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贴片瓷介电容微器件装配联动机控制系统的研究与实现
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摘要
随着先进控制技术的发展,国内企业也在设备生产与改造中大量的应用了这些技术。论文针对广东南方宏明电子科技股份有限公司贴片瓷介电容微器件生产线改造项目,根据装配联动机的控制要求,设计开发了一套基于PROFIBUS-DP现场总线的自动控制系统,实现了改造后系统的自动化。
     本文首先在理论上对现场总线控制系统进行了全面的探讨,介绍了现场总线的网络结构、特点以及五种典型的现场总线,并且尤为深入的对PROFIBUS现场总线进行了阐述。然后根据装配联动机实际应用的需要,从综合自动化控制系统的完整性、可靠性、开放性及可扩充性几个方面,比较分析了DCS、现场总线、工业以太网等工业应用网络的连接方式,提出基于PROFIBUS现场总线网络的通信方案。并根据装配联动机的工艺动作,制订整个装配过程自动控制系统的总体设计方案和具体实施细节。本文着重讨论装配联动机控制系统的软硬件结构、通讯组网以及它们的应用,并详细的分析了主从站之间的数据通信,使系统达到了较高的控制精度,提供了完成控制任务既方便又经济的解决方案。
     论文分析了装配联动机回流焊炉的温度控制要求,根据其控制特点提出将常规PID控制与模糊控制相结合的控制策略,通过参数自整定模糊PID控制算法的设计、研究和MATLAB仿真实验,验证模糊自整定PID控制算法的有效性和精确性,保证贴片瓷介电容微器件的焊接质量。
     论文还对监控系统的发展和MCGS组态监控软件进行介绍,并设计基于嵌入式技术的人机交互界面,完成装配联动机生产现场设备的三维实时监控,实现现场设备故障点的准确定位和故障的及时处理。
     基于本文研究设计开发的装配联动机自动控制系统己投入实际运行,运行情况表明:系统性能稳定、人机界面友好、操作简便、生产效率比原来提高了8倍,能满足电容微器件装配联动机安全高效运行的要求。
With the development of advanced control technology in foreign countries, it has been applied widely in equipment production and reconstruction in domestic corporation. This paper is aimed at the reconstruction project of chip ceramic capacitor production line of Guangdong South Hong Ming electronic science and technology co., Ltd to design a set of automatic control system based on PROFIBUS-DP fieldbus according to control demand of assembly-linking machine. After the reconstruction it realized the complete automation of the system.
     First of all, this Paper discusses the fieldbus control system comprehensively in theory, introduces the network structure of fieldbus, its features as well as five kinds of typical field bus. The paper elaborates on the PROFIBUS fieldbus. And then, considering the actual demand of assembly-linking machine, this Paper compares and analyzes the connecting ways of DCS, fieldbus, industrial Ethernet from the field of automatic control system’s integrality, reliability, extendibility and open capability, and puts forward a communication network scheme based on PROFIBUS fieldbus. What’s more, this paper formulates the overall design scheme of automatic control system and detailed implementation. The paper emphasizes on the Hardware and software of assembly-linking machine’s control system, communications network and its application. The system reaches a high control precision and provides convenient as well as economic Solutions to finish the control task.
     The paper analyzes the requirement of assembly-linking machine’s reflow furnace PID control and fuzzy control according to its control features. It demonstrates the validity and puts forward control strategy of combining normal and accuracy of Fuzzy-PID control by means of Parameter self-adjusting Fuzzy-PID control’s design, investigation and MATLAB Simulation experiment, and ensures jointing quality of chip ceramic capacitor.
     What’s more, this paper introduces development of monitoring system and MCGS configuration monitoring software, designs Man-machine interface based on embedded technology, accomplishes three-dimensional real-time monitoring of assembly-linking machine’s scene production equipment and realizes the concise orientation of malfunction and its timely treatment.
     The automatic control system has been put into use, the result shows: Performance of the system is stable, the man-machine interface is friendly, the operation is easy, and the efficiency is increased by 8 times. It makes the assembly-linking machine operate safely and effectively.
引文
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