自动涂胶机控制系统设计研究与开发

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1、学校代码：10190研究生学号：2006412论文分类号：TP271密级：无长春工业大学硕士学位论文学位论文题目：自动涂胶机控制系统的研究与开发专业：电力电子与电力传动研究生姓名：叶玉杰指导教师姓名：孙颖指导教师职称：教授2009年3月长春工业大学硕士学位论文摘要本课题是以湖北神龙汽车有限公司焊装车间《B53》改造项目为实际研究背景，主要针对轿车车门涂胶机涂胶质量差，精度低，效率差等问题进行改进研究。在对涂胶机的温度和压力进行控制算法研究和仿真的基础上，实现自动涂胶机的电控系统设计。本文在分析了目前国内外涂胶机控制系统的方法及发展趋势的基础上，提出了

2、本涂胶机的整体设计方案。在系统的硬件设计上，以西门子WINAC系列中的插槽型PLC为控制核心，通过profibus总线与ET200s从站和现场设备相连，完成对涂胶机的过程控制。并给出了温度控制和压力控制的硬件结构设计。通过对多年实际供热参数与室外气温变化关系的归纳整理，拟合确定涂胶机温度控制模型。通过综合分析温度的开关控制、比例控制和PID控制的优缺点，确定本文采用常规PID控制方式实现对输送管道及定量胶枪的温度控制。该控制方法结构简单，稳定性好，调整方便。在涂胶控制过程中，将定量机的工作过程分解为预压、涂胶和充胶三个连续的过程，并对预压压力和涂胶压

3、力进行分开控制。在进行预压压力的控制时分别尝试用模糊控制、PID控制以及Fuzzy-PID复合控制，并通过MATLAB进行仿真分析。最后选定Fuzzy-PID复合控制为最终的控制方式。在涂胶过程中采用转速和压力的串级控制方式，其中伺服电机的速度控制为副回路，定量机的压力控制为主回路。提高了整个系统的响应速度及抗干扰特性。上位机以工业PC为基础，选择SIEMENSWinCC作为组态软件，设计了操作方便界面友好的涂胶机温度和压力过程监控系统。具体功能如下：1.集中设定定量机特性参数，胶液温度参数，涂胶压力参数，模糊PID参数等，同时可实时显示这些参数的数

4、值；2.上位机将设定值传输至PLC执行实时控制；3.具有图形显示及数据保存和打印功能。该系统的成功开发对提高工作效率、改善产品质量、减轻工程技术人员的工作强度都具有很大的意义，并且该系统在控制现场方面，尤其在PLC控制现场方面，具有卓越的控制功能和良好的性能价格比。关键词：涂胶机；模糊控制；PID；伺服电机；PLC；59长春工业大学硕士学位论文AbstractThisactualresearchbackgroundofthesubjectisWeldingworkshop“B53”reconstructionprojectofHubeiShenlon

5、gAutomobileCo.,Ltd.Themaintaskistoimprovepoorquality,pooraccuracy,andlowefficiencyofthedoorglueintheexistingproductionline.ElectroniccontrolsystemdesignoftheautomaticcoatingmachineisachievedonthebasisofstudyingcontrolalgorithmandsimulationoftemperatureandpressureofcoatingMachin

6、e.Basedontheanalysisofthecontrolmethodsandtrendsofgluemachineathomeandabroad,thegluemachine'soveralldesignisgiven.SiemensWinACslot-typePLCisacoreonthehardwaredesign.Forimplementationofthecoatingprocesscontrol,PLCisconnectedwiththeET200sstationandtemperaturecontrolmodulebythePRO

7、FIBUSbus.AndthehardwarestructuredesignsoftemperaturecontrolsystemandpressurecontrolsystemaregivenThroughcollatingandanalyzingrelationshipbetweentheactualheatingparametersandtheoutdoortemperaturechangesforyears,thetemperaturecontrolmodelofgluemachineisdetermined.Throughgenerally

8、analyzingtheadvantagesanddisadvantagesoftheswitchcontr