畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）1摘要由于時代的飛速發(fā)展、人們對生活質(zhì)量提高的迫切要求，產(chǎn)品的包裝越來越受到社會各界的重視，使包裝行業(yè)得到快速的發(fā)展。國內(nèi)，包裝設(shè)備的單機控制技術(shù)已經(jīng)進入到實用階段，但整條生產(chǎn)線的控制的研究還處于剛剛起步狀況，造成包裝生產(chǎn)線的自動化、智能化程度很低。本課題就是針對這種態(tài)勢，對包裝生產(chǎn)線的整體監(jiān)控、故障診斷進行了初步研究。為了適應(yīng)現(xiàn)代包裝行業(yè)的發(fā)展以及提高包裝生產(chǎn)線的自動化和智能化程度，本文進行了包裝生產(chǎn)線的監(jiān)控、診斷系統(tǒng)的研究。按照分布式系統(tǒng)的一般設(shè)計原則，獨立地開發(fā)了這套系統(tǒng)。本文的主要內(nèi)容：1生產(chǎn)線的總體設(shè)計，面對市場的要求來開發(fā)和研究。2生產(chǎn)線上的設(shè)備的控制硬件的設(shè)計：其中，包括控制器件的選型、它們的結(jié)構(gòu)組成以及相互之間的連接。3單片機、PLC、傳感器和各控制器之間的連接，以及與中央PC機、工業(yè)PC機的連接。關(guān)鍵詞：分布式監(jiān)控、診斷系統(tǒng)，PLC，單片機,串行通信。畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）2目錄第1章緒論.41.1研究的內(nèi)容和目的.41.2國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.41.3研究的價值和意義.61.4研究方法措施.71.5本文結(jié)構(gòu).7第2章包裝生產(chǎn)線分布式監(jiān)控、診斷系統(tǒng)總體設(shè)計.92.1分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及特點.92.2分布式系統(tǒng)中常用的控制裝置.102.2.1可編程控制器（PLC）.102.2.2單片微型機.112.2.3工業(yè)PC-IPC.122.3包裝生產(chǎn)線分布式控制系統(tǒng)的總體設(shè)計.132.3.1系統(tǒng)硬件構(gòu)成.14第3章包裝生產(chǎn)線分布式監(jiān)控、診斷系統(tǒng)硬件設(shè)計.153.1系統(tǒng)所用的PLC.153.1.1PLC的通信模塊.153.1.2FX2N-48MT型號PLC.153.2系統(tǒng)所用的單片機.163.3RS-232C和RS-485總線標準.173.4轉(zhuǎn)換模塊及與中央IPC的RS-232串行通訊接口的連接.183.5包裝生產(chǎn)線系統(tǒng)各生產(chǎn)設(shè)備及其控制簡介.193.5.1提升機PLC控制子系統(tǒng)簡介.203.5.1.1稱重傳感器簡介.203.5.2充填單片機控制子系統(tǒng)簡介.223.5.2.1混合式自動定量包裝原理的簡介.223.5.2.2充填機的控制過程.233.6包裝機PLC控制子系統(tǒng)簡介.273.6.1數(shù)字濕度傳感器.283.7運輸、選別機單片機控制子系統(tǒng)簡介.28第4章通信系統(tǒng)設(shè)計.314.1下位機的通信協(xié)議和格式.32畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）34.1.1FX系列PLC的通訊協(xié)議.324.1.2單片機與IPC的通信.35第5章結(jié)論展望.405.1結(jié)論.405.2展望.40第六章程序附錄.41致謝.45參考文獻.46畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）4第1章緒論1.1研究的內(nèi)容和目的本文以單片機控制技術(shù)為基礎(chǔ)，研究開發(fā)一個由兩個可編程序控制器（以下簡稱PLC）和兩個單片機為下位機，一個工業(yè)控制機（以下簡稱IPC）為上位機組成的包裝生產(chǎn)線分布式監(jiān)控、診斷系統(tǒng)。在系統(tǒng)中，PLC和單片機功能是對包裝生產(chǎn)線各設(shè)備（提升機、充填機、包裝機、選別輸送機等）進行信息數(shù)據(jù)的采集和控制，工業(yè)控制機給下位機發(fā)送運行參數(shù)，或從下位機獲取實時數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析處理，根據(jù)處理結(jié)果產(chǎn)生監(jiān)控數(shù)據(jù)表或數(shù)據(jù)曲線，或設(shè)備運行動畫信息。若生產(chǎn)線運行有異常，則對運行故障進行自診斷，并報警提示，同時通過參數(shù)修改對生產(chǎn)線進行維護。另外，通過網(wǎng)絡(luò)將IPC連接到遠程PC上，并且與遠程PC建立通信聯(lián)系，從而使遠程PC可以通過網(wǎng)絡(luò)對包裝生產(chǎn)線進行遠程監(jiān)控和診斷。通過對包裝生產(chǎn)線分布式監(jiān)控、診斷系統(tǒng)研究和開發(fā)，使系統(tǒng)能實現(xiàn)以下四方面功能：1.實時接收或查詢各子系統(tǒng)運行參數(shù)及狀態(tài)；2.運行監(jiān)控界面（數(shù)據(jù)表或曲線）、運行動畫顯示、運行參數(shù)修改維護等人機交互；3.對包裝產(chǎn)量（班產(chǎn)、日產(chǎn)、月產(chǎn)等）、不合格率（破包率、定量不合格率）、定量誤差、運行速率（包/分）等運行的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，然后顯示或打??；4.運行故障自診斷、維護、報警提示。這樣一方面提高包裝生產(chǎn)線的智能化程度，便于企業(yè)管理自動化；另一方面便于系統(tǒng)診斷維護，降低包裝生產(chǎn)線診斷維護費用和時間，從而提高包裝生產(chǎn)線生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟效益。1.2國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢在1975由于計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)、顯示技術(shù)的發(fā)展而使工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)生了一場革命美國Honeywell公司推出了世界第一套集散式（也稱分布式）控制系統(tǒng)（DistributedControlSystem，以下簡稱DCS），至今已經(jīng)歷了20多年的發(fā)展。DCS以其可靠性、高性能、分散控制、集中監(jiān)視和管理的優(yōu)點贏得工業(yè)界廣