基于PROFIBUS总线的金属涂覆生产线控制系统的设计

论文摘要

本论文以实际工程项目为背景，主要完成一种新型金属涂覆生产线的电气控制系统的设计。金属涂覆生产线主要实现金属表面涂膜工艺，它采用新型的金属涂液喷涂在金属表面，然后通过不同温度段的高温烧结处理，渗透到金属表面达到耐磨损、耐腐蚀提高表面质量的效果。与传统的电镀、喷漆工艺相比较，金属表面涂膜工艺几乎没什么污染，而且表面质量可以达到很高的要求。论文在分析生产线工艺流程及控制需求基础上，完成了金属涂覆生产线电气控制系统的总体方案的论证与设计；进行了小工件涂覆线、大工件喷涂线以及烧结炉传输网带的电气控制系统的详细设计和主要元器件的选型设计；基于对生产线的输入输出分析，研究并设计了浸液槽涂液温度及烧结炉燃烧室温度的控制策略，设计了基于变频调速的甩脱机构控制策略，完成了生产线的PLC控制梯形图的设计；探讨了基于PROFIBUS现场总线的生产线网络化控制方案，采用工业触摸屏和控制组态软件等硬软件平台，设计开发了金属涂覆生产线的集成管理与监控系统软件，完成了系统的调试。基于本文研究设计开发的金属涂覆生产线控制系统已投入实际运行，运行表明：系统性能稳定、人机界面友好、操作简便，能满足对新型金属涂覆生产线的安全高效运行的监控要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 概述
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 研究意义
• 1.1.2 应用价值
• 1.2 金属涂覆生产线的国内外发展概况
• 1.3 生产监控技术综述
• 1.3.1 现场总线技术的发展
• 1.3.2 现场总线控制系统的技术特点
• 1.3.3 工业控制系统的网络化
• 1.4 课题研究内容与目标
• 1.5 论文的组织结构
• 2 系统需求分析与总体方案论证
• 2.1 金属涂覆生产线的组成
• 2.2 工艺流程分析
• 2.2.1 涂覆机的工艺流程
• 2.2.2 喷涂机械的工艺流程
• 2.2.3 烧结炉的工艺流程
• 2.3 金属涂覆生产线控制的电气控制要求分析
• 2.4 金属涂覆生产线控制系统的总体设计
• 2.4.1 总体设计的原则
• 2.4.2 系统的总体结构
• 2.4.3 系统的硬件平台
• 2.4.4 系统的软件平台
• 3 系统的电气控制设计
• 3.1 系统输入、输出分析
• 3.1.1 涂覆机部分的输入输出信号
• 3.1.2 喷涂机械部分的输入输出信号
• 3.1.3 烧结炉部分的输入输出信号
• 3.2 检测元件的选型设计
• 3.3 主电路的控制与设计
• 3.3.1 涂覆机和喷涂机械的主电路设计
• 3.3.2 烧结炉控制柜主电路的设计
• 3.4 甩脱机构的控制策略研究
• 3.4.1 交流电动机的变频调速
• 3.4.2 甩脱电动机的变频控制
• 3.5 涂液及燃烧温度控制策略研究
• 3.6 生产线物流控制系统设计
• 3.6.1 涂覆机的电气控制
• 3.6.2 喷漆机械的电气控制
• 3.6.3 烧结炉输送带的电气控制
• 3.7 主要器元件的选择
• 3.7.1 涂覆机与喷漆机械控制柜的元件选择
• 3.7.2 烧结炉控制柜元件的选择
• 4 生产线监控系统的研究与开发
• 4.1 生产线监控系统的整体策划
• 4.1.1 生产线监控系统开发目的
• 4.1.2 生产线监控系统开发手段
• 4.1.3 MCGS组态软件
• 4.2 生产线监控系统的功能模块
• 4.2.1 吊车（小工件涂覆线）监控模块
• 4.2.2 自动线（喷涂线）监控模块
• 4.2.3 烧结炉（传输网带）监控模块
• 4.2.4 生产报表模块
• 4.2.5 数据分析模块
• 4.2.6 其它模块
• 4.3 生产监控系统结构配置
• 4.3.1 系统的硬件配置
• 4.3.2 系统的软件配置
• 5 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献