[硕士论文] 摩擦材料全自动配料系统的科学设想 [复制链接]

资料简介：
硕士论文-摩擦材料全自动配料系统的科学设想，共73页，29296字
提要
摩擦材料在汽车制动系统中作用非常重要。各种物料配比的不同直接影响着行车的安全及制动效果的好坏，传统工艺中主要以手工称料为主，污染大、效率低、精度差正制约着行业的发展。
本文介绍一种摩擦材料自动配料系统的设计方案。该系统由上位微机与PLC构成整个系统的管理、协调与控制中心。上位微机主要用于显示现场生产工艺流程及工艺参数，对生产过程中的异常情况进行识别与处理，并通过采集的重量信号输出模拟量控制变频的给定电压从而控制料的流量。PLC则协调自动生产过程，根据预定的程序对生产各过程实现顺序控制，单片机重量显示仪作为下位机，完成重量信号的放大、滤波、模数转换及将数据实时通过串口输送到PC机完成显示及处理。
在配料生产过程中，原料称重是最重要的环节。因此原料称重控制的精度及可靠性是整个配料控制过程的关键部分，本文就配料控制系统计量误差及解决方案进行了研究并取得很好的效果。
以上研究工作表明，本文所进行的研究为我国摩擦材料行业配料发展提供了解决方案，同时也对其他行业如冶金、建材、医药等行业配料工作的研究开发具有一定的参考意义。
关键词：摩擦材料　单片机重量显示仪　工控机　PLC　变频器　配料系统

目录
第一章　绪论　… 1
　1.1研究的目的和意义　… 1
　1.2国内外发展状况　…… 2
　1.3本文主要研究内容　… 6
第二章　信号检测及处理　 8
　2.1重量信号采集　……… 8
　2.2　A/D转换电路设计　 10
　2.3干扰的作用机制及后果　…… 12
　2.4干扰的应对措施　… 13
2.4.1数字信号输入抗干扰措施　……… 13
2.4.2数字信号输出抗干扰措施　……… 14
2.4.3陷阱技术　…… 14
2.4.4程序运行监视系统　…… 14
　2.5数字滤波程序　…… 16
2.5.1数字滤波的优点　……… 16
2.5.2算术平均值滤波　……… 17
2.5.3滑动平均值滤波　18
2.5.4程序判断滤波　 19
　2.6数据通讯　 19
2.6.1数据通讯接口设计　…… 19
2.6.2通信协议　…… 21
2.6.3单片机通讯程序设计　… 23
2.6.3.1接收中断处理程序　… 24
2.6.3.2发送中断处理程序　… 25
2.6.3.3通信处理程序　……… 27
第三章　过程控制及硬件设计　… 28
　3.1过程动作控制　…… 28
　3.2可编程控制器的使用性能　… 28
3.2.1可编程控制器概述　…… 28
3.2.2可编程控制器的组成　… 29
3.2.3可编程控制器的特点　… 30
　3.3　D/A输出模块电路设计　…… 30
　3.4物料流量控制　…… 32
　3.5料车精度控制　…… 33
第四章　系统软件及控制算法　…… 36
　4.1数据通讯程序设计　 36
4.1.1上位机通讯程序设计　……36
4.1.2上位机与PLC通讯程序设计　………39
4.1.2.1端口接线　……39
4.1.2.2命令帧格式　…39
4.1.2.3应答帧格式　…40
4.1.2.4　FCS（帧检查顺序）　… 40
4.1.2.5　PLC与工控机通讯程序　……… 41
　4.2配料控制算法　………41
4.2.1喂料机控制算法　41
4.2.2误差修正　………42
　4.3工控机管理控制系统　44
第五章　实验与结论　…… 46
　5.1配料控制系统计量误差分析　…46
　5.2动态误差　…47
5.2.1动态误差　………47
5.2.2解决措施　………47
5.2.2.1　PID方法调节喂料电机速度　… 47
5.2.2.2过冲量自动修正　………48
　5.3静态误差　…49
5.3.1静态误差　………49
5.3.2静态误差解决方法　………50
第六章　全文总结　……… 52
参考文献　……… 53
摘要　… 57
ABSTUACT　……… 61

本文主要研究内容
本课题着重在以下几方面进行研究。
⑴协调PC机与PLC之间、PC机与重量变送仪之间动作时序；
⑵开发一套基于VB6.0为开发平台的软件，实现OMRON公司CPM2A可编程控
制器及自主开发称量显示器串行通讯并协调相互之间的动作顺序；
⑶依据重量信号控制变频器的输入电压从而控制料的流量；
⑷开发研制称重显示仪表，该仪表放大电路与单片机之间完全隔离，通过串
行口与计算机之间实现数据通信，该仪表针对性强，具有很高抗干扰能力
及数据传输能力。
⑸研究开发一种适合于本系统的D/A转换模板，该模板适用于计算机ISA标
准，八路13位上电自动复零，使用简便，同时也可以用于其它教学及科
研工作。
⑹研究一种使送料小车平稳、快速、准确的将料送到下级设备进料口的方案。
⑺分析配料控制系统计量误差的原因，并找到解决方法；系统可靠性及抗干
扰的分析。

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