印刷与包装设备PLC控制共性模块化软件研究

论文摘要

印刷与包装设备运行在印刷与包装过程各个环节,这些设备都不同程度地实现了自动化。然而,由于控制系统在开发过程中缺乏统一规划和实施,其结果直接影响到设备最终性能的发挥。为此本文针对某市轻工装备企业联盟内的印刷与包装设备进行调研分析提取出这些设备的共性功能,如收卷、放卷、张力控制、温度控制、通讯等,在此基础上开发了印刷与包装设备PLC控制共性模块化软件。目的是使该类设备高性能、高稳定性和高移植性控制系统的快速高效开发成为可能。其主要研究内容包括：一、研究当前设备自动控制技术现状的基础上,设计印刷与包装设备控制共性模块化软件的总体方案：以西门子S7-200系列PLC为平台,并且采用InstallshieId6.0打包软件实现Windows系统下软件库与原编程软件的无缝嵌入。二、对印刷与包装设备控制共性技术进行研究,提取出设备的共性功能。针对十二路温控、四轴同步等功能模块的关键技术和提取进行研究,其中包括共性模块的分离与嵌入。三、对十二路温控、四轴同步、电子凸轮等关键功能模块进行详细设计,包括输入输出变量,设计算法,程序实现。提出了针对多路温控系统的主从轮询方案中的最小通讯时间算法以及针对四轴同步系统的等状态同步思路中的新型交叉耦合算法。四、基于上述设计,在编程软件Step7-Micro/WinV4.0平台上完成共性功能模块库的二次开发。在实验室搭建十二路温控模块和收放卷驳接模块的测试平台进行实验,验证这三个功能模块的有效性；采用Simulink对四轴同步模块和张力控制等模块进行仿真,验证其算法的可靠性；采用Step7-Micro/WinV4.0编程软件的监控功能验证电子凸轮模块程序的可行性。五、研究PLC系统内存、变量,定时器、高速输出等资源的分配以及基于编程软件建立用户库进行二次开发的方法。研究在Windows系统下软件库打包,并与编程软件无缝嵌入的实现方法,完成软件相关说明文档。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的提出与发展现状
• 1.2 PLC控制共性模块化软件开发的目的及意义
• 1.3 课题待解决的关键技术及解决方案
• 1.4 课题研究的主要内容
• 第2章 印刷与包装设备共性模块软件的工程背景
• 2.1 模块化软件控制系统的选取
• 2.2 模块化软件开发平台
• 2.2.1 模块化软件开发平台的硬件选取
• 2.2.2 模块化软件开发平台的软件选取
• 2.3 模块化软件二次开发环境
• 2.3.1 二次开发环境的选取
• 2.3.2 InstallShield6.0安装软件
• 第3章 印刷与包装设备控制共性技术的研究
• 3.1 印刷与包装设备共性技术的定义
• 3.2 印刷与包装设备共性模块的关键技术
• 3.3 印刷与包装设备共性模块的提取
• 3.4 十二路温度控制模块
• 3.4.1 多路温控现状
• 3.4.2 十二路温控控制方案研究
• 3.5 四轴同步控制模块
• 3.5.1 多轴同步控制现状
• 3.5.2 四轴同步控制方案研究
• 3.6 电子凸轮模块
• 3.6.1 电子凸轮应用现状
• 3.6.2 电子凸轮模块方案研究
• 3.7 收卷驳接控制模块
• 3.8 放卷驳接控制模块
• 3.9 张力控制模块
• 3.9.1 张力控制现状
• 3.9.2 张力控制方案研究
• 第4章 印刷与包装设备共性功能模块系统设计
• 4.1 十二路温度控制模块
• 4.1.1 十二路温度控制模块硬件设计
• 4.1.2 十二路温度控制模块软件设计
• 4.1.3 十二路温度控制模块结构
• 4.2 四轴同步模块
• 4.2.1 四轴同步模块硬件设计
• 4.2.2 四轴同步模块软件设计
• 4.2.3 四轴同步模块结构
• 4.3 电子凸轮模块
• 4.3.1 电子凸轮模块硬件设计
• 4.3.2 电子凸轮模块软件设计
• 4.3.3 电子凸轮模块结构
• 4.4 收卷驳接模块
• 4.4.1 收卷驳接模块硬件设计
• 4.4.2 收卷驳接模块软件设计
• 4.4.3 收卷驳接模块结构
• 4.5 放卷驳接模块
• 4.5.1 放卷驳接模块硬件设计
• 4.5.2 放卷驳接模块软件设计
• 4.5.3 放卷驳接模块结构
• 4.6 张力控制模块
• 4.6.1 张力控制模块硬件设计
• 4.6.2 张力控制模块软件设计
• 4.6.3 张力控制模块结构
• 第5章 印刷与包装设备共性功能模块实验仿真
• 5.1 十二路温控模块的实验仿真
• 5.1.1 PLC与单台温控仪表通讯的实验仿真
• 5.1.2 PLC与12块温控仪表通讯的实验仿真
• 5.2 四轴同步模块的实验仿真
• 5.2.1 两轴同步模块的实验仿真
• 5.2.2 四轴同步模块的实验仿真
• 5.3 电子凸轮模块的实验仿真
• 5.4 收卷驳接模块的实验仿真
• 5.5 放卷驳接模块的实验仿真
• 5.6 张力控制模块的实验仿真
• 第6章 印刷与包装设备PLC控制共性模块库安装软件的设计
• 6.1 印刷与包装设备典型PLC控制模块库的建立
• 6.1.1 典型PLC控制模块对全局V变量的规划
• 6.1.2 将POU注释用于文档编制
• 6.2 印刷与包装设备PLC控制共性模块库安装软件的制作
• 6.2.1 建立安装程序工程
• 6.2.2 安装程序工程的完善
• 6.2.3 安装程序的发布
• 6.3 印刷与包装设备PLC控制共性模块安装软件的安装
• 6.4 印刷与包装设备PLC控制共性模块软件库内存资源的分配
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢