Link的可编程逻辑监测系统
控制器(PLC)控制的制造系统,这个过程当中,现场总线检测和控制电镀薄膜。
PLC主要用来采集数据和实现PID控制自动调节、顺序控制策略。
此外,带有一个人机界面(HMI)的三菱GT的设计软件可用来监视动态过程。
关键词:PLC CC-link 人机界面(HMI)PID控制检测系统卷绕系统
1 简介
在电镀金属做成的晚宴的真空系统,就像是锌和铝薄膜那样是非常普遍的电容行业。
他的主要目标是尽可能在保持薄膜张力的同时增加薄膜传输速度。
薄膜的张力和速度应以一个参考价值被保存起来,主要问题就是薄膜速度和张力之间的耦合。
而它们之间的速度有很多的扰乱源(辊非圆,膜滑动。
,如果传递速度波动,将会导致模的处理不均匀;另一方面,不适当的张力可能导致皱纹或者薄膜破裂,而一旦薄膜破裂,操作工人就需要再次打开绕组室,从而,真空绕组室的气压就回到了标准大气压下。
然后,又需要大约20~30分钟来使绕组室达到所需气压(大约1.3 * 10^1--2.67*10-2Pa)。
因此,产量将明显下降;因而,一个用来避免薄膜破裂的检测张力波动的监测系统是非常必要的。
CC - Link是一个能够提供高速的过程控制和信息数据处理的局部网络系统,为客户提供高效、综合性产业和过程自动化。
使用CC – Link的用户可以减少控制变量数、复杂生产线路所需的电源线路。
因此用户可以从支持CC-LINK 的其余的354个领域的设备中选择出合适的设备,那么多供应商环境的扩展将会变得很容易。
至于高速通信,它使得通信传感器的输入能够满足需要大量数据通信的智能设备和高速响应的要求。
作为一个CC-link的功能,RAS功能是:待机主功能,分离从站功能,这些功能使得在通信故障和系统调试时自动恢复过来。
至于测试和监控功能,对确认数据连接状态,硬件测试和电路测试都是可用的。
CC - Link 网络图如图1所示,其监控系统由主站>从站>“个人电脑”>逆变器>伺服电机>远程I / O单元等。
为了满足自动化和灵活性的要求,许多复杂的制造系统都是由可编程逻辑控制器(PLC)来控制的。
这是因为PLC的是适应性强,模块化,便于使用和购买成本低。
而真空卷绕镀膜就是这样一个复杂的制造系统。
本文介绍了基于CC-LINK现场总线的只能监控系统,其中包括上位个人电脑和下位用于控制和信息管理的可编程逻辑控制器。
这一监控系统中采用了CC - Link现场总线这一新的技术。
图1 CC - Link的网络图
2 监测系统的结构
基于现场总线的监控系统有两种功能,包括监测区域的监控和信息管理单元、控制室里的控制单元。
位于清盘真空机附近的所有智能监测单位都有微处理器,具有以下功能:各自的信号采样,A / D转换,数据计算等。
现场总线是单位从站中离散检测单元和主站之间最重要的连接。
模拟信号被数字信号取代以构成双向沟通,以利于操作者在控制室里进行控制、检查和参数设置。
这种结构,一方面提高了监测系统的精度和抗干扰能力,另一方面还节约了投资成本。
数字智能监测单元应根据实际需要而定,该系统具有五种监测单位:温度,真空度,轧辊直径,薄膜张力和传输速度。
监测系统能否正常工作取决于传感器的性能是否在要求的水平之上,它们的精度和稳定性对监测系统有直接影响。
从这些传感器获取的数据经PLC处理并在HMI人机界面上显示出来,如图2所示。
智能监控模块有两个功能:一方面它的过滤器、放大和调节输出信号的传感器能由PLC(FX系列)处理得到适当值;另一方面,它凭借通信接口的可编程控制器进行数据采集,A / D转换,数据处理,软件抗干扰,计算参数并利用PLC上的通信接口把数据传输到中央控制单元。
中央控制装置(CCU)是该监控系统的中心,它包含了个人电脑和RS232。
它的工作状态时控制智能监测的每个单位,将得到的数据和一场信息进行处理,并保存他们。
此外,控制器还支持上位用户的计算机访问,而且,它的数据分析是切实可行的,并利用数据管理和故障诊断软件对数据进行诊断。
监测系统采用CC-LINK现场总线构成的模块和双绞线作为通信介质。
最多可以把六十四个站连接到这个现场总线上,通讯模块则是通过CC - Link现场总线把监测单元和分站连接起来。
当现场总线的通信速率为156kps时传输距离可以达到1.2公里。
图2人机界面的监测显示
3 PLC编程
在这个绕组系统中,我们使用三菱A系列PLC作为主站,因为它具有快速反应能力和强大的信息处理能力。
它是用来控制总卷绕系统与FX系列的PLC缠绕系统的舒展共存系统的行为的。
而系统的操作动作以及动作序列已经由设计人员事先编入控制程序中。
控制程序则给绕组系统设置了一系列的操作动作,指导PLC来控制整个系统。
所有传感器或执行机构的当前状态都作为输入、输出或者旗语信号存储在PLC内存中。
因此,PLC程序是一个PLC控制制造系统监测的基础。
PLC编程使用的主要方法是梯形图方法,它提供了一个这样的设计环境:就是软件工具运行在主机终端,以便于构造、验证、测试和诊断梯形图。
首先,将高级程序写在梯形图中;其次,梯形图应转换成二进制代码以使它们可以存储在随机存取存储器(RAM)或存储代码可擦除可编程只读存储器(EPROM)中。
每个连续的指令由CPU解码和执行。
CPU的功能就是根据程序来控制内存和I/O 接口来处理数据。
PLC上的每个输入输出结点都可用来区分I/O地址。
数据的直接代表方法与输入,输出和记忆有关,基于这样一个事实,将PLC的内存分成了输入图像存储、输出图像存储和内部存储器三个部分来直接代表输入、输出和内存的相关数据。
PLC程序采用主程序循环扫描的方法,例如输入的变数定期检查。
该循环项目的启动是采用扫描输入系统和存储器在内存中的固定位置(输入图像存储器),梯形图程序之后执行响应,扫描程序,解决逻辑梯级确定的输出状态,更新后的输出状态存储在固定的内存位置(输出图像存储器)。
程序扫描的最后,
内存中保存的输出值被用来设置和重置PLC的物理输出。
我们都知道,逻辑控制是PLC的显著特征,它可以用来有效地处理模拟数据。
1)模拟数据采集和转换
模拟量的输入输出,如压力、温度需要实时测量,例如温度首先由铂金电阻获取,然后信号转换模块将其转换为1-5V的电压信号,这个转换模块的输出最终被采集并传输到上述PLC中。
2)PLC控制算法
模拟变量可以是任何一种变量,如我们这个绕组系统中的温度和压力。
事实上,有自动和手动两种控制模式。
手动模式下,操作人员根据所需水平修改输出值;而自动模式下,输出值根据预先设计的控制算法给出。
值得一提的是,PLC 的输出总是增量值,虽然自整定PID控制器可以满足要求,但是手动调谐总是用来初始化常规生产,并经该系统切换到自动模式;我们强调,用户的经验型模糊逻辑控制,用来改善生产状况也是适用的。
薄膜张力控制系统采用PLC的模糊逻辑控制器(PLC),以克服绕组系统的不确定性。
模糊逻辑算法已经由基本的PLC控制器实现。
对于固定的模式和常规PID的参数处理已经达到了一个很好的阶段,但是稳定是相对的,绕组系统的参数在一定范围内波动,因此控制器必须具有鲁棒性,以获得较高的性能。
为了这个目的,模糊推理用于适应PID控制,通过这种办法,PID因素就能根据系统状态和电厂参数得到调整。
3)伺服电机控制
一开始薄膜以低速传输,然后伺服电机被加速到设定的约每秒8米的高速绕速,传感器检测薄膜张力并控制伺服电机速度以保持恒定的张力。
对控制目标不仅要保持薄膜张力不变,而且同时卷绕速度也要在最短时间内达到设定值。
因此,最主要的问题是如何控制伺服电机的精确。
4 总结
本文介绍了一种薄膜电镀生产过程中的PLC监控控制制造系统,它从2003年投入生产经营以来,取得了极大成功。
预期的结果已经展示出它在实践中的巨大优势以及客观的盈利也有了很大提升。
5 鸣谢
这项研究的到了上海教育委员会和上海Kelai机电工程有限公司的大力支持。
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