本文關(guān)鍵詞：智能全自動(dòng)稱重與熱合控制系統(tǒng)研究　出處：《揚(yáng)州大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 動(dòng)態(tài)稱重 預(yù)測(cè)控制 ARM 熱合封裝 PLC LabVIEW

【摘要】：稱重和包裝是日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的重要組成部分,在食品、飼料、化工的生產(chǎn)加工方面,有著越來越重要的地位。隨著高新技術(shù)日新月異的發(fā)展,社會(huì)對(duì)稱重系統(tǒng)的精度及穩(wěn)定性與快速性的要求隨之增高。據(jù)此,本文提出了以嵌入式ARM和PLC技術(shù)相結(jié)合的的控制方案來實(shí)現(xiàn)物料的高精度動(dòng)態(tài)稱重以及熱合封裝任務(wù)。自動(dòng)稱重控制系統(tǒng)是本文研究的核心部分,稱重的精度和速度直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。本文對(duì)稱重控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究分析。并根據(jù)動(dòng)態(tài)稱量的特點(diǎn),對(duì)稱重過程實(shí)現(xiàn)多級(jí)控制保證稱重速度和精度。在控制方法上,采用預(yù)測(cè)控制的方法對(duì)物料的動(dòng)態(tài)稱重過程進(jìn)行在線控制,首先建立預(yù)測(cè)模型,根據(jù)預(yù)測(cè)模型,確定各級(jí)控制的切換系數(shù)來調(diào)整各級(jí)給料閥門的動(dòng)作時(shí)間。本文稱重系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件結(jié)構(gòu)包括控制芯片STM32、信號(hào)采集和放大電路、通訊模塊等。當(dāng)傳感器的壓力信號(hào)經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后傳送給主控制器STM32,根據(jù)相關(guān)的控制算法,通過繼電器控制閥門的開關(guān),并通過串口與上位機(jī)通信,實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)稱重過程的自動(dòng)化控制。熱合封裝控制系統(tǒng)是本文的另一個(gè)關(guān)鍵部分,主要完成在傳送帶走帶過程中對(duì)包裝袋口進(jìn)行封口,包括定位、牽引、燙封等環(huán)節(jié)。熱封過程中溫度的恒定直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和外觀,為此本文設(shè)計(jì)了由溫度控制器、可控硅及熱電偶等組成控制方案。熱電偶將熱封的溫度信號(hào)傳送給溫度控制器,溫度控制器根據(jù)設(shè)定值與測(cè)量值進(jìn)行PID調(diào)節(jié)輸出模擬控制量,控制可控硅觸發(fā)電路性能,實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制。PLC作為熱合系統(tǒng)的主控器,通過OPC方式與上位機(jī)通訊,顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)以及發(fā)送控制參數(shù),達(dá)到全自動(dòng)智能控制。本文利用廣泛應(yīng)用的的圖形化語言編程軟件LabVIEW設(shè)計(jì)了上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、參數(shù)設(shè)定以及報(bào)警控制等。所設(shè)計(jì)的人機(jī)界面友好,直觀形象,能夠使操作員充分展望整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),通過對(duì)自動(dòng)稱重和熱合系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室調(diào)試,結(jié)果證明了本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的可行性。
[Abstract]:Weighing and packaging is an indispensable part of daily life and industrial production. It plays a more and more important role in food, feed and chemical industry. With the rapid development of high and new technology, the requirements of the precision, stability and rapidity of the social symmetric heavy system are increasing. In this paper, a control scheme which combines embedded ARM and PLC technology is proposed to achieve high precision dynamic weighing and thermal packaging. Automatic weighing control system is the core part of this paper. The precision and speed of weighing are directly related to the quality and efficiency of the product. In this paper, the symmetric heavy control system is studied and analyzed. According to the characteristics of dynamic weighing, the multistage control ensures the weighing speed and precision in the symmetrical heavy process. In the control method, the predictive control method is used to control the dynamic weighing process of the material online. First, a prediction model is established. According to the prediction model, the handover coefficient at all levels is determined to adjust the action time of the feeding valve at all levels. The hardware structure of the weighing system design includes the control chip STM32, the signal acquisition and the amplifying circuit, the communication module and so on. When the pressure signal of the sensor passes through AD conversion, it is sent to the main controller STM32. According to the relevant control algorithm, the switch of the valve is controlled by the relay, and the communication between the valve and the upper computer is realized through the relay, so as to realize the automatic control of the weighing process by the upper computer. The thermal packaging control system is another key part of this paper. It mainly completes the sealing of the package port, including location, traction and blanching. The constant temperature is directly related to the quality and appearance of the product. Therefore, a control scheme is designed based on temperature controller, SCR and thermocouple. The thermocouple transfers the temperature signal of the heat seal to the temperature controller. The temperature controller adjusts the output of the PID according to the set value and the measured value, and outputs the analog control volume, controls the performance of the thyristor trigger circuit, and realizes the automatic control of temperature. As the main controller of the thermal system, PLC communicates with the host computer by OPC, and shows the real-time state of the system and the transmission control parameters to achieve full automatic intelligent control. In this paper, we use the widely used graphical language programming software LabVIEW to design the host computer monitoring system, which realizes real-time data monitoring, parameter setting and alarm control for the whole system. The designed human-machine interface is friendly and intuitive, which enables operators to fully predict the operation status of the whole system, and proves the feasibility of the design system through the laboratory commissioning of automatic weighing and thermal system.
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB486

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本文編號(hào)：1341801