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自動(dòng)化本科畢業(yè)論文開題報(bào)告范文
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論文題目：自動(dòng)組裝生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.題目的背景和意義
自動(dòng)組裝生產(chǎn)線是組裝流水線下的一個(gè)小分類。自動(dòng)組裝生產(chǎn)線是由一些物料搬運(yùn)設(shè)備鏈接起來的輸送設(shè)備，用于連續(xù)生產(chǎn)線上。自動(dòng)組裝線是一種特殊的產(chǎn)品導(dǎo)向布局形式，同時(shí)也是一項(xiàng)重要的流水線設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)[6]。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，控制工程也隨著時(shí)間的演變。目前自動(dòng)組裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電路控制系統(tǒng)(早期安裝的電梯多位繼電器控制系統(tǒng))、PLC控制系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)。早期電氣控制是基于繼電器的，這些繼電器使其可以在沒有機(jī)械開關(guān)的情況下被開動(dòng)和關(guān)閉，這是通常使用繼電器進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯控制的方法。但是由于繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高、可靠性差、控制方式不靈活以及消耗功率大等缺點(diǎn)，目前已逐漸被淘汰[1]。隨著自動(dòng)控制理論與微電子技術(shù)的發(fā)展以及低成本計(jì)算機(jī)的發(fā)展帶來了新的革命，PLC控制系統(tǒng)和微機(jī)控制系統(tǒng)相繼出現(xiàn)。微機(jī)控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強(qiáng)的功能，但也存在抗擾性差，系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷�？删幊踢壿嬁刂破�(PLC)出現(xiàn)于70年代，由于運(yùn)行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng),設(shè)計(jì)和調(diào)試周期較短等優(yōu)點(diǎn)，倍受人們重視等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前在自動(dòng)組裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式，目前也廣泛用于傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的技術(shù)改造[2]。
所以有著PLC控制的自動(dòng)組裝線有著高度的自動(dòng)化操作，在減少生產(chǎn)成本，提高企業(yè)生產(chǎn)效率;保證了生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性中有著非常重大的意義。
2.題目研究現(xiàn)狀概述
自動(dòng)組裝生產(chǎn)線運(yùn)行過程是嚴(yán)格根據(jù)工藝要求實(shí)施控制的。它能保證產(chǎn)品質(zhì)量,保證生產(chǎn)速度,實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度跟蹤性能的優(yōu)化。其自動(dòng)控制生產(chǎn)方式,可以借助于PLC通過PID算法來實(shí)現(xiàn)。采用以下方案來達(dá)到控制要求：比例、積分、微分控制，簡(jiǎn)稱PID控制。它以穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。本方案是根據(jù)PID算法，用PID控制取代原單閉環(huán)控制，進(jìn)而使速度平穩(wěn)達(dá)到目標(biāo)值。
2006年，貴州冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院的吳亮，為解決生產(chǎn)工藝的自動(dòng)控制問題，采用日本三菱FX2系列PLC作為控制核心，開發(fā)了新型的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用大容量，功能多，高質(zhì)量的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，如單片機(jī)，微計(jì)算機(jī)，PLC等，組成控制系統(tǒng)，集中控制行車動(dòng)作，鍍槽液溫度值，電流密度，電鍍時(shí)間，添加劑含量等工藝參數(shù)，調(diào)整生產(chǎn)過程中個(gè)參數(shù)的動(dòng)態(tài)平衡，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化生產(chǎn)。
2008年，洛陽理工學(xué)院的段春霞，張怡軍，采用西門子S7—200PLC和組態(tài)軟件設(shè)計(jì)了生產(chǎn)線自動(dòng)運(yùn)行的過程。實(shí)現(xiàn)了對(duì)自動(dòng)組裝生產(chǎn)線的系統(tǒng)控制，使系統(tǒng)具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，可方便的完成自動(dòng)，手動(dòng)和連續(xù)運(yùn)行控制及相互之間的切換，整個(gè)程序采用結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)方法，提高了自動(dòng)組裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率，使過程實(shí)現(xiàn)高效，低成本，高質(zhì)量，且具有調(diào)試方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，移植性好的優(yōu)點(diǎn)[13]。
2010年，昆明學(xué)院自動(dòng)控制與機(jī)械工程系的蒲翠萍等提出以三菱FX系列PLC替代電路復(fù)雜，可靠性差的傳統(tǒng)順序控制器控制生產(chǎn)線的新思路，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的自動(dòng)控制，并對(duì)系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過模擬調(diào)試，手動(dòng)，連續(xù)，單步，單周期四種工作方式，均可正常運(yùn)行，并使電路簡(jiǎn)單，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性[14]。
2010年，東南大學(xué)電氣工程系的張建鋒等利用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線的系統(tǒng)控制，使系統(tǒng)具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，本設(shè)計(jì)采用Rockwell公司的微型PLC作為主控器，控制生產(chǎn)線。此生產(chǎn)線按一般電鍍流程配置，具有很強(qiáng)的通用性。在不修改程序的前提下，只要更改運(yùn)行參數(shù)，就可以適用多種電工藝。
2011年，重慶大學(xué)的何云靜針對(duì)全自動(dòng)智能化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：電鍍液濃度自動(dòng)配比和多車聯(lián)動(dòng)調(diào)度進(jìn)行了研究，分析了多鍍種，多鍍槽混合布置電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線具體功能和任務(wù)，設(shè)計(jì)了生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)。多鍍種電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線是復(fù)雜混合流水線，針對(duì)某公司的7臺(tái)多自由度行車組成的具有多種運(yùn)動(dòng)組合調(diào)度模式的生產(chǎn)線調(diào)度系統(tǒng)，研究了各調(diào)度組合下行車精確對(duì)接調(diào)度條件和各行車多自由度運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)控制機(jī)制，該調(diào)度系統(tǒng)以ICP作為上層管理系統(tǒng)，西門子公司S7-300PLC為下位機(jī)核心控制器，S7-200PLC作為底層控制器，形成三層網(wǎng)絡(luò)調(diào)度結(jié)構(gòu)，采用PIOFIBUS總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)各層控制器之間的通訊。在行車運(yùn)行過程中采用兩個(gè)接近開關(guān)同時(shí)獨(dú)立對(duì)各個(gè)對(duì)應(yīng)的應(yīng)答片計(jì)數(shù)的方法避免了現(xiàn)場(chǎng)干擾，實(shí)現(xiàn)了各行車起停行走過程中的精確定位。達(dá)到了國內(nèi)自動(dòng)化行業(yè)的領(lǐng)先水平[15]。
通過上述各例，可見自動(dòng)組裝生產(chǎn)線大多采用以PLC為控制核心，由于PLC具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，編程簡(jiǎn)單，使用方便，體積小、重量輕，是“機(jī)電一體化”特有的產(chǎn)品。 隨著工業(yè)自動(dòng)化的快速發(fā)展，PLC作為工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展不可替代的控制手段，也將會(huì)隨之快速的發(fā)展[16]。
3.題目要完成的主要內(nèi)容和預(yù)期目標(biāo)
題目要完成的主要內(nèi)容：
(1)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，繪制出電氣原理圖;
(2)選擇PLC的型號(hào)及功能模塊配置，包括程序的儲(chǔ)存容量，輸入輸出點(diǎn)的選擇，PLC的I/O地址的分配;
(3)統(tǒng)計(jì)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)，并繪制PLC中所有元件的地址表及用戶程序控制流程圖
(4)完成自動(dòng)組裝生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)。
該控制系統(tǒng)將達(dá)到以下預(yù)期目標(biāo)：
(1)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作方式的轉(zhuǎn)換;
(2)實(shí)現(xiàn)工業(yè)流程設(shè)備的啟停控制，運(yùn)行速度穩(wěn)定
(3)當(dāng)系統(tǒng)中某一部分出現(xiàn)故障時(shí)，如電機(jī)運(yùn)行異常，控制系統(tǒng)及時(shí)的報(bào)警及保護(hù)，保證系統(tǒng)安全。
4.進(jìn)度計(jì)劃
第3周 (18/3～24/3) 調(diào)研，查閱文獻(xiàn)
第4周 (25/3～31/3) 閱讀文獻(xiàn)，撰寫開題報(bào)告
第5周 (1/4～7/4) 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
第6周 (8/4～14/4) 設(shè)計(jì)并繪制電氣原理圖
第7周 (15/4～21/4) 計(jì)算主要技術(shù)參數(shù)
第8周 (22/4～28/4) 選擇電氣元件，制定元器件清單
第9周 (29/4～5/5) 輸入/輸出點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)
第10周 (6/5～12/5) 選擇PLC機(jī)型及功能模塊配置
第11周 (13/5～19/5) 繪制PLC中所用元件的地址表及用戶程序控制流程圖
第12周 (20/5～26/5) 編寫PLC用戶程序
第13周 (27/5～2/6) 修改PLC用戶程序
第14周 (3/6～9/6) 調(diào)試，修改PLC用戶程序
第15周 (10/6～16/6) 撰寫論文
第16周 (17/6～23/6) 打印論文，裝訂，準(zhǔn)備答辯。
5.參考文獻(xiàn)
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