汽车生产线自动控制系统开发及其与DCS集成研究

论文题目: 汽车生产线自动控制系统开发及其与DCS集成研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 计算机应用技术

作者: 章军

导师: 高曙

关键词: 系统集成,集成通讯

文献来源: 武汉理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 在60年代,汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展,汽车型号更新的周期愈来愈短,这样,继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装,阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状,在1969年,美国数字设备公司(DEC)研制出第一台PLC(programmable logic controller)即可编程逻辑控制器,在美国通用汽车自动装配线上试用,获得了成功。 DCS(distributed control system)为分布式控制系统,它是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。70年代中期以完成模拟量控制的DCS推向市场,代替以PID运算为主的模拟仪表控制。DCS通常采用若干个控制器(过程站)对一个生产过程中的众多控制点进行控制,各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。操作采用计算机操作站,通过网络与控制器连接,收集生产数据,传达操作指令。因此,DCS的主要特点归结为一句话就是:分散控制集中管理。 可编程序控制器(PLC)及分布式控制系统(DCS)它们都有明显的优势及劣势,如PLC在高速的顺序控制中占主导地位,而DCS则在复杂的过程控制中占优势;PLC体积小,使用灵活,价格相对较低,但在通讯功能及管理能力方面不及DCS,DCS虽然通讯及管理能力较强,价格相对较高。 PLC系统和DCS系统虽然技术起源、开发目的和应用的领域不同,随着电子技术,网络技术以及现在工业控制技术的发展,PLC和DCS的应用都有了长足的进步和发展。目前已经是工业控制领域最广泛使用的两种控制技术。 本论文研究工作包括两个方面: 1、根据汽车生产工艺,分析和配置FIPIO总线通讯网络;分析汽车整车焊装自动化控制系统的设计思想和整个PLC控制程序的结构,并参与设计系统初始化与输送滚床的PLC控制程序;设计系统的上位机HMI监控程序。 2、根据汽车生产中控制系统的应用情况和PLC系统、DCS系统的应用现状,为汽车工业用户提供一种基于Modbus协议串口通讯的PLC与DCS信息集成解决方案。这种解决方案基于用户需求,通过串口集成通讯,能顺畅地实现PLC系统与DCS系统中信息的交换和控制,以最低成本来完成汽车工业自动化中的数据通讯。

论文目录:

第1章 绪论

1.1 国内外研究动态及发展水平

1.2 课题的提出

1.3 课题的研究内容和意义

1.4 论文的设计过程和体系结构

第2章 PLC可编程逻辑控制器技术

2.1 PLC的定义

2.2 PLC的系统结构、技术特点和功能

2.2.1 PLC的系统结构

2.2.2 PLC的技术特点和功能

2.3 PLC的原理和工作方式

2.3.1 PLC的工作原理

2.3.2 PLC的工作方式

2.4 PLC网络通信理论和主流自动化通信网络

2.4.1 PLC网络通信中的基础知识和理论

2.4.2 PLC网络串行通信的接口标准

2.4.3 西门子的工厂自动化通信网络

2.5 PLC的现状和发展趋势

第3章 汽车整车焊装自动控制系统

3.1 自动控制系统概述

3.1.1 自动控制系统介绍

3.1.2 自动控制系统的内容和目标

3.1.3 自动控制系统的平面布局

3.2 自动控制系统性能要求和功能设计

3.3 自动化控制系统PLC程序

3.3.1 自动控制系统中PLC程序的结构分析和设计

3.3.2 自动控制系统中PLC程序的流程分析

3.3.3 自动控制系统的通讯网络分析与配置

3.3.4 控制系统中部分PLC程序的开发

3.4 自动化控制系统上位机HMI开发

3.4.1 控制系统中上位机HMI实现的功能

3.4.2 控制系统中上位机HMI开发

第4章 DCS分布式控制系统技术

4.1 DCS分布式控制系统

4.1.1 DCS分布式控制系统的定义

4.1.2 DCS的基本结构和系统功能

4.1.3 CRT控制站和上级管理站控制

4.2 DCS网络的数据通信和网络结构

4.2.1 DCS系统的网络数据通讯方式

4.2.2 DCS系统的通讯网络结构

4.2.3 DCS通讯控制方式

4.3 DCS的未来发展趋势

第5章 PLC与DCS系统集成的研究和实现

5.1 PLC与DCS对比分析

5.2 PLC与DCS的结合情况

5.3 PLC系统与DCS系统集成方案研究原则

5.3.1 PLC系统与DCS系统通讯的差异性

5.3.2 PLC系统与DCS系统通讯集成遵循的原则和目标

5.4 基于Modbus协议串口通讯的PLC与DCS集成通讯方案

5.4.1 PLC与DCS串口通讯的规范和技术分析

5.4.2 Modbus协议分析及其特点

5.4.3 基于Modbus串口通讯协议PLC与DCS集成实现

第6章 总结与展望

参考文献

致谢

附录 攻读硕士期间论文发表情况

发布时间: 2005-07-11

参考文献

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• [3].基于弱可压DCS的汽车侧窗连动风振噪声研究与优化[D]. 姜业龙.湖南工业大学2016
• [4].电涡流缓速器自动控制系统研究[D]. 仉宇.长安大学2009
• [5].基于PLC控制的汽车保险杠通用打孔机研究与设计[D]. 刘超.湖北工业大学2017
• [6].基于PLC技术的电动汽车交流充电系统的研究与实现[D]. 刘玉梅.山东农业大学2014
• [7].基于PLC技术的电动汽车充电控制方案设计[D]. 金军.南京邮电大学2016
• [8].PLC在电动汽车与充电桩控制通信系统中的应用[D]. 孙晓达.华北电力大学2014
• [9].基于PLC的汽车发动机进气歧管气密性检测装置的研制与研究[D]. 郭欢.河北工业大学2015
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