石膏墙板生产线设备集群化控制系统开发

摘要

石膏材料的强度、韧性、耐火、隔音、抗震等方面性能优良，作为一种新型的建筑材料逐渐进入到人们的视野中。石膏墙板生产线的运转情况直接决定产品的性能。当前生产方式主要是以人工操作为主，每个生产环节都需要有专门的技术人员现场操作。
　　目前企业的生产线模式不适于集群控制系统的应用，主要是因为每台模具车带有电源线、控制线等线路。模具车实际生产中需要横向和纵向运动，模具车的运动轨迹使它本身自带的线路相互交错最终影响集群控制系统的设计。本文通过对总体工艺的详细了解研发了一条新型的生产线，改进后的生产线与企业原有生产线区别在于改进后的生产线模具车固定，浇注小车在模具车上方的导轨往复运动，有效地解决了线路混乱的问题。在准确的掌握生产线的结构和原理的情况下，通过对现场数据的采集以及逻辑程序的编写能够准确、完整的设计出一套集群控制方案。
　　本文对石膏墙板生产线工艺流程中的供料部分、水箱水位的控制、混合搅拌系统的结构和原理进行了细致的分析和设计。通过对石膏凝固机理的分析确定温度传感器的选型以及最佳的抽芯管时机;通过工艺分析确定输入输出点的个数，输入输出点的个数决定控制器上输入输出模块的个数。
　　本文选用AC800M为主控制器，采用iFIX软件作为上位机监控软件，上位机和下位机收集和传输数据信息，通过组态界面实时的监测系统当前的运行情况。建立了历史数据库，能够找出某一时间段内最佳的生产工艺。对执行集群系统的计算机的性能做了简要的分析和说明，重点是介绍计算机集群性能以及LLCBench测试方法，通过分析确定满足集群控制系统稳定运行的计算机的负载以及网络情况。
　　AC800M控制器内自带CBM编程软件，可以识别不同品牌的PLC所编写的控制程序，采用传统的PLC对生产线的运行情况编写相应的逻辑控制程序，将编写好的控制程序导入到主控制器内，主控制器在分析处理数据信息的同时输出指令控制现场设备运行。绘制了工艺流程中的水箱水位、供水系统、搅拌系统的组态界面图，界面上可以准确直观的了解系统的动态变化以及系统正常运行的安全值，超出系统设定的安全值之后系统的报警装置将被触发，本文只截取了部分控制程序以及部分组态界面图。集群控制系统的开发将减少人力资源的浪费，节约成本的同时提高了产量和质量。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外发展动态

1．2．1 国内发展动态

1．2．2 国外发展动态

1．3 选题的意义

1．4 研究的内容和工作安排

1．5 本章小结

第二章 石膏墙板生产线主要工艺部分介绍

2．1 总体工艺流程设计

2．2 自动供料与供水控制系统设计

2．2．1 供料系统工艺流程

2．2．2 上料设备选型分析

2．2．3 自动供水控制系统开发

2．3 配料控制系统研究

2．3．1 配料系统硬件及软件开发

2．3．2 系统模块化控制

2．4 抽管时机分析

2．4．1 石膏凝固原理及温度变化曲线

2．4．2 温度传感器工作原理

2．4．3 温度传感器选型

2．5 温度传感器测温点及程序设计

2．5．1 温度传感器位置分布

2．5．2 温度控制程序

2．6 本章小结

第三章 集群控制系统设计

3．1 集群控制系统概述

3．2 集群控制系统总体方案

3．3 集群控制系统硬件组成

3．3．1 控制器及通讯模块的选型

3．3．2 低压配电柜的设计

3．3．3 控制柜柜面布置设计

3．4 集群控制系统软件设计

3．4．1 下位机软件设计

3．4．2 上位机软件设计

3．5 本章小结

第四章 计算机集群性能研究

4．1 计算机集群性能分析

4．1．1 可靠性介绍

4．1．2 可维护性介绍

4．2 计算机集群性能测试

4．2．1 系统实时性测试

4．2．2 网络传输性能测试

4．3 LLCBench测试

4．4 小结

第五章 实验分析

5．1 数据采集方法

5．2 系统运行界面及控制程序分析

5．2．1 水箱水位动态变化分析

5．2．2 混合原料与水混合程序研究

5．2．3 浇注小车单相电机控制

5．2．4 上水系统动态运行分析

5．2．5 供料系统动态变化分析

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

附录