自动化本科毕业论文开题报告范文

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自动化本科毕业论文开题报告范文

论文题目：自动组装生产线自动控制系统设计

1.题目的背景和意义

自动组装生产线是组装流水线下的一个小分类。自动组装生

产线是由一些物料搬运设备链接起来的输送设备，用于连续生产

线上。自动组装线是一种特殊的产品导向布局形式，同时也是一

项重要的流水线设备生产技术[6]。

随着科学技术的发展，控制工程也随着时间的演变。目前自

动组装生产线控制系统主要有三种控制方式：继电路控制系统

(早期安装的电梯多位继电器控制系统)、PLC控制系统、微机控

制系统。早期电气控制是基于继电器的，这些继电器使其可以在

没有机械开关的情况下被开动和关闭，这是通常使用继电器进行

简单的逻辑控制的方法。但是由于继电器控制系统由于故障率

高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点，目前已

逐渐被淘汰[1]。随着自动控制理论与微电子技术的发展以及低

成本计算机的发展带来了新的革命，PLC控制系统和微机控制系

统相继出现。微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能，但

也存在抗扰性差，系统设计复杂，一般维修人员难以掌握其维修

技术等缺陷。可编程逻辑控制器(PLC)出现于70年代，由于运行

可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强,设计和调试周期较短等

优点，倍受人们重视等优点，已成为目前在自动组装生产线控制

系统中使用最多的控制方式，目前也广泛用于传统继电器控制系

统的技术改造[2]。

所以有着PLC控制的自动组装线有着高度的自动化操作，在

减少生产成本，提高企业生产效率;保证了生产过程的稳定性中

有着非常重大的意义。

2.题目研究现状概述

自动组装生产线运行过程是严格根据工艺要求实施控制的。

它能保证产品质量,保证生产速度,实现对电机速度跟踪性能的

优化。其自动控制生产方式,可以借助于PLC通过PID算法来实

现。采用以下方案来达到控制要求：比例、积分、微分控制，简

称PID控制。它以稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控

制的主要技术之一。本方案是根据PID算法，用PID控制取代原

单闭环控制，进而使速度平稳达到目标值。

20__年，贵州冶金职业技术学院的吴亮，为解决生产工艺的

自动控制问题，采用日本三菱FX2系列PLC作为控制核心，开发

了新型的控制系统。该系统使用大容量，功能多，高质量的工业

控制计算机，如单片机，微计算机，PLC等，组成控制系统，集

中控制行车动作，镀槽液温度值，电流密度，电镀时间，添加剂

含量等工艺参数，调整生产过程中个参数的动态平衡，自动实现

优化生产。

20__年，洛阳理工学院的段春霞，张怡军，采用西门子S7

—200PLC和组态软件设计了生产线自动运行的过程。实现了对

自动组装生产线的系统控制，使系统具有很强的适应能力，可方

便的完成自动，手动和连续运行控制及相互之间的切换，整个程

序采用结构化的设计方法，提高了自动组装生产线的自动化程度

和生产效率，使过程实现高效，低成本，高质量，且具有调试方

便，维护简单，移植性好的优点[13]。

20__年，昆明学院自动控制与机械工程系的蒲翠萍等提出以

三菱FX系列PLC替代电路复杂，可靠性差的传统顺序控制器控

制生产线的新思路，实现生产线的自动控制，并对系统的硬件和

软件进行了设计和实现，经过模拟调试，手动，连续，单步，单

周期四种工作方式，均可正常运行，并使电路简单，增强了系统

的可靠性和稳定性[14]。

20__年，东南大学电气工程系的张建锋等利用PLC实现对生

产线的系统控制，使系统具有很强的适应能力，本设计采用

Rockwell公司的微型PLC作为主控器，控制生产线。此生产线

按一般电镀流程配置，具有很强的通用性。在不修改程序的前提

下，只要更改运行参数，就可以适用多种电工艺。

20__年，重庆大学的何云静针对全自动智能化生产线控制系

统中的两个关键技术：电镀液浓度自动配比和多车联动调度进行

了研究，分析了多镀种，多镀槽混合布置电镀自动生产线具体功

能和任务，设计了生产线的控制系统。多镀种电镀自动生产线是

复杂混合流水线，针对某公司的7台多自由度行车组成的具有多

种运动组合调度模式的生产线调度系统，研究了各调度组合下行

车精确对接调度条件和各行车多自由度运动协调控制机制，该调

度系统以ICP作为上层管理系统，西门子公司S7-300PLC为下位

机核心控制器，S7-200PLC作为底层控制器，形成三层网络调度

结构，采用PIOFIBUS总线技术实现各层控制器之间的通讯。在

行车运行过程中采用两个接近开关同时独立对各个对应的应答

片计数的方法避免了现场干扰，实现了各行车起停行走过程中的

精确定位。达到了国内自动化行业的领先水平[15]。

通过上述各例，可见自动组装生产线大多采用以PLC为控制

核心，由于PLC具有可靠性高，抗干扰能力强，编程简单，使用

方便，体积小、重量轻，是“机电一体化”特有的产品。 随着

工业自动化的快速发展，PLC作为工业自动化发展不可替代的控

制手段，也将会随之快速的发展[16]。

3.题目要完成的主要内容和预期目标

题目要完成的主要内容：

(1)对整个系统进行设计，绘制出电气原理图;

(2)选择PLC的型号及功能模块配置，包括程序的储存容量，

输入输出点的选择，PLC的I/O地址的分配;

(3)统计输入/输出点数，并绘制PLC中所有元件的地址表及

用户程序控制流程图

(4)完成自动组装生产线自动控制系统的硬件和软件的设

计。

该控制系统将达到以下预期目标：

(1)实现手动和自动两种工作方式的转换;

(2)实现工业流程设备的启停控制，运行速度稳定

(3)当系统中某一部分出现故障时，如电机运行异常，控制

系统及时的报警及保护，保证系统安全。

4.进度计划

第3周 (18/3～24/3) 调研，查阅文献

第4周 (25/3～31/3) 阅读文献，撰写开题报告

第5周 (1/4～7/4) 系统总体设计

第6周 (8/4～14/4) 设计并绘制电气原理图

第7周 (15/4～21/4) 计算主要技术参数

第8周 (22/4～28/4) 选择电气元件，制定元器件清单

第9周 (29/4～5/5) 输入/输出点数统计

第10周 (6/5～12/5) 选择PLC机型及功能模块配置

第11周 (13/5～19/5) 绘制PLC中所用元件的地址表及用

户程序控制流程图

第12周 (20/5～26/5) 编写PLC用户程序

第13周 (27/5～2/6) 修改PLC用户程序

第14周 (3/6～9/6) 调试，修改PLC用户程序

第15周 (10/6～16/6) 撰写论文

第16周 (17/6～23/6) 打印论文，装订，准备答辩。

5.参考文献

[1] 廖常初.可编程控制器应用技术[M].重庆大学出版社，

20__

[2] 汪晓光.可编程控制原理及应用[M].北京：机械工业出

版社，20__

[3] 王兆义.可编程控制器教程[M].北京：机械工业出版社，

20__

[4] 胡寿松.自动控制原理[M].北京：科学出版社,20__

[5] 陈宇.可编程控制器基础及编程技巧[M].华南理工大学

出版社，20__

[6] 聂春泉.自动生产线控制系统[J].工业控制技术，

20__,(4):95-97

[7] 朱绍祥.可编程控制器原理及应用[M].上海交通大学出

版社，20__

[8] 钟肇新.可编程序控制器原理及应用[M].广州：华南理

工大学出版社，20__

[9] 张兴国. 可编程序控制器技术及应用[M].北京：中国电

力出版社，20__

[10] 张国德，李红.PLC原理及应用[M].北京：机械工业出

版社，20__

[11] 尾形克彦.现代控制工程[M].北京：电子工业出版社，

20__

[12] 王永华.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京：航空

航天大学出版社，20__

[13] 段春霞，张怡军.自动线的PLC实现[J].洛阳理工学院

学报，20__,9(3)： 87-90

[14] 蒲翠萍.电镀自动线的PLC实现[J].昆明学院学报，

20__,6(3)：163-166

[15] 何云静. 西门子 PLC在自动生产线中的应用[J].重庆

大学学报，20__,5(3) 22-24

[16] 傅健.PLC在生产线行车控制系统中的应用[J].电气自

动化，20__,28(2)：64-67