【摘要】：德國(guó)工業(yè)4.0的提出,標(biāo)志著以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命到來(lái),對(duì)煙機(jī)設(shè)備控制系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。隨著人機(jī)交互系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作等技術(shù)的應(yīng)用,煙機(jī)設(shè)備在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的同時(shí)開(kāi)始朝著智能化的方向發(fā)展。本文以煙機(jī)設(shè)備中的控制系統(tǒng)為研究對(duì)象,在中煙技術(shù)中心提出的統(tǒng)一電控平臺(tái)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用快速原型模型的開(kāi)發(fā)思想,結(jié)合基于PC的控制技術(shù)和Ether CAT通信技術(shù),構(gòu)建煙機(jī)設(shè)備的控制系統(tǒng),為加快統(tǒng)一電控平臺(tái)的研發(fā)進(jìn)程和實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)智能化的研究奠定基礎(chǔ)。首先,本文概述了控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),分析了國(guó)內(nèi)外煙機(jī)設(shè)備的控制系統(tǒng),介紹了中煙技術(shù)中心提出的統(tǒng)一電控平臺(tái)。然后,結(jié)合統(tǒng)一電控平臺(tái)的技術(shù)要求和煙機(jī)設(shè)備的主要控制功能要求,采用“IPC+嵌入式PC”的結(jié)構(gòu)方案,即上位機(jī)采用單獨(dú)的IPC,運(yùn)動(dòng)控制器采用德國(guó)BECKHOFF的嵌入式PC。同時(shí)根據(jù)實(shí)時(shí)性的要求,將系統(tǒng)的功能分為上位機(jī)管理模塊和下位機(jī)控制模塊。硬件是系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的載體,控制系統(tǒng)主要由上位機(jī)、主控制器、通訊模塊及I/O單元等組成。為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能,確定了控制系統(tǒng)的總體硬件框架,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的主要控制模塊,在對(duì)比分析典型工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)的原理和性能上,確定了設(shè)備間的通訊方式。分析和測(cè)試了上位機(jī)與Twin CAT軟PLC、上位機(jī)與Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)通信的原理和方法,編寫(xiě)下位機(jī)的PLC控制程序,采用VC++開(kāi)發(fā)控制系統(tǒng)的上位機(jī)管理模塊,包括軟件架構(gòu)、人機(jī)界面、部分功能界面的實(shí)現(xiàn)等。將專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)用于控制系統(tǒng)中,來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析和處理。最后,在實(shí)驗(yàn)室硬件平臺(tái)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了伺服電機(jī)控制、溫度控制和數(shù)據(jù)庫(kù)通訊等實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了本文研究的控制系統(tǒng)能夠滿足伺服電機(jī)的控制、I/O端子輸入輸出的控制以及與數(shù)據(jù)庫(kù)通訊等功能的要求。
[Abstract]:The advance of German industry 4.0 marks the arrival of the fourth industrial revolution, which is dominated by intelligent manufacturing, and has a great impact on the development of tobacco machine equipment control system. With the application of man-machine interaction system, expert system, remote monitoring and operation of equipment, cigarette machine equipment is developing towards the direction of intelligence while realizing automation. This paper takes the control system of the tobacco machine equipment as the research object, on the basis of the unified electronic control platform put forward by the Zhongyan Technology Center, using the development idea of the rapid prototyping model, combining the control technology based on PC and the Ether CAT communication technology. The control system of cigarette machine equipment is constructed, which lays a foundation for speeding up the research and development process of unified electronic control platform and realizing the research of intelligent control system. Firstly, this paper summarizes the research status and development trend of the control system, analyzes the control system of the domestic and foreign tobacco machine equipment, and introduces the unified electronic control platform proposed by the China Tobacco Technology Center. Then, according to the technical requirements of the unified electronic control platform and the main control function requirements of the tobacco machine equipment, the structure of "IPC embedded PC" is adopted, that is, the upper computer adopts the single IPC, motion controller and the German BECKHOFF embedded PC.. At the same time, according to the requirement of real time, the function of the system is divided into upper computer management module and lower computer control module. Hardware is the carrier of the system function. The control system is mainly composed of upper computer, main controller, communication module and I / O unit. In order to realize the function of the system, the overall hardware frame of the control system is determined, and the main control modules of the system are designed. Based on the comparison and analysis of the principle and performance of typical industrial real-time Ethernet technology, the communication mode between the devices is determined. This paper analyzes and tests the principle and method of communication between host computer and Twin CAT soft PLC, PC and Oracle database, compiles the PLC control program of lower computer, and develops the upper computer management module of control system with VC, including software structure and man-machine interface. Part of the functional interface, and so on. The professional database is used in the control system to realize the data storage, analysis and processing. Finally, on the basis of the hardware platform of the laboratory, the experiments of servo motor control, temperature control and database communication are carried out. It is verified that the control system studied in this paper can meet the requirements of the servo motor control I / O terminal input and output control and communication with the database.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP273;TS43

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