藥筒幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【18張CAD圖紙+畢業(yè)論文+任務(wù)書(shū)+外文翻譯】

藥筒幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

46頁(yè) 20000字?jǐn)?shù)+論文說(shuō)明書(shū)+任務(wù)書(shū)+18張CAD圖紙【詳情如下】

AD轉(zhuǎn)換過(guò)程.dwg

VA11簡(jiǎn)圖.dwg

不同軸的主要情形.dwg

不平衡與不對(duì)中變化形式.dwg

不平衡的振動(dòng)頻譜.dwg

任務(wù)書(shū).doc

信號(hào)復(fù)原.dwg

偏態(tài)和峭度.dwg

外文翻譯--平面度測(cè)量.doc

總圖.dwg

概率密度函數(shù)的定義.dwg

模擬信號(hào)數(shù)字處理過(guò)程.dwg

正弦函數(shù).dwg

測(cè)診系統(tǒng)組成框圖.dwg

混頻現(xiàn)象.dwg

激振力.dwg

激振力1.dwg

相對(duì)判斷標(biāo)準(zhǔn).dwg

離散傅里葉變換的圖解分析.dwg

藥筒幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告.doc

藥筒幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文.doc

試驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)圖.dwg

幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目  錄

中文摘要 I

英文摘要 II

1  緒論 1

1.1測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 1

1.2  課題設(shè)計(jì)背景簡(jiǎn)介 1

1.3  本課題完成的主要工作 2

2 系統(tǒng)方案論證及總體設(shè)計(jì) 3

2．1  系統(tǒng)方案論證 3

2.1.1  系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 3

2.1.2  系統(tǒng)方案選擇 4

2.2  系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 6

3  硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8

3.1 系統(tǒng)I/O分析 8

3.2  硬件系統(tǒng)主要設(shè)備及元器件選擇 9

3.2.1  S7-200PLC CPU及擴(kuò)展模塊的選用 9

3.2.2  電動(dòng)閥的選用 10

3.2.3  壓力傳感器的選用 11

3.3  硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12

4  系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 13

4.1  系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 13

4.2  系統(tǒng)的框架和工作過(guò)程 13

4.3 PLC系統(tǒng)I/O地址分配 15

4.4 部分關(guān)鍵程序的設(shè)計(jì) 20

4.4.1  模擬量值和A/D轉(zhuǎn)換值的轉(zhuǎn)換 20

4.4.2  模擬量值處理程序 23

5  系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24

5.1  系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的的功能 24

5.2  系統(tǒng)的框架和工作過(guò)程 25

6  系統(tǒng)調(diào)試和結(jié)果分析 30

6.1  硬件調(diào)試及結(jié)果分析 30

6.2  聯(lián)機(jī)調(diào)試及結(jié)果分析 32

7  結(jié)論 34

致謝 35

參考文獻(xiàn) 36

摘    要

本課題主要完成的是藥筒幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)試裝置的整體設(shè)計(jì)。本文首先對(duì)課題的提出和要求進(jìn)行了簡(jiǎn)介，然后對(duì)其控制方案進(jìn)行了論證。隨后從硬件和上、系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹。在控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，給出了詳細(xì)的硬件系統(tǒng)架構(gòu)圖和電氣原理圖，并對(duì)主要設(shè)備及元器件進(jìn)行了選擇；軟件設(shè)計(jì)分兩大部分?jǐn)⑹觯诳刂葡到y(tǒng)程序設(shè)計(jì)部分，給出了詳細(xì)的軟件結(jié)構(gòu)，并對(duì)典型環(huán)節(jié)的程序設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析討論；在程序部分，對(duì)組態(tài)程序畫(huà)面的程序設(shè)計(jì)即實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了全方位的介紹。

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，對(duì)其進(jìn)行了簡(jiǎn)單的調(diào)試，對(duì)試驗(yàn)調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和結(jié)果進(jìn)行了分析討論。結(jié)果證明，本設(shè)計(jì)軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本合理，能夠完成對(duì)藥筒幾何誤差氣密性測(cè)試的任務(wù)。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)閥；氣密性；可編邏輯控制器；力控

ABSTRACT

The main issue is the complete PLC control system based on pressure vessels leak test device's overall design. This article first raised the subject and requirements of the profile, then its control program were demonstrated. Then from the hardware and on the lower computer system was introduced. In the control system hardware design, gives a detailed chart of the hardware systems and electrical schematics, and major equipment and components were selected; software design partial description of two parts, the next position control system design part of the program, to out a detailed software architecture, and typical programming session were discussed; in some PC programs on the configuration screen of the programming process to achieve the functionality of the full presentation. 

    In the system design is complete, its for a simple debugging, debugging of the test problems and results are discussed. The results show that the design of hardware and software system design is rational, the pressure to complete the task of testing airtight container

KEY WORDS：electric valve，programmable Logic Controller，F(xiàn)orce control 

1  緒論

本課題藥筒幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是基于當(dāng)今航空航天領(lǐng)域中對(duì)于航天器材的耐壓性和密封性檢測(cè)而提出的，特別是在軍事工業(yè)檢測(cè)控制需求的基礎(chǔ)上提出的。課題起初的提出是為了檢測(cè)戰(zhàn)斗機(jī)導(dǎo)彈發(fā)射的作動(dòng)筒的耐壓性和密封性，但是試驗(yàn)證明對(duì)于其它普通器件檢測(cè)也完全能達(dá)到要求，因此它也具有通用性。為了把壓力元件測(cè)試過(guò)程及控制系統(tǒng)的流程更系統(tǒng)全面的展示給大家，特介紹如下。

1.1測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

藥筒幾何誤差測(cè)試是一個(gè)綜合性的技術(shù)問(wèn)題，它與測(cè)試系統(tǒng)的精密測(cè)試、人身安全、設(shè)備安全、仿真模擬、通用測(cè)試以及PLC與組態(tài)的綜合利用等技術(shù)問(wèn)題有密切的關(guān)系，也是人們利用力控軟件為實(shí)際工程設(shè)計(jì)應(yīng)用的一項(xiàng)重要應(yīng)用技術(shù)，具有理論研究與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)密切結(jié)合的特點(diǎn)，因而是力控軟件與PLC應(yīng)用實(shí)現(xiàn)安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基本技術(shù)應(yīng)用。

藥筒幾何誤差工業(yè)監(jiān)控也一直是電子工作者十分關(guān)注的課題之一，藥筒幾何誤差工業(yè)監(jiān)控的設(shè)計(jì)必須與整個(gè)系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，必須全面考慮其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。隨著PLC電子技術(shù)的迅速發(fā)展和工控質(zhì)量要求的提高，選擇一種有效的藥筒幾何誤差工業(yè)監(jiān)控應(yīng)經(jīng)成為十分必要的。

1.2  課題設(shè)計(jì)背景簡(jiǎn)介

本課題的提出是為了解決航天軍工中對(duì)于多個(gè)藥筒幾何誤差在同一壓力值下同時(shí)測(cè)試和對(duì)同一個(gè)容器進(jìn)行不同壓力值的測(cè)試。具體要求是同時(shí)可以進(jìn)行5個(gè)以上的作動(dòng)筒密封性檢測(cè)；同時(shí)可以進(jìn)行5個(gè)以上的產(chǎn)品密封性檢測(cè)；試驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程具備可靠的安全保護(hù)功能；能夠精確測(cè)試壓力范圍在0.1～35MPa的各種產(chǎn)品的密封性試驗(yàn)、耐壓性試驗(yàn)。對(duì)于耐壓性要求氣路系統(tǒng)分別充壓30Mpa，保壓10min檢測(cè)無(wú)明顯泄漏。充壓15Mpa± 0.2Mpa，保壓24h檢測(cè)壓力泄漏不大于1Mpa。

藥筒幾何誤差氣密性測(cè)試及監(jiān)控的確定是一個(gè)系統(tǒng)工程、不同地區(qū)、工業(yè)控制、不同發(fā)展階段和不同測(cè)試對(duì)象，考慮的側(cè)重點(diǎn)不同。是針對(duì)高標(biāo)準(zhǔn)的軍用藥筒幾何誤差產(chǎn)品性能測(cè)試要求而設(shè)計(jì)的，它與一般的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相比有幾個(gè)特別之處。其一，高壓氣源從管道一端流進(jìn)，大約8秒鐘測(cè)試完畢一次，要求采集速率為5次/秒以上；其二，由于藥筒幾何誤差產(chǎn)品眾多，分門(mén)別類設(shè)計(jì)相應(yīng)的測(cè)試平臺(tái)不太現(xiàn)實(shí)，另行設(shè)計(jì)一個(gè)通用的測(cè)試平臺(tái)；其三，測(cè)試介質(zhì)壓力極高給設(shè)備選型帶來(lái)一定的困難，特別是適合高壓的電控調(diào)節(jié)閥的選型非常困難，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)施過(guò)程中，把高壓手動(dòng)調(diào)節(jié)閥改成了電控調(diào)節(jié)閥。

工作人員把需要測(cè)試的閥安裝到測(cè)試平臺(tái)上，調(diào)節(jié)各個(gè)開(kāi)關(guān)設(shè)置。檢查整個(gè)控制電路。 檢查PLC設(shè)置與力控軟件。輸入密碼或者直接使用，可以根據(jù)用戶要求選擇。當(dāng)我們確定無(wú)誤后，可以執(zhí)行以下操作：

(1)．打開(kāi)開(kāi)始按鈕，進(jìn)入運(yùn)行程序。 

(2)．若無(wú)報(bào)警，調(diào)節(jié)控制閥開(kāi)度，可以直接由鍵盤(pán)輸入。

(3)．按下顯示曲線按鈕，生成曲線。

(4)．觀察曲線，判斷測(cè)試閥是否合格。

整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，我們把整個(gè)控制系統(tǒng)由S7-200 PLC控制，電機(jī)的脈沖控制由按鈕產(chǎn)生。電機(jī)所轉(zhuǎn)的脈沖經(jīng)過(guò)編碼器采集，脈沖數(shù)在程序中有高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。調(diào)節(jié)目標(biāo)由鍵盤(pán)人為輸入控制。組態(tài)系統(tǒng)由力控軟件和自己購(gòu)買(mǎi)的元器件打架結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。結(jié)合各個(gè)元器件的共同云霞下實(shí)現(xiàn)藥筒幾何誤差。本系統(tǒng)硬件部分由工控機(jī)（IPC）、PLC CPU-224及其他電氣元件組成，全部裝配到一個(gè)電氣控制柜中。系統(tǒng)需要采集的信號(hào)包括8個(gè)模擬量和多個(gè)數(shù)字量，前后壓力變送器及流量計(jì)信號(hào)全部接入EM231中，PLC完成調(diào)節(jié)閥開(kāi)度的自調(diào)節(jié)，并且采集一路壓力信號(hào)。整個(gè)系統(tǒng)操作靈活，方便。

藥筒幾何誤差裝置的實(shí)用性和方便性已經(jīng)使廣大的消費(fèi)者既超越了現(xiàn)在所面臨的經(jīng)濟(jì)和知識(shí)門(mén)檻，又享受到了全自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的方便和快捷。因此藥筒幾何誤差平臺(tái)有著巨大的潛在市場(chǎng)，有待我們進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和培育。因此基于藥筒幾何誤差工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)有效的，方便的，可實(shí)施的系統(tǒng)。下面將提供一個(gè)關(guān)于基于藥筒幾何誤差工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的可行的設(shè)計(jì)方案。

1.3  本課題完成的主要工作

本課題主要完成的任務(wù)是：第一，依照課題的技術(shù)要求對(duì)系統(tǒng)整體方案進(jìn)行論證，并初步形成一個(gè)總體的設(shè)計(jì)方案。第二，對(duì)方案中的硬件部分進(jìn)行設(shè)計(jì)、并對(duì)主要設(shè)備選型，以求達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。第三，對(duì)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，編制。第四，對(duì)系統(tǒng)監(jiān)控組態(tài)軟件進(jìn)行再開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)滿足系統(tǒng)整體要求的平臺(tái)。第五，對(duì)已成型的系統(tǒng)進(jìn)行硬件安裝調(diào)試，和聯(lián)機(jī)調(diào)試，以期達(dá)到事先希望得到的穩(wěn)定的控制任務(wù)。

2 系統(tǒng)方案論證及總體設(shè)計(jì)

7  結(jié)論

本設(shè)計(jì)是在綜合相關(guān)已有成果的基礎(chǔ)上，針對(duì)藥筒幾何誤差裝置的設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行的研究和開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)調(diào)試和改進(jìn)之后，系統(tǒng)基本上實(shí)現(xiàn)了既定的功能，甚至在某些方面還預(yù)留了一些冗余，以備以后在開(kāi)發(fā)使用。

本課題藥筒幾何誤差自動(dòng)檢測(cè)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)試裝置的設(shè)計(jì)，在功能上完全達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，在過(guò)程順序控制中，完成了以下控制功能：

（1）實(shí)現(xiàn)了在四個(gè)不同壓力范圍下測(cè)試氣密性的要求。

（2）完成了對(duì)5路藥筒幾何誤差耐壓性、密封性按照預(yù)設(shè)的測(cè)試。

根據(jù)工藝設(shè)定的目標(biāo)參數(shù)，由程序自動(dòng)完成試驗(yàn)過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)整的判斷、完成需要的各種控制功能。自動(dòng)控制氣路中相應(yīng)的電動(dòng)閥的開(kāi)閉，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制壓力的效果，并可在上顯示生產(chǎn)工藝的各種參數(shù)。

（3） 強(qiáng)大的人機(jī)界面交互功能

在設(shè)置人機(jī)交互畫(huà)面，采用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)計(jì)算機(jī)程序界面，可以完成系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整、生產(chǎn)過(guò)程控制、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集等主要功能。數(shù)據(jù)的輸入及數(shù)據(jù)的顯示，觀測(cè)方便，操作簡(jiǎn)便，界面布局合理、美觀。

（4）具有一定的保護(hù)功能

實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的時(shí)候檢測(cè)各種執(zhí)行部件的工作狀態(tài)，檢測(cè)藥筒幾何誤差的壓力；在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中也嚴(yán)格的根據(jù)工藝的要求進(jìn)行各項(xiàng)操作，一旦出現(xiàn)異常情況自動(dòng)報(bào)警，設(shè)置緊急停止按鈕，一旦出現(xiàn)異常情況，可以隨時(shí)中止系統(tǒng)并退出試驗(yàn)。

系統(tǒng)雖然基本完成了既定的技術(shù)功能，但是，由于設(shè)計(jì)過(guò)程時(shí)間較短，以及本人的知識(shí)、技術(shù)水平較為淺薄，因此設(shè)備再某些方面還需進(jìn)一步改進(jìn)，譬如聯(lián)機(jī)反映速度方面。

從設(shè)計(jì)的結(jié)果可以看出,對(duì)于一項(xiàng)工業(yè)控制系統(tǒng)，都包含了多方面的技術(shù)支持。而且對(duì)于任何一項(xiàng)系統(tǒng)只要我們肯努力去探討都可以尋找到更加切實(shí)有效的行使方案，可以使整個(gè)系統(tǒng)的功能和應(yīng)用再上了一個(gè)新臺(tái)階。所以這必將使工業(yè)控制系統(tǒng)在未來(lái)不遠(yuǎn)的時(shí)間內(nèi)朝著更加完善、實(shí)用、全面、健康的方向持續(xù)的發(fā)展。 

致    謝

經(jīng)過(guò)半年多的查資料、整理材料、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、寫(xiě)作論書(shū)，今天終于可以順利的完成說(shuō)明書(shū)最后的謝辭了，想了很久，要寫(xiě)下這一段謝詞，自己想想求學(xué)期間的點(diǎn)點(diǎn)滴歷歷涌上心頭，時(shí)光匆匆飛逝，四年的努力與付出，隨著論文的完成，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活，也宣告結(jié)束。

在畢業(yè)設(shè)計(jì)這段時(shí)間讓我對(duì)基于PLC的藥筒幾何誤差控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)有了清晰的認(rèn)識(shí)，同時(shí)讓我對(duì)PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的應(yīng)用有了更深層次的了解。從一開(kāi)始的課題分析，到元器件的選型和采購(gòu)，再到硬件的設(shè)計(jì)和軟件的調(diào)試。一路走來(lái)，我學(xué)到了很到課本上學(xué)不到的知識(shí)和提高了自己的動(dòng)手實(shí)踐能力。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅大大提高了模型規(guī)劃、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件編程的能力，自身的各方面的素質(zhì)也得到了提高。同時(shí)也培養(yǎng)了我的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。這次課程設(shè)計(jì)也提高自學(xué)的能力與軟件應(yīng)用能力，為今后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

這半年的時(shí)間，我學(xué)到了許多東西，不但有學(xué)習(xí)方面得，更學(xué)到了許多作人得道理，對(duì)我來(lái)講受益非淺．作為一個(gè)即將踏入社會(huì)得年輕人來(lái)講，什么都不懂，沒(méi)有任何社會(huì)經(jīng)驗(yàn)。這就要求要有一套學(xué)習(xí)知識(shí)的系統(tǒng)，遇到問(wèn)題自己能通過(guò)相關(guān)途徑自行解決能力。因?yàn)樵诠ぷ髦杏龅絾?wèn)題各種各樣，并不是每一種情況都能把握。在這個(gè)時(shí)候要想把工作做好一定要有良好的學(xué)習(xí)能力，通過(guò)不斷的學(xué)習(xí)從而掌握相應(yīng)技術(shù)，來(lái)解決工來(lái)中遇到的每一個(gè)問(wèn)題。

在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，最需要感謝的是我的指導(dǎo)老師王永華教授，是他的耐心指引讓我眼前一亮，引領(lǐng)我領(lǐng)略到知識(shí)的奇妙，開(kāi)拓我的視野；是他的平易近人與親切讓我們更懂得如何團(tuán)結(jié)互助；是他給了我們戰(zhàn)勝編程開(kāi)發(fā)過(guò)程中的種種困難的勇氣，是他的諄諄教導(dǎo)帶給我們積極探索的追求。

飲其流時(shí)思其源，成吾學(xué)時(shí)念吾師。在本科學(xué)業(yè)就將完成的時(shí)刻，我謹(jǐn)向我的指導(dǎo)老師王永華教授以及學(xué)院的老師們表示誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。大學(xué)之大，不在大樓，而在老師。老師們才高八斗，學(xué)富五車(chē)，授我以專業(yè)知識(shí)；老師們高屋建瓴，寧?kù)o致遠(yuǎn)，予我以嚴(yán)謹(jǐn)之邏輯；大師們博聞多識(shí)，學(xué)高身正，是我學(xué)習(xí)的楷模。我祝愿老師們工作順利，再育桃李！在我的周?chē)傆幸蝗猴L(fēng)華正茂的有志青年在幫助我，謝謝你們，我的同窗好友，祝愿你們?nèi)f事順意，宏圖大展，前程似錦。

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