自动化本科毕业论文开题报告

时间:2018-04-26 14:39:40 开题报告 我要投稿

自动化本科毕业论文开题报告范文

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自动化本科毕业论文开题报告范文

  论文题目:自动组装生产线自动控制系统设计

  1.题目的背景和意义

  自动组装生产线是组装流水线下的一个小分类。自动组装生产线是由一些物料搬运设备链接起来的输送设备,用于连续生产线上。自动组装线是一种特殊的产品导向布局形式,同时也是一项重要的流水线设备生产技术[6]。

  随着科学技术的发展,控制工程也随着时间的演变。目前自动组装生产线控制系统主要有三种控制方式:继电路控制系统(早期安装的电梯多位继电器控制系统)、PLC控制系统、微机控制系统。早期电气控制是基于继电器的,这些继电器使其可以在没有机械开关的情况下被开动和关闭,这是通常使用继电器进行简单的逻辑控制的方法。但是由于继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点,目前已逐渐被淘汰[1]。随着自动控制理论与微电子技术的发展以及低成本计算机的发展带来了新的革命,PLC控制系统和微机控制系统相继出现。微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能,但也存在抗扰性差,系统设计复杂,一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。可编程逻辑控制器(PLC)出现于70年代,由于运行可靠性高,使用维修方便,抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点,倍受人们重视等优点,已成为目前在自动组装生产线控制系统中使用最多的控制方式,目前也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造[2]。

  所以有着PLC控制的自动组装线有着高度的自动化操作,在减少生产成本,提高企业生产效率;保证了生产过程的稳定性中有着非常重大的意义。

  2.题目研究现状概述

  自动组装生产线运行过程是严格根据工艺要求实施控制的。它能保证产品质量,保证生产速度,实现对电机速度跟踪性能的优化。其自动控制生产方式,可以借助于PLC通过PID算法来实现。采用以下方案来达到控制要求:比例、积分、微分控制,简称PID控制。它以稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。本方案是根据PID算法,用PID控制取代原单闭环控制,进而使速度平稳达到目标值。

  2006年,贵州冶金职业技术学院的吴亮,为解决生产工艺的自动控制问题,采用日本三菱FX2系列PLC作为控制核心,开发了新型的控制系统。该系统使用大容量,功能多,高质量的工业控制计算机,如单片机,微计算机,PLC等,组成控制系统,集中控制行车动作,镀槽液温度值,电流密度,电镀时间,添加剂含量等工艺参数,调整生产过程中个参数的动态平衡,自动实现优化生产。

  2008年,洛阳理工学院的段春霞,张怡军,采用西门子S7—200PLC和组态软件设计了生产线自动运行的过程。实现了对自动组装生产线的系统控制,使系统具有很强的适应能力,可方便的完成自动,手动和连续运行控制及相互之间的切换,整个程序采用结构化的设计方法,提高了自动组装生产线的自动化程度和生产效率,使过程实现高效,低成本,高质量,且具有调试方便,维护简单,移植性好的优点[13]。

  2010年,昆明学院自动控制与机械工程系的蒲翠萍等提出以三菱FX系列PLC替代电路复杂,可靠性差的传统顺序控制器控制生产线的新思路,实现生产线的自动控制,并对系统的硬件和软件进行了设计和实现,经过模拟调试,手动,连续,单步,单周期四种工作方式,均可正常运行,并使电路简单,增强了系统的可靠性和稳定性[14]。

  2010年,东南大学电气工程系的张建锋等利用PLC实现对生产线的系统控制,使系统具有很强的适应能力,本设计采用Rockwell公司的微型PLC作为主控器,控制生产线。此生产线按一般电镀流程配置,具有很强的通用性。在不修改程序的前提下,只要更改运行参数,就可以适用多种电工艺。

  2011年,重庆大学的何云静针对全自动智能化生产线控制系统中的两个关键技术:电镀液浓度自动配比和多车联动调度进行了研究,分析了多镀种,多镀槽混合布置电镀自动生产线具体功能和任务,设计了生产线的`控制系统。多镀种电镀自动生产线是复杂混合流水线,针对某公司的7台多自由度行车组成的具有多种运动组合调度模式的生产线调度系统,研究了各调度组合下行车精确对接调度条件和各行车多自由度运动协调控制机制,该调度系统以ICP作为上层管理系统,西门子公司S7-300PLC为下位机核心控制器,S7-200PLC作为底层控制器,形成三层网络调度结构,采用PIOFIBUS总线技术实现各层控制器之间的通讯。在行车运行过程中采用两个接近开关同时独立对各个对应的应答片计数的方法避免了现场干扰,实现了各行车起停行走过程中的精确定位。达到了国内自动化行业的领先水平[15]。

  通过上述各例,可见自动组装生产线大多采用以PLC为控制核心,由于PLC具有可靠性高,抗干扰能力强,编程简单,使用方便,体积小、重量轻,是“机电一体化”特有的产品。 随着工业自动化的快速发展,PLC作为工业自动化发展不可替代的控制手段,也将会随之快速的发展[16]。

  3.题目要完成的主要内容和预期目标

  题目要完成的主要内容:

  (1)对整个系统进行设计,绘制出电气原理图;

  (2)选择PLC的型号及功能模块配置,包括程序的储存容量,输入输出点的选择,PLC的I/O地址的分配;

  (3)统计输入/输出点数,并绘制PLC中所有元件的地址表及用户程序控制流程图

  (4)完成自动组装生产线自动控制系统的硬件和软件的设计。

  该控制系统将达到以下预期目标:

  (1)实现手动和自动两种工作方式的转换;

  (2)实现工业流程设备的启停控制,运行速度稳定

  (3)当系统中某一部分出现故障时,如电机运行异常,控制系统及时的报警及保护,保证系统安全。

  4.进度计划

  第3周 (18/3~24/3) 调研,查阅文献

  第4周 (25/3~31/3) 阅读文献,撰写开题报告

  第5周 (1/4~7/4) 系统总体设计

  第6周 (8/4~14/4) 设计并绘制电气原理图

  第7周 (15/4~21/4) 计算主要技术参数

  第8周 (22/4~28/4) 选择电气元件,制定元器件清单

  第9周 (29/4~5/5) 输入/输出点数统计

  第10周 (6/5~12/5) 选择PLC机型及功能模块配置

  第11周 (13/5~19/5) 绘制PLC中所用元件的地址表及用户程序控制流程图

  第12周 (20/5~26/5) 编写PLC用户程序

  第13周 (27/5~2/6) 修改PLC用户程序

  第14周 (3/6~9/6) 调试,修改PLC用户程序

  第15周 (10/6~16/6) 撰写论文

  第16周 (17/6~23/6) 打印论文,装订,准备答辩。

  5.参考文献

  [1] 廖常初.可编程控制器应用技术[M].重庆大学出版社,2009

  [2] 汪晓光.可编程控制原理及应用[M].北京:机械工业出版社,2010

  [3] 王兆义.可编程控制器教程[M].北京:机械工业出版社,2011

  [4] 胡寿松.自动控制原理[M].北京:科学出版社,2008

  [5] 陈宇.可编程控制器基础及编程技巧[M].华南理工大学出版社,2009

  [6] 聂春泉.自动生产线控制系统[J].工业控制技术,2006,(4):95-97

  [7] 朱绍祥.可编程控制器原理及应用[M].上海交通大学出版社,2010

  [8] 钟肇新.可编程序控制器原理及应用[M].广州:华南理工大学出版社,2008

  [9] 张兴国. 可编程序控制器技术及应用[M].北京:中国电力出版社,2006

  [10] 张国德,李红.PLC原理及应用[M].北京:机械工业出版社,2010

  [11] 尾形克彦.现代控制工程[M].北京:电子工业出版社,2011

  [12] 王永华.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京:航空航天大学出版社,2008

  [13] 段春霞,张怡军.自动线的PLC实现[J].洛阳理工学院学报,2008,9(3): 87-90

  [14] 蒲翠萍.电镀自动线的PLC实现[J].昆明学院学报,2010,6(3):163-166

  [15] 何云静. 西门子 PLC在自动生产线中的应用[J].重庆大学学报,2011,5(3) 22-24

  [16] 傅健.PLC在生产线行车控制系统中的应用[J].电气自动化,2008,28(2):64-67


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