自動化本科畢業(yè)論文開題報告范文

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論文題目：自動組裝生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)設(shè)計

1.題目的背景和意義

自動組裝生產(chǎn)線是組裝流水線下的一個小分類。自動組裝生產(chǎn)線是由一些

物料搬運設(shè)備鏈接起來的輸送設(shè)備，用于連續(xù)生產(chǎn)線上。自動組裝線是一種特殊的

產(chǎn)品導(dǎo)向布局形式，同時也是一項重要的流水線設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)[6]。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，控制工程也隨著時間的演變。目前自動組裝生產(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械開關(guān)的情況下被開動和關(guān)閉，這是通常使用繼電器進行簡單

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，目前已逐漸被淘汰[1]。隨著自動控制理論與微電

子技術(shù)的發(fā)展以及低成本計算機的發(fā)展帶來了新的革命，PLC控制系統(tǒng)和微機控制

系統(tǒng)相繼出現(xiàn)。微機控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強的功能，但也存在抗擾性

差，系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷。可編程邏輯控制器

(PLC)出現(xiàn)于70年代，由于運行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強,設(shè)計和調(diào)

試周期較短等優(yōu)點，倍受人們重視等優(yōu)點，已成為目前在自動組裝生產(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控制的自動組裝線有著高度的自動化操作，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

自動組裝生產(chǎn)線運行過程是嚴(yán)格根據(jù)工藝要求實施控制的。它能保證產(chǎn)品

質(zhì)量,保證生產(chǎn)速度,實現(xiàn)對電機速度跟蹤性能的優(yōu)化。其自動控制生產(chǎn)方式,可以

借助于PLC通過PID算法來實現(xiàn)。采用以下方案來達到控制要求：比例、積分、微

分控制，簡稱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，進而使速度

平穩(wěn)達到目標(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)控制計算機，如單片機，微計算機，PLC等，組

成控制系統(tǒng)，集中控制行車動作，鍍槽液溫度值，電流密度，電鍍時間，添加劑含

量等工藝參數(shù)，調(diào)整生產(chǎn)過程中個參數(shù)的動態(tài)平衡，自動實現(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)計了生產(chǎn)線自動運行的過程。實現(xiàn)了對自動組裝生產(chǎn)線的系統(tǒng)控制，使系

統(tǒng)具有很強的適應(yīng)能力，可方便的完成自動，手動和連續(xù)運行控制及相互之間的切

換，整個程序采用結(jié)構(gòu)化的設(shè)計方法，提高了自動組裝生產(chǎn)線的自動化程度和生產(chǎn)

效率，使過程實現(xiàn)高效，低成本，高質(zhì)量，且具有調(diào)試方便，維護簡單，移植性好

的優(yōu)點[13]。

2010年，昆明學(xué)院自動控制與機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，實現(xiàn)生產(chǎn)線

的自動控制，并對系統(tǒng)的硬件和軟件進行了設(shè)計和實現(xiàn)，經(jīng)過模擬調(diào)試，手動，連

續(xù)，單步，單周期四種工作方式，均可正常運行，并使電路簡單，增強了系統(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實現(xiàn)對生產(chǎn)線的系統(tǒng)

控制，使系統(tǒng)具有很強的適應(yīng)能力，本設(shè)計采用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，具有很強的通用性。在不修改

程序的前提下，只要更改運行參數(shù)，就可以適用多種電工藝。

2011年，重慶大學(xué)的何云靜針對全自動智能化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中的兩個

關(guān)鍵技術(shù)：電鍍液濃度自動配比和多車聯(lián)動調(diào)度進行了研究，分析了多鍍種，多鍍

槽混合布置電鍍自動生產(chǎn)線具體功能和任務(wù)，設(shè)計了生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)。多鍍種電

鍍自動生產(chǎn)線是復(fù)雜混合流水線，針對某公司的7臺多自由度行車組成的具有多種

運動組合調(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接調(diào)度條件

和各行車多自由度運動協(xié)調(diào)控制機制，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)實現(xiàn)各層控制器之間的通訊。在行車運行過

程中采用兩個接近開關(guān)同時獨立對各個對應(yīng)的應(yīng)答片計數(shù)的方法避免了現(xiàn)場干擾，

實現(xiàn)了各行車起停行走過程中的精確定位。達到了國內(nèi)自動化行業(yè)的領(lǐng)先水平

[15]。

通過上述各例，可見自動組裝生產(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，編程簡單，使用方便，體積小、重量輕，是

“機電一體化”特有的產(chǎn)品。 隨著工業(yè)自動化的快速發(fā)展，PLC作為工業(yè)自動化

發(fā)展不可替代的控制手段，也將會隨之快速的發(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)對整個系統(tǒng)進行設(shè)計，繪制出電氣原理圖;

(2)選擇PLC的型號及功能模塊配置，包括程序的儲存容量，輸入輸出點

的選擇，PLC的I/O地址的分配;

(3)統(tǒng)計輸入/輸出點數(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)完成自動組裝生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計。

該控制系統(tǒng)將達到以下預(yù)期目標(biāo)：

(1)實現(xiàn)手動和自動兩種工作方式的轉(zhuǎn)換;

(2)實現(xiàn)工業(yè)流程設(shè)備的啟停控制，運行速度穩(wěn)定

(3)當(dāng)系統(tǒng)中某一部分出現(xiàn)故障時，如電機運行異常，控制系統(tǒng)及時的報

警及保護，保證系統(tǒng)安全。

4.進度計劃

第3周 (18/3～24/3) 調(diào)研，查閱文獻

第4周 (25/3～31/3) 閱讀文獻，撰寫開題報告

第5周 (1/4～7/4) 系統(tǒng)總體設(shè)計

第6周 (8/4～14/4) 設(shè)計并繪制電氣原理圖

第7周 (15/4～21/4) 計算主要技術(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/輸出點數(shù)統(tǒng)計

第10周 (6/5～12/5) 選擇PLC機型及功能模塊配置

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

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