水泥包装机新型电控系统的研究

论文摘要

随着城乡建设步伐的加快,国家在基础设施方面投资的增加,水泥的需求量日益增大,这对水泥包装机的要求,尤其是在计量精度、自动化程度和包装环境方面的要求越来越高。旧的水泥包装机电控系统已远远不能适应新的要求,需要研制一种自动化程度高、计量精度高、价格低的新型电控系统。据此,本文提出了一套水泥包装机新型电控系统的设计方案。本文首先对水泥包装机系统的工作流程进行了分析,给出了主电控系统的设计方案,包括硬件设计方案和软件设计方案。在主电控系统中采用了西门子公司的S7-200系列PLC,并用其编程软件Step7设计梯形图程序,实现自动控制等功能。研究了PID控制算法,详细探讨了经典PID控制系统的原理,PID控制系统中比例参数、积分参数、微分参数对系统的动态和稳态性能的影响,以及PLC模块中PID的实现方法。其次研究了水泥包装机的计量系统,计量系统是采用单片机为核心的数字计量系统,在数字计量系统的设计中采用了硬件滤波技术和软件滤波技术,提高了计量系统的抗干扰性,提高了计量的精度。在硬件设计中详细论述了各模块硬件电路的设计,包括电源电路设计、滤波放大电路设计、AD转换电路设计、显示电路设计等;在软件设计中给出了程序流程图,对关键部分给出了具体C语言代码。同时本文也对水泥袋数计数器进行了研究,设计了一种新型计数器,该计数器克服了传统计数器故障率高、计数不准确等缺点。减轻了工人的工作量。最后对全文进了总结,提出了今后的工作要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状及发展动态
• 1.2.1 可编程控制技术的现状及发展趋势
• 1.2.2 单片机的发展与应用现状
• 1.2.3 水泥包装机的现状与发展趋势
• 1.3 本论文的工作及结构
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 论文安排
• 2 水泥包装机主电控系统的研究与设计
• 2.1 水泥包装机系统工作原理及分析
• 2.2 PID 控制算法研究
• 2.2.1 经典PID 控制及调节
• 2.2.2 数字PID 控制
• 2.2.3 水泥包装机回转速度控制中PID 模块的分析
• 2.3 主控系统软硬件设计
• 2.3.1 总体设计
• 2.3.2 硬件设计
• 2.3.3 软件设计
• 2.4 主控系统实验
• 2.5 本章小结
• 3 水泥包装机计量系统的分析与设计
• 3.1 总体设计
• 3.2 硬件设计
• 3.2.1 芯片的选型
• 3.2.2 计量系统具体电路设计
• 3.2.3 硬件抗干扰设计
• 3.3 软件设计
• 3.3.1 主程序
• 3.3.2 数据采样程序
• 3.3.3 键盘采集和数据显示程序
• 3.3.4 软件的抗干扰设计
• 3.4 计量系统实验
• 3.5 本章小结
• 4 水泥袋数计数器的研制
• 4.1 计数器的结构组成
• 4.2 硬件设计
• 4.2.1 芯片选型
• 4.2.2 电路设计
• 4.3 软件设计
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 个人简历
• 硕士学位期间发表论文情况