烟草薄片生产线自动配料系统的设计与实现

论文摘要

本文针对宝鸡卷烟厂薄片烟丝生产线异地技改的需要,对生产线上三个自动配料系统的设计和开发中的关键技术进行了研究,开发了干料、湿料、干湿料三个自动配料控制系统。论文主要内容包括配料系统整体设计、工艺流程设计、硬件的设计选用、软件设计和系统调试。整个配料系统采用基于现场总线PROFIBUS-DP的控制系统,控制上采用分布式I/O、HMI、变频器、智能称重仪表等,运用PROFIBUS现场总线的DP（DecentralizedPeriphery）协议构筑了一个分布式的PLC控制系统,完全实现了配料的自动化、精确化、可视化要求,满足了技改的需要。干料配料系统增加螺旋电子秤、称重仪表,实现配料的闭环控制。设计一套湿料自动配料系统取代手动配料,完成了湿料配料的总体设计、机械选型、PLC编程、HMI编程。针对湿料配比的特点,为了达到精确的配比精度,做了部分的创新的设计和改进。针对目前在干湿料配料控制中配料精度不高的问题,本文引入模糊控制算法,对称量速度和称量时间同时进行控制,以提高配料精度。该配料系统的应用实现了宝鸡卷烟厂薄片线配料系统的自动化,满足了配料精度的要求,并且在实际运行中达到了预期的效果。本方案对其他行业的配料控制亦有很好的借鉴和参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题的背景及研究的意义
• 1.1.1 课题的选题背景
• 1.1.2 课题研究的意义
• 1.2 国内外的研究动态及发展趋势
• 1.2.1 自动配料系统的发展情况
• 1.2.2 国内外自动配料系统的研究现状和趋势
• 1.3 课题的总体设计方案和主要工作
• 1.3.1 课题的总体设计思路
• 1.3.2 课题主要完成的工作
• 1.4 本章小结
• 2 干料配料系统的设计与实现
• 2.1 干料配料系统的分析和总体设计
• 2.1.1 原生产线干料配料系统的分析
• 2.1.2 干料配料系统的总体设计
• 2.2 干料配料系统的硬件选型
• 2.2.1 配料系统的硬件结构框图
• 2.2.2 系统硬件选型
• 2.3 配料系统的具体实现
• 2.3.1 变频器的调速原理和通讯程序设计
• 2.3.2 配料系统的硬件组态
• 2.3.3 PLC控制系统软件设计
• 2.4 本章小结
• 3 湿料配比系统的设计与实现
• 3.1 湿料配比的工艺和流程设计
• 3.1.1 湿料配比的工艺要求和初步设想
• 3.1.2 湿料配比的总体设计思路
• 3.2 湿料配比的实现
• 3.2.1 湿料配比的总体设计思路
• 3.2.2 PLC控制程序的编写
• 3.2.3 湿HMI触摸屏软件的编写与组态
• 3.3 湿料配比精度的设计和改进
• 3.4 本章小结
• 4 干湿料配比系统的改进
• 4.1 干湿料配比的工艺过程及改进思路
• 4.1.1 干湿料配比的控制方式和工艺过程
• 4.1.2 干湿料配比控制方式的改进思路
• 4.2 干湿料配料系统硬件系统的设备选型
• 4.3 干湿料配料系统控制算法研究
• 4.3.1 模糊控制的发展和研究状况
• 4.3.2 模糊控制的工作原理
• 4.3.3 模糊控制算法在配料系统中的应用
• 4.3.4 基于PLC的模糊控制器设计
• 4.3.5 基于MATLAB的模糊控制算法离线设计
• 4.3.6 使用STEP7实现模糊控制器设计
• 4.4 本章小结
• 5 监控界面设计以及系统调试
• 5.1 上位机监控界面程序设计
• 5.1.1 上位监控机功能概述
• 5.1.2 系统监控程序设计
• 5.2 系统调试及运行状况
• 5.3 运行总结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录