论文题目：基于组态软件的印刷包装设备监控管理系统研究
摘要：生产过程监控管理系统的研究作为智能制造重要一环,在企业实现生产制造自动化、信息化的过程中具有重要作用。本文根据某军工企业灌装生产精细化管理需求,开发了一套自动灌装生产线生产过程数据的采集、处理及存储监控管理系统。主要工作如下:进行了灌装生产实验平台机械结构的搭建。通过对灌装生产工艺的分析,进行了包括储料单元、比例下料单元、混料单元、真空灌装单元、工装移动单元以及管路清洗单元等部分生产实验平台的搭建。进行了精密灌装机上位机监控管理系统的开发。基于SCADA组态开发环境进行了上位机系统的开发,在Sql Server数据库环境下进行了实时数据库和工艺参数数据库的开发。基于Modbus通讯协议实现上位机与各个下位机的通讯。同时,对上下位机通讯数据格式进行设计,实现灌装现场数据的采集、存储与查询。进行了灌装生产线现场控制的软硬件系统的开发。根据灌装生产线的工艺需求,进行了以PLC核心的控制系统的软硬件开发,实现了生产线各机构运动控制以及气动元件的相应动作。进行了以触摸屏为核心的下位机操作系统开发,实现了班次录入、灌装量查询、批号录入、质量检验、主状态监控、料量管理、手动运行以及比例标定等功能。同时,实现了监控管理系统和触摸屏上下位机的数据交互。研究开发了精准定量灌装控制系统。通过对标定实验数据处理进行灌装系统动态称重误差分析,提出了考虑流体冲击影响的分段闭环控制算法,经过实际灌装实验验证实现了±0.1克的灌装精度。同时提出了比例定量算法,通过对各料比例系统的标定,实现可靠的各组分比例定量精度。最后,进行了灌装生产实验,验证了灌装生产线各单元功能、监控管理系统上下位机数据交互以及精密定量灌装控制算法的可靠性。灌装设备作为典型的包装生产设备之一,对其生产过程数据的监控管理系统的研究为印刷包装车间设备数字化建设提供可靠参考依据。
关键词：监控管理;数据采集;精密灌装
学科专业：轻工技术与工程（专业学位）
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 灌装机械研究现状
1.3 国内外技术与现状
1.3.1 生产设备监控管理解决方案研究现状
1.3.2 监控管理系统架构研究现状
1.3.3 车间设备运行过程数据采集对象及方法
1.3.4 监控管理系统关键技术研究现状
1.4 研究内容与章节安排
1.4.1 研究内容
1.4.2 章节安排
2 精密灌装机原理及结构
2.1 灌装机的工作原理
2.2 灌装机系统的总体结构及工作流程
2.2.1 灌装机的总体结构
2.2.2 灌装机的工作流程
2.3 本章小结
3 精密灌装机监控管理软件开发
3.1 SCADA组态软件开发环境介绍
3.2 基于组态环境的监控管理系统开发
3.2.1 设备基本监控信息管理
3.2.2 生产实时数据报表界面
3.2.3 工艺参数录入界面
3.3 实时数据库系统开发
3.3.1 实时数据库总体结构
3.3.2 数据对象及数据表设计
3.4 工艺参数数据库系统开发
3.5 上下位机数据交互策略
3.5.1 数据交互协议
3.5.2 上下位机数据交互
3.6 本章小结
4 灌装生产线下位机系统开发
4.1 灌装生产线工艺流程
4.2 下位机控制系统组成
4.2.1 控制系统核心单元
4.3 灌装生产线下位机界面开发
4.3.1 欢迎界面和用户登录界面
4.3.2 自动运行与质量检验界面
4.3.3 料量管理界面
4.3.4 手动运行界面
4.4 比例标定界面
4.5 本章小结
5 精密灌装系统关键技术实现
5.1 精密比例控制系统开发
5.1.1 比例控制系统硬件
5.1.2 比例泵料量标定
5.1.3 比例定量算法开发
5.1.4 误差分析
5.2 精准定量灌装控制系统开发
5.2.1 精准定量系统硬件搭建
5.2.2 流体冲击对定量影响实验分析
5.2.3 考虑流体冲击精准灌装算法开发
5.2.4 实验验证
5.3 本章小结
6 实验验证
6.1 灌装设备控制系统功能验证
6.2 灌装生产及数据交互实验验证
6.3 本章小结
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
致谢
参考文献