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铜自动包装生产线控制及其称重系统的研究

2020-12-26阅读(314)

铜自动包装生产线控制及其称重系统的研究

论文摘要

我国是世界铜板带材的第一消费大国。然而由于国内铜板生产企业的装备水品相对落后,特别是铜板包装作业的机械化程度很低,这就在整体上制约了生产力的提高。为了使铜板产量能满足日益增长的市场需求,笔者认为应全面提高铜板的生产包装工艺,铜自动包装生产线正是在这种需要的前提下研发设计的。本文研究了DeviceNet现场总线在铜自动包装生产线的控制系统中的应用,通过与PLC的集成,使生产线的控制系统更加简洁,维护更加方便。同时,分析了称重系统的误差来源,运用调整电路解决偏载误差,应用误差模型法解决动态误差。最后应用MATLAB软件设计了低通数字滤波器,保证了称重系统的快速性和精确性。本文的主要研究工作如下:(1)铜自动包装生产线总体控制方案的设计:根据铜板包装生产的工艺流程,采用以DeviceNet现场总线与PLC集成的方式来构建铜自动包装生产线的控制系统,整个控制系统从总体上分为上位机监控系统和现场级控制系统。(2)建立称重系统的电子秤问题模型:由于工位设计的原因,铜板和机架落在秤台的质心和秤台几何中心存在偏差,所以本文设计了信号调理电路解决称重偏载的问题,确保铜板的称量精度在误差允许的范围之内。(3)分析称重系统的误差:本系统的误差有三个方面,即重复性误差、静态误差和动态误差。其中动态误差大约占95%,本文对动态误差进行了详细的分析,并运用模型参数估计法解决此问题,从而是称重的快速性和精确性得到了保障,提高了称重效率。(4)基于MATLAB数字滤波器的设计:利用FDATool工具设计FIR低通数字滤波器和椭圆形IIR低通数字滤波器,从仿真结果分析后本系统选用了IIR数字滤波器作为称重系统的滤波器。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 插图索引
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题的背景和目的
  • 1.2 铜包装生产线国内外发展现状
  • 1.2.1 国内阴极铜包装生产现状
  • 1.2.2 国外阴极铜包装生产现状
  • 1.3 称重系统和称重、计量技术现状
  • 1.3.1 国内研究现状
  • 1.3.2 国外研究现状
  • 1.4 偏载称重系统的研究现状
  • 1.5 课题的主要研究内容和方法
  • 第二章 铜自动包装生产线概述
  • 2.1 铜自动包装生产线的功能
  • 2.2 铜自动包装生产线的主要技术性能及参数
  • 2.2.1 阴极铜板参数
  • 2.2.2 技术参数
  • 2.3 铜自动包装生产线的组成
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 铜自动包装生产线控制系统
  • 3.1 控制系统的总体设计要求
  • 3.2 控制系统方案设计
  • 3.3 控制系统的实现
  • 3.3.1 现场总线概况
  • 3.3.2 DeviceNet 现场总线
  • 3.3.3 DeviceNet 网络的构造实现
  • 3.3.4 DeviceNet 的连接与连接标识
  • 3.4 系统的软硬件设计与实现
  • 3.4.1 现场总线控制系统
  • 3.4.1.1 DeviceNet 现场总线系统的网络部件
  • 3.4.1.2 DeviceNet 总线相关器件
  • 3.4.1.3 DeviceNet 网络主站 PLC 控制柜
  • 3.4.2 上位机监控系统
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 称重系统及其误差分析
  • 4.1 称重系统的总体方案
  • 4.2 电子秤的组成及工作原理
  • 4.2.1 电子秤的组成
  • 4.2.2 电子秤的工作原理
  • 4.3 称重系统模型的建立
  • 4.3.1 称重模型的建立
  • 4.3.2 称重系统的力学分析
  • 4.3.2.1 理想状态下电子秤的受力分析
  • 4.3.2.2 偏载状态下电子秤的受力分析
  • 4.3.3 称重系统信号调理电路设计
  • 4.3.3.1 多传感器并联信号平衡调节
  • 4.3.3.2 调整桥压
  • 4.4 称重系统误差分析
  • 4.4.1 重复性误差分析
  • 4.4.2 静态误差分析
  • 4.4.3 动态误差分析
  • 4.4.3.1 动态称量数据的基本特点
  • 4.4.3.2 动态称重系统数学模型的建立
  • 4.4.3.3 动态称重误差的解决办法
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 基于 MATLAB 的数字滤波器设计
  • 5.1 数字滤波器的概述
  • 5.1.1 数字滤波器的概述
  • 5.1.2 数字滤波器的原理
  • 5.2 数字滤波器的设计原理
  • 5.2.1 FIR 数字滤波器
  • 5.2.1.1 FIR 数字滤波器的简述
  • 5.2.1.2 FIR 数字滤波器设计方法
  • 5.2.2 IIR 数字滤波器
  • 5.2.2.1 IIR 数字滤波器简述
  • 5.2.2.2 IIR 数字滤波器设计方法
  • 5.2.3 滤波器的设计指标
  • 5.3 基于 MATLAB 的数字滤波器设计
  • 5.3.1 滤波器的 MATLAB 设计简介
  • 5.3.2 FIR 滤波器的设计
  • 5.3.3 IIR 滤波器的设计
  • 5.4 数字滤波器的仿真及其结果分析
  • 5.4.1 FIR 滤波器的仿真
  • 5.4.2 IIR 滤波器的仿真
  • 5.4.3 FIR 与 IIR 滤波器的对比分析
  • 5.4 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的论文

    • 相关论文文献

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