自动化专业开题报告

一、课题任务与目的

任务：利用MCGS(Monitor and Control Generated System) 和PLC （Programmable Logic Controller）完成装配现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、曲线和报表输出、企业监控网络以及高性能、高可靠性、低成本的嵌入系统等功能。

目的：轴装配现场生产过程实时监控、统计并与ERP软件连接，实现生产自动化管理使管理人员更为直接的参与到工厂生产过程中，从而提高企业的工作效率，方便工作人员操作。

二、调研资料情况

装配是工厂生产系统中的一个重要组成部分，装配作业质量对产品的性能，质量有直接影响；并且对产品的原始成本影响重大，装配自动化自动化已成为制造工业中需要解决的关键技术。而装配自动化的实现必须以合格的质量作为基础，并且具有较高的生产效率。因此，在装配线上引入自动化管理系统尤为重要，这样不但可以控制装配质量，而且通过检测设备可以将所采集的数据进行后续处理得到更多的信息。由此可见，将在自动化管理应用到装配线上有十分重要的意义。

本课题从实际应用出发，针对装配作业中典型的轴类零件的装配，将自动化管理技术与智能测试技术相结合，运用目前相对比较成熟的PLC技术和组态技术相结合，设计了一套低成本的通用的适于装配车间的智能检测管理系统。本文主要从以下三个方面对自动化管理系统进行设计：首先，对装配现场工作流程进行分析。其次，运用PLC，为装配现场进行逻辑运算，执行顺序控制。最后，运用组态王网络版设计方案本系统主要解决工厂对各个现场工作岗位及时监测和统计，同时对员工在岗状况进行了监控、统计和报警分析，并实现了远程监控、报表输出、局域网发布等功能。

系统开发环境及硬件构成

系统流程图：

硬件构成

1、OMRON CPM2A 是为满足10~60点I/O的系统控制操作而设计，能满足单体设备高效控制要求，有效地代替继电器控制器和传感器控制器。

2、Controller Link 是OMRON提供的一种工厂自动化网络。它可以在合适的PLC 和各种微型计算机之间方便地、灵活地发送和接收大容量数据包，支持能共享数据的数据链接和在需要时发送和接收数据的信息服务，网络采用屏蔽双绞线电缆或光纤连接，最大传输距离随波特率而变，在采用两层中继器的情况下，波特率在500kbit/s 时，传输距离可达3Km，最大支持62个节点。由于采用了分布式控制技术，可确保Controller Link网络不会因某个站点故障而崩溃，提高了系统的稳定性。

3、OMRON Protocol 利用OMRON的通讯板，与连接在RS232或RS422/485的各种通用组件（如各种牌子型号的PLC、现场仪表等）进行数据发送、接收的程序，通过通讯协议支持软件（OMRON-CX- Protocol）让用户自由编制，以PMCR指令就能够实行的原始通讯协议。

4、蓝牙：蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的 2.4GHz ISM（即工业、科学、医学）频段。其

数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。

开发环境

组态王网络版是一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统。为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、曲线和报表输出、企业监控网络以及高性能、高可靠性、低成本的嵌入系统等功能。使用组态王网络版，用户无须了解计算机编程的知识，就可以轻易完成一个稳定，成熟，具备专业电准的计算机监控系统。

编程完成，编运行环境和组态结果数据库就可以离开组态环境而独立运行在监控计算机上。

组态结果数据库完成了组态王网络版系统从组态环境向运行环境的过渡，它们之间的关系如下图1-1所示。

图1-1。

PLC编程采用OMRON CX-Programmer，它是Omron PLC的32位视窗软件支持工具，提供完整的编程环境，可进行离线编程和在线连接和调试，并能实现梯形图与语句表的相互转换。为了提高整个系统的性价比，该系统采用开关量的输入/输出来控制电机的启停、定时切换、软起动、循环变频及故障的报警等，而工作量、工作效率等模拟量则由PID调节器和变频器来控制。

本系统使用WIN XP做其操作平台。

三、初步设计方法与实施方案

1.熟练掌握组态王网络版组态软件及可编程控制器（PLC）的原理和应用。

2.分析工厂生产的原理及结构，掌握其功能、参数、安装、实验等技术要求。

3.完成PLC与各工位之间的装配与调试。现场组装全部到位，为PLC与上位机的

连接作准备。

4. 使用组态王快速构造和生成上位机监控系统全面控制PLC的正常运转，同时

达到预期效果。

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四、预期结果

软件的应用将改善工艺流程，第一时间将生产状态息提供给决策层，使其制定正确的决策，科学的指挥生产，以实现资源的优化配置，降低了成本，取得了良好的经济效益。软件实现了流程图显示、用工人在岗显示、工人效率报表、工人工作量报表、工作量曲线图等功能。报表形式取代了人工抄表，降低人工工作的危险性，并且避免手工抄写或计算带来的错误，减少不必要的经济损失。

五、进度计划

2010年1月25日～2月31日：检阅文献及手册，调研项目，准备开题报告；

2008年3月1日～3月30日：完成开题报告，学习相应文献及手册；

2008年4月1日～4月20日：完成课题的外文翻译资料，熟悉控制系统软硬件；

2008年5月21日～5月15日：编写调试程序，完成论文初稿；

2008年5月16日～6月10日：完成论文的修改、装订等工作，并准备毕业答辩。

六、参考资料

[1] 罗公亮，秦世引，智能控制导论。杭州：浙江科学技术出版社，1997。

[2] 孙增圻，智能控制理论与技术。北京：清华大学出版社，1997。

[3] 易继锴，侯媛彬，智能控制技术。北京：北京工业大学出版社，1999。

[4] 袁南儿，计算机新型控制策略及其应用。北京：清华大学出版社，1998。

[5] 藤召胜，罗隆福，童洞生，智能检测系统与数据融合。北京：机械工业出版

社，2000。