某墙板生产线自动化控制系统研究与开发

摘要

住宅工业化已经成为国际住宅建筑行业发展的主流，墙板的工业化生产是住宅工业化中的一个重要环节，而目前大多数国产墙板生产设备自动化程度不高，生产效率低，进口设备又价格昂贵，这些问题严重制约了墙板生产的发展，研制一套符合我国国情，自动化程度较高的墙板生产线设备成为一个亟待解决的问题。
　　 本文以国内某墙板生产线为研究对象，分析生产线工艺流程和控制需求。比较国内外同行业生产线自动化控制系统的现状，研究了各种工业控制技术和其新成果，运用PLC、变频器、传感器、工业无线局域网及组态和编程软件等平台，完成了墙板自动化生产线集散式控制系统的总体设计;为完成网络化控制和信息集成，本文着重研究了西门子工控产品的通讯机制，实现了上位机、触摸屏、变频器与PLC之间的通讯，为保证生产线有序运行，模具车在各操作工位按既定策略排队和行进，应用传感器、变频器、编码器等技术实现执行机构的精确定位;完成了系统中控制器、变频器和传感器等元件的选型、电气控制原理图和系统的可靠性设计;基于STEP7 Professional V11、WinCC Flexible2008、WinCC6.0软件平台对PLC控制程序、触摸屏程序、上位机客户端监控和维护程序进行了设计和开发，实现了工艺控制要求及其生产过程信息的监控，故障智能报警，变量趋势绘制，历史数据管理等功能。
　　 现场调试运行表明:本文研究开发的墙板生产线自动化控制系统满足现场生产工艺的要求，提高了生产线设备的自动化水平，提高了生产效率和产品质量，具有较好的可靠性和实用性，达到了预期的设计目标。
　　 本系统是一个典型的集散控制系统案例，经产品化设计后，可方便的移植到类似系统中，具有良好的推广和应用前景。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．2 墙板生产线设备的发展历史与现状

1．3 研究目的与意义

1．4 论文研究内容与结构

第2章 墙板生产线自动化控制系统总体设计

2．1 墙板生产线的设备及其功能介绍

2．2 墙板生产线工艺流程

2．3 控制系统需求分析

2．4 控制系统的结构

2．4．1 集散控制系统模型

2．4．2 控制系统结构设计

2．4．3 控制系统功能设计

2．5 控制系统的总体设计方案

2．6 本章小结

第3章 墙板生产线自动化控制系统的关键技术及实现

3．1 执行机构的定位控制技术

3．1．1 主要执行机构

3．1．2 模具车定位

3．1．3 电机驱动的执行机构调速系统

3．1．4 变频器与PLC的通讯与编程

3．2 主控PLC与各单元PLC之间的通讯

3．2．1 无线局域网络结构

3．2．2 工业无线局域网络特点

3．2．3 墙板自动化生产线中的无线网络通讯系统

3．3 模具车排队策略

3．4 本章小结

第4章 墙板生产线自动化控制系统的硬件设计

4．1 CPU和扩展模块的选型

4．1．1 系统I／O点分析

4．1．2 CPU及扩展模块选型

4．2 传感器选型

4．2．1 限位开关

4．2．2 接近开关

4．2．3 压力传感器

4．2．4 编码器

4．3 电气控制图

4．4 系统的可靠性设计

4．5 本章小结

第5章 墙板生产线自动化控制系统的软件设计

5．1 注浆工位控制系统程序开发

5．2 模具车控制系统程序开发

5．3 拆模工位控制系统程序开发

5．4 主控系统程序开发

5．5 上位机人机界面设计与开发

5．6 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢