自动化毕业论文

1表6-1温州职业技术学院毕业综合实践课题名称：基于N:N通信的复杂控制自动化生产线的设计和实现系别：电气电子工程系专业：电气自动化班级：自动化1502学号：15303020226学生姓名：徐建恩指导教师：王哲禄专业技术职务：导师2017年4月浙江温州1课题摘要现代化的自动生产设备(自动生产线)的最大特点是它的综合性和系统性,在这里,机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术有机地结合,并综合应用到生产设备中;而系统性指的是,生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作,有机地融合在一起。亚龙YL-335B型是一套典型的自动生产线实训考核装备。它在铝合金导轨式实训台上安装送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元,构成一个典型的自动生产线的机械平台,系统各机构的采用了气动驱动、变频器驱动和步进(伺服)电机位置控制等技术。我们此次要做的任务就是将这套设备上所有小站功能利用N:N网络连接起来,模拟成一套高仿真的工业自动化生产线设备。而在项目当中,综合了很多技术知识如:气动控制技术、机械技术(机械传动、机械连接等)、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等。所以,我们最后要想实现一个从供料站到分拣站的一个联机的流程,我们必须先对各小站进行了解,这个了解包括PLC的接线,各单元的气动及传感器的位置调试和传感器在装置侧的接线。然后编写个小站的程序,联机程序,以及MCGS的组态动画。最后实现一个联机的过程。本文介绍了整个自动化生产线生产线的组态与实现,重点介绍了上位机组态的过程关键词PLC,YL-335B,自动生产线（小4号宋体）1目次1引言（或绪论）（作为正文第1章，小4号宋体，行距18磅，下同）…………12××××××（正文第2章）……………………………………………………Y2.1××××××（正文第2章第1条）…………………………………………Y2.2××××××（正文第2章第2条）…………………………………………Y2.X××××××（正文第2章第X条）…………………………………………Y3×××××（正文第3章）………………………………………………Y………………………………………（略）X×××××（正文第X章）………………………………………………………Y结论……………………………………………………………………………………Y致谢……………………………………………………………………………………Y参考文献………………………………………………………………………………Y附录A××××（必要时）…………………………………………………………Y附录B××××（必要时）…………………………………………………………Y图1×××××（必要时）…………………………………………………………Y图2×××××（必要时）…………………………………………………………Y表1×××××（必要时）…………………………………………………………Y表2×××××（必要时）…………………………………………………………Y1一·引言所谓自动化（Automation），是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动的进行操作或运行。广义上讲，自动化还包括模拟或再现人的智能活动。自动化技术广泛用于工业、农业、国防、科学研究、交通运输、商业、医疗，服务以及家庭等各方面。另外，与自动化相关的一个术语就是自动控制（AutomaticControl）,自动控制是关于受控系统的分析、设计和运行的理论和技术。一般的说，自动化主要研究的是人造系统的控制问题，自动控制则除了上述研究外，还研究社会、经济、生物、环境等非人造系统的控制问题。例如生物控制、经济控制、社会控制及人口控制等，显然这些都不能归入自动化的研究领域。不过人们提到自动控制，通常是指工程系统的控制，在这个意义上自动化和自动控制是相似的。关于控制和自动化技术发展但是其上可以分为四个历史时期：自动化装置的出现和应用（18世纪以前）古代人类在长期的生产和生活中，为了减轻自己的劳动，逐渐利用自然界的动力(水力、风力等)代替人力、畜力，以及用自动装置代替人的部分繁杂的脑力在第二次世界大战期间，为了防御火力控制系统和飞机自动导航系统等军事技术问题，各国科学家设计出各种精密的自动调节装置，开创了防空火力系统和控制这一新的领域，经典控制理论应运而生。从20世纪40年代末，开始在美国、西欧和苏联为大学生和研究生开设了自动控制课程。在20世纪50年代，前苏联还在大学里设置了自动化方面的专业，专门培养控制方面的人才。1950年张钟俊教授在上海交通大学为大学生和研究生开设了“伺服机构原理”课程。1945年美国数学家N.维纳把反馈的概念推广到生物等一切控制系统。1948年他出版的《控制论》一书为控制论奠定了基础。1954年，中国科学家钱学森全面的总结了经典控制理论，在美国出版了用英语撰写的、在世界上很有影响的《工程控制论》（《EngineeringCybernetics》）一书。第二次世界大战后工业迅速发展，随着高速飞行、核反应堆、大电力网和大化工厂提出的新控制问题的深入研究，经典控制理论在20世纪50年代又有了新的发展。由于复杂工业、复杂工业过程和航天系统的自动控制问题都是多变量控制系统的分析和综1合问题，迫切需要加以解决，但经典控制理论的直接应用于到了困难，在20世纪70年代微处理机的出现对实现各种复杂的控制任务起了重大的推动作用。此时，一种新的控制理论含苞待放。公元1956年，前苏联科学家庞特里亚金提出极大值原理。同年美国数学家R.贝尔曼（Bellman）创立动态规划。两者为解决最优控制问题提供了理论工具。1960年美国数学家R.卡尔曼（kalman）提出能控性和能观性两个概念，揭示了系统的内在属性。卡尔曼还引入了状态空间法（StateSpaceMethod），提出具有varcpro_psid=u2787156;varcpro_pswidth=966;varcpro_psheight=120;二次型性能指标的线性状态反馈率，为线性自动控制系统给出了自动调节器的概念。这些新概念和新方法标志着现代控制理论的诞生.控制与自动化是不断发展的高、新科学技术，对人类生产、生活和科学研究有着非常重要的影响。控制与自动化技术发展至今，可以说是从“人类手脚的延伸”扩展到“人类大脑的延伸”。控制与自动化技术时时在为人类“谋”福利，可以说无所不在、无处没有。控制与自动化技术正在迅速的渗入家庭生活中。如全自动洗衣机，不用人手就可以把衣服洗干净；电脑控制的微波炉，不但能按时自动进行烹调，能做出美味的饭菜。而且安全省电；电脑控制的电冰箱，不但能自动控温，保持食物鲜美，而且能告诉食物存储的数量和时间，还能为烹饪美食佳肴提供建议……还有许许多多运用控制与自动化技术的例子存在我们的生活中。在工厂，人们使用各种自动化装置或系统，如机器人、自动化小车、数控机床、柔性生产线和计算机集成制造系统等，完成产品的加工、装配、运输、存储等工作。在钢铁、石化、农业、渔业和畜牧业等生产和管理过程中，人们用自动化仪表和自动化装置来控制生产参数，实现生产设备、生产过程和管理过程的自动化。在办公室，人们广泛地引入微型电脑及信息网络、文字处理机、电子传真机、专用交换机、多功能复印机和秘书机器人等技术和设备，不断实现办公自动化。在交通运输行业、医疗机构、科研机构等行业也普遍的运用了控制与自动化技术和设备。1在我看来，自动化下一步可能趋向于生物自动化，把生物体的一些功能赋予机器，使其智能化有一个质的提高；另一个趋势是家用机器人的研制，可以是人类得到更大的解放；再就是可以盖建筑物的大型自动化装置和机器人；还有一个在科幻电视里看到的，可大幅度压缩的便携式自动化装置，如皮包压缩成黄豆大小。1一·绪论现代化的自动生产设备(自动生产线)的最大特点是它的综合性和系统性,在这里,机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术有机地结合,并综合应用到生产设备中;而系统性指的是,生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作,有机地融合在一起。可编程序控制器(PLC)以其高抗干扰能力、高可靠性、高性能价格比且编程简单而广泛地应用在现代化的自动生产设备中,担负着生产线的大脑??微处理单元的角色。因此,培养掌握机电一体化技术,掌握PLC技术及PLC网络技术的技术人材是当务之急。亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备在铝合金导轨式实训台上安装送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元,构成一个典型的自动生产线的机械平台,系统各机构的采用了气动驱动、变频器驱动和步进(伺服)电机位置控制等技术。系统的控制方式采用每一工作单元由一台PLC承担其控制任务,各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。因此,YL-335B综合应用了多种技术知识,如气动控制技术、机械技术(机械传动、机械连接等)、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等。利用YL-335B,可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程,使学习者得到一个非常接近于实际的教学设备环境,从而缩短了理论教学与实际应用之间的距离。YL-335B采用模块组合式的结构,各工作单元是相对独立的模块,并采用了标准结构和抽屉式模块放置架,具有较强的互换性。可根据实训需要或工作任务的不同进行不同的组合、安装和调试,达到模拟生产性功能和整合学习功能的目标,十分适合教学实训考核或技能竞赛的需要。MCGS嵌入版组态软件具有强大的功能,并且操作简单,易学易用,普通工程人员经过短时间的培训就能迅速掌握多数工程项目的设计和运行操作。同时使用MCGS嵌入版组态软件能够避开复杂的嵌入版计算机软、硬件问题,而将精力集中于解决工程问题本身,根据工程作业的需要和特点,组态配置出高性能、高可靠性和高度专业化的工业控制监控系统。MCGS嵌入版采用全中文、可视化、面向窗口的开发界面,符合中国人的使用习惯和要求。实时性强、有良好的并行处理性能。MCGS嵌入版以图像、图符、报表、曲线等多种形式,丰富、生动的多媒体画面。完善的安全机制完善的安全机制多样化的报警功能。支持多种硬件设备,实现“设备无关”。良好的可维护性。可编程序控制器(PLC)以其高抗干扰能力、高可靠性、高性能价格比且编程简单而广泛地应用在现代化的自动生产设备中,担负着生产1线的大脑??微处理单元的角色。因此,培养掌握机电一体化技术,掌握PLC技术及PLC网络技术的技术人材是当务之急。因此,本设计将组态技术与PLC技术,有机结合起来,运用组态技术,对自动生产线的各单元进行高仿真。达到模拟运行的目的。1二·嵌入式组态技术在自动化生产线中的应用2.1MCGS嵌入版MCGS嵌入版是在MCGS通用版的基础上开发的,专门应用于嵌入式计算机监控系统的组态软件,MCGS嵌入版包括组态环境和运行环境两部分,它的组态环境能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行,运行环境则是在实时多任务嵌入式操作系统WindowsCE中运行。适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。通过对现场数据的采集处理,以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案,在自动化领域有着广泛的应用。此外MCGS嵌入版还带有一个模拟运行环境,用于对组态后的工程进行模拟测试,方便用户对组态过程的调试。2.2MCGS嵌入版组态软件的构成MCGS嵌入式体系结构分为组态环境、模拟运行环境和运行环境三部分。组态环境和模拟运行环境相当于一套完整的工具软件,可以在PC机上运行。用户可根据实际需要裁减其中内容。它帮助用户设计和构造自己的组态工程并进行功能测试。运行环境则是一个独立的运行系统,它按照组态工程中用户指定的方式进行各种处理,完成用户组态设计的目标和功能。运行环境本身没有任何意义,必