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高速制袋机控制系统的研究

作　者: 付青
导　师: 丁金华
学　校: 大连工业大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 高速制袋机升降速曲线张力控制触摸屏
分类号: TB48
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来，包装袋已成为商品生产过程中的必需品。随着人们生活水平的不断提高，包装袋的需求量不断扩大。而控制系统则是提高制袋效率、保证制袋质量的关键。论文首先分析了制袋机总体的方案设计，根据制袋机的工作原理，制袋过程的协调动作和性能参数指标，说明了高速制袋机控制系统的构成。其硬件系统选用了混合信号微处理器C8051F340MCU，含有开关量输入电路，开关量输出电路，模拟量输出电路，电机信号驱动输出电路和触摸屏通信的RS232电路等。通过高速制袋机定长、定位控制的工作过程，重点研究了伺服电机升降速曲线规律，分析比较了直线、三角函数和指数等电机升降速曲线的优缺点，并将各升降曲线嵌入到高速制袋机控制系统中，在某厂伺服电机制袋机上进行实验分析，最后选定了带缓冲的指数梯度曲线，使制袋机获得较好的高速制袋性能，保证定长封切和光电眼追踪准确，且使制袋噪音减小。牵引送料张力的稳定，是保证薄膜牵引平整、不变形的关键。试验中对张力浮动辊的控制算法进行了研究。得出只有牵引和送料两伺服电机同时启停，减小浮动辊的上升下降幅度，才能保证张力平稳，进行高速制袋。人机交互界面是设备重要的组成部分，通过触摸屏可以完成制袋参数的设定，实时信息，报警提示等内容。触摸屏采用串口与控制系统进行通信，并利用C语言完成了可视化高速制袋机人机交互界面的设计。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 课题意义  9
  1.2 制袋机的水平和国内外现状  9-11
    1.2.1 制袋机在该领域的水平  9-10
    1.2.2 国内外研究动态  10-11
  1.3 制袋机的发展趋势  11-13
  1.4 课题的研究内容和实施方案  13-14
第二章高速制袋机控制系统总体方案设计  14-19
  2.1 制袋机工作原理  14-15
  2.2 切刀定位设计  15-17
  2.3 制袋过程的协调控制  17
  2.4 性能指标  17-19
第三章高速制袋机控制系统的硬件设计  19-38
  3.1 微控制器模块设计  21-24
    3.1.1 C8051F 系列单片机介绍及特点  21-22
    3.1.2 复位电路  22-23
    3.1.3 CPU 供电电路  23-24
  3.2 传感器输入电路  24-26
  3.3 主电机控制模块  26-30
    3.3.1 0～10V 模拟信号输出电路  26-27
    3.3.2 主变频器的选择  27-30
  3.4 伺服电机控制模块  30-34
    3.4.1 隔离单元  30-31
    3.4.2 伺服电机和驱动器的选择  31-34
  3.5 同步电机驱动模块  34-35
  3.6 继电器输出模块  35-36
  3.7 串口通讯电路  36-38
第四章高速制袋机控制系统的软件设计  38-55
  4.1 主电机控制  38-39
  4.2 伺服电机控制  39-49
    4.2.1 伺服电机的升降速曲线  40-44
      4.2.1.1 加减速控制方式  40-42
      4.2.1.2 加减速控制算法  42-43
      4.2.1.3 加减速曲线软件实现  43
      4.2.1.4 试验结论  43-44
    4.2.2 两伺服电机脉冲计算  44-46
    4.2.3 定长、定位牵引  46-49
  4.3 浮动辊控制算法  49-50
  4.4 制袋机的高位停止控制  50-52
  4.5 FLASH 存储器  52-55
    4.5.1 FLASH 擦除  52
    4.5.2 FLASH 写  52-55
第五章高速制袋机人机界面的设计与实现  55-62
  5.1 触摸屏介绍及原理  55-58
    5.1.1 触摸屏简介  55
    5.1.2 触摸屏原理  55
    5.1.3 触摸屏的选型  55-58
  5.2 触摸屏程序编写  58-62
    5.2.1 触摸屏界面的设计  58
    5.2.2 程序编写  58-59
    5.2.3 界面设计说明  59-62
第六章结论与展望  62-64
  6.1 结论  62
  6.2 展望  62-64
参考文献  64-66
致谢  66

高速制袋机控制系统的研究

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