基于PackML的包装机械控制软件设计

摘要

包装机械在制造业中占有重要的地位，随着对包装机械智能程度、产率等要求的提高，包装机械对软件的可靠性、柔性的要求也越来越高。因此，如何高效地开发可靠的控制软件是包装机械开发的一个技术难题。本文以固体物料装袋系统为研究对象，设计其PLC控制软件，探讨其控制软件设计的方法。本文主要工作如下：
　　从包装机械对控制软件的标准化需求出发，介绍了工业界目前广泛使用的IEC61131-3开发平台以及包装机械设计语言PackML。
　　由于PackML的实施需要建立相应的模板程序，以MATLAB为设计工具，采用基于模型的设计方法完成PackML模板程序的建模、仿真、测试，并自动生成其PLC代码。
　　介绍了固体物料装袋系统的主要功能及其机构工作原理，完成其电气硬件设计。并从PackML的角度分析了其软件功能的实现。
　　根据PackML设计固体物料装袋系统的控制软件结构，定义其操作模式、工作状态和标签。按照ISA88物理层次结构将固体物料装袋系统划分为单元、设备模块、控制模块三层，定义各个模块的接口和功能，在MATLAB中对各个模块建模，仿真验证通过后，自动生成符合IEC61131-3标准的PLC代码。
　　最后，搭建固体物料装袋系统的硬件，选择施耐德Somachine作为开发平台。将各个模块生成的代码分别导入到Somachine中，并在Somachine中完成主程序的设计。调试结果表明，固体物料装袋系统运行情况良好。

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1 绪论

1.1课题来源、研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文主要工作和内容

2 基于PackML的包装机械软件状态机标准化架构

2.1包装机械软件的标准化需求

2.2 IEC61131-3平台

2.3 PackML设计标准

2.4本章小结

3 基于MATLAB的PackML状态机的设计与仿真

3.1基于MATLAB的PackML 模板的设计

3.2 PackML状态机设计

3.3模型仿真与验证

3.4代码自动生成

3.5本章小结

4 固体物料装袋系统硬件平台及其软件需求分析

4.1功能简介

4.2机构原理与电气系统

4.3基于PackML的控制软件功能分析

4.4本章小结

5 基于MATLAB与PackML的固体物料装袋系统控制软件设计

5.1控制软件总体结构

5.2控制模块模型设计

5.3设备模块模型设计

5.4本章小结

6 实现及调试

6.1设备搭建及软件实现

6.2系统测试及调试

7 总结与展望

7.1全文总结

7.2研究展望

致谢

参考文献