PLC胶水固化系统控制设计开题报告

 2022-12-10 10:33:50

1. 研究目的与意义

研究背景：

可编程控制（plc）作为传统继电器的代替产品已经广泛使用工业控制的各个领域，由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小，组装灵活，编程简单抗干扰能力强及可靠性高等特点，非常适合于在恶劣的工业环境下使用。胶水的应用领域极为广泛因此研究出快速固化胶水的自动化系统也是极其有必要的。以下是胶水的应用领域

工艺玻璃:

（1）玻璃制品，玻璃家具，电子秤粘接

（2）水晶珠宝工艺制品，固定镶嵌

（3）透明塑料工艺制品粘接，PMMA/PS

电子电器:

（1）接线柱/继电器/电容器和微开关的涂装和密封

（2）印刷电路板（PCB）粘贴表面元件

（3）印刷电路板上集成电路块粘接

（4）线圈导线端子的固定和零部件的粘接

（5）排线披覆固定到接口或电路板上

光学领域:

（1）光学纤维粘合，光纤涂敷保护，修补连接等等

研究目的：

传统的硬盘磁头粘合胶水固化的生产工艺就是 采用紫外预固化后红外烤箱烘干加热固化工艺, 因为 硬盘磁头的粘合胶水被磁头所遮蔽, 紫外灯照射不 到, 只能实现表层胶水的预固化, 遮蔽胶水不能实现 光固化, 要实现完全固化还需要红外烤箱烘干; 而红 外线烤箱加热主要是通过提升烤箱的空气温度, 通过 空气传导来加热胶水。通过过plc系统来同时控制密闭空间的温度照度，研究胶水的最佳固化温度使得胶水能快速固化且能保证胶水固化质量。

研究意义：

胶水在生活中应用广泛，与人的一切息息相关，已经成为了不可或缺的工业产品。S7-300系列plc的主要商是西门子公司，这样的控制系统主要是在工业生产方面是常有的，使用plc控制系统的设计方面都是采用模块化方式。胶水固化的控制系统需要快速精准，使用plc控制系统进行控制能大大减少人力的损耗，加快工业化生产的效率，提高了安全性，稳定性。

2. 研究内容与预期目标

主要研究内容：

1.设计并实现跟随控制电路最小系统；

2.采用plc模块式实现系统方案设计；

3. 温度检测电路，温度控制电路，光照控制电路，光照检测电路。

4.搭建系统硬件测试平台，实现基本功能。

预期目标：

1.定位精度温度差和照度差在1左右。

2：仿真实验数据；

3：测试硬件仿真平台；

4：基于plc开发系统。

3. 研究方法与步骤

研究方法：

1.了解胶水在怎样光照强度，和温度下固化效果最快最好。通过plc设计一个温度控制系统和光照控制系统。使得胶水在适宜的环境下固化.由于在可编程控制器的软件设备存储主要是在PC机上，因此在开展的调试工作主要是从这个方面开始，开展调试工作可以分成三个步骤来完成 ：（1）开展软件调试过程中首先需要对工艺生产需要的温度进行分析，只有经过分析以后才能够掌握准确设置参数；（2）在掌握输入的数据信息以后，还需要使用编程方式把参数输入到PC机中，输入相对的数据信息以后，是对数据开关的调整，以此来保证运行的合理性；（3）完成参数输入工作以后，是开展检测工作，检测工作的开展主要是对PLC系统中的每一个运行部件开展检测，并且对运行功能开展测试，检测所获得数据还需要和标准数据相对照，对照主要作用是造出形成偏差的原因，并且根据原因采用针对性方法来整改。对于在完成可编程控制器系统程序编写过程中，要做到对工作认真仔细，尽量减少因为操作失误 造成的误差。

2.S7-300 系列 PLC 主要生产商是西门子公司，这样的控制系统主要是在工业生产中常用，使用的S7-300系列PLC控制系统主要的设计方面是采用模块化方式，温度和照度的控制系统均可用上图方式。

3 温度PID控制的实现

对于模拟量信号的控制PID(比例 积分 微分)算法控制．S7-300 系列PLC有专门的PID回路指令, 对模拟量进行PID控制十分方便．PID指令使用的算法:( n SP 为第n个采样时刻的给定值, n为过程变量值, MX 为积分项值)

PID 指令根据表格(TBL)中的输入和配置信息对引用LOOP执行PID 循环计算．在执行PID 指令前, 要建立一个参数表, 一般要对表1中的参数进行初始化处理．

在实际控制过程中, 无论是给定量还是过程量都是工程实际值, 它们的取值范围都是不相同的．因此在进行PID运算前, 必须将工程实际值标准化．PLC在对模拟量进行PID运算后, 对输出产生的控制作用是在[0.0,1]范围的标准值, 不能驱动实际的驱动装置, 必须将其转换成工程实际值．

温度控制系统广泛运用在工业控制的各个领域，温控系统控制方法的好坏、运行性能的合适否，直接影响到产品质量、运行效率等。PLC在温度控制系统中得到了有效的运用，为温控系统提供安全可靠和比较完善的解决方案。

方案选择：

1.主控温度传感器选择

温度传感器按传感器与被测介质的接触方式可分为两大类：一类是接触式温度传感器，一类是非接触式温度传感器。

接触式温度传感器的测温元件与被测对象要有良好的热接触，通过热传导及对流原理达到热平衡，这是的示值即为被测对象的温度。这种测温方法精度比较高，并可测量物体内部的温度分布。但对于运动的、热容量比较小的及对感温元件有腐蚀作用的对象，这种方法将会产生很大的误差。

非接触测温的测温元件与被测对象互不接触。常用的是辐射热交换原理。此种测温方法的主要特点是可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象，也可测量温度场的温度分布，但受环境的影响比较大。 因为是胶水且测定的是温度环境所以采用非接触的测温元件。

2.风冷系统

我们使用目前较为流行的小心轴流风机降温散热。下图为温控电路基本流程图。

2.光照传感器的选择

研制的光照传感器使用的敏感元件大多为硅光电池 ; 采集光敏元件的输出信号有两种 , 一是开路输出电压 (呈现非线性) , 短路电流(线性) , 使用前者较多 ; 处理信号的形式有经过调理直接输入0—5v的信号或4—20m A电流。本题选用输出电压的方式。选用硅光电池探测器，将光照强度转化为电流信号，再通过运算放大器转化为电压信号输出。

下图为光照检测电路基本流程图。

1.研究步骤：

1.首先按照所查阅的文献，确定“plc胶水固化控制系统”详细实施方案，确定每个模块的具体结构、内容，这些主要表现在硬件方面，软件方面的重点在于如何控制好温度照度，主要解决如何检测温度和照度的问题。

2.确定本设计所要实现功能和所需硬件模块。本设计需要plc控制温度和光照的系统，在一个温度控制系统中，一般具有温度信号采集信号处理、温度调节等功能．PLC的温度控制系统中度信号的采集可以使用常用的温度传感器(热电偶、热电阻)．由温度传感器检测来的信号不是标准的电压(电流)信号, 不能直接送给A/D转换模块．因此温度传感器采集到的温度信号要经过变送器的处理后才能被A/D转换器识别并转换为相应的数字信号．根据所使用的温度传感器选用对应的温度变送器。光照照度控制系统选用了s7-300系列可编程控制并扩展I/O模块，并配置照度模块和光照检测模块。

3.使控制光照和温度控制系统使其各自独立化但能同时使用。使得胶水在环境最适宜的条件下快速固化。温度传感器，使用范围广，数量多，居各种传感器之首。温度传感器的发展大致经历了以下3个阶段:传统的分立式温度传感器（含敏感元件）主要是能够进行非电量和电量之间转换。2.模拟集成温度传感器/控制器。智能温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式想数字式、集成化向智能化及网络化的方向发展。

下图为温控光控集成基本流程图。

4. 参考文献

[1] 徐小童.基于PLC的温度控制系统设计探析[J] 电子测试. 2016(19)

[2] 刘颖,赵雪.PLC温度控制系统的设计与研究[J].中小企业管理与科技(上旬刊). 2011(02)

[3] 郭金光,游锦山,汪根生,陈长琦. 基于PLC的磁控溅射温度控制系统设计[J]. 真空. 2013(06)

[4] 马丽萍.基于PLC的干燥箱温度控制系统[J].轻工机械. 2011(04)

[5] 范金玲,许月琳.基于三菱PLC的温度控制系统设计[J].中小企业管理与科技(上旬刊). 2014(10)

[6] 胡彬,陈吉伟.室温快速固化环氧树脂固化剂的研制[A].浙江省粘接技术协会第八次会员代表大会暨学术交流研讨会论文集[C]. 2013

[7] TanmayKulkarni,Ramcharan Singh Angom,Pritam Das,Santanu Bhattacharya,DebabrataMukhopadhyay.Nanomechanical insights: Amyloid betaoligomer-induced senescent brain endothelial cells[J]. BBA -Biomembranes. 2019(12)

[8]黄全丰.温室机械通风CFD模拟与优化控制研究[D].江西理工大学，2013.

[9] 孙传波.无人值守通信站机房环境温度自动控制[J].黑河科技. 2003(02)

[10] 马伟,韩飞龙,程珏,张军营.有机硅型环氧树脂固化剂的制备及性能研究[A].京津冀粘接技术研讨会暨北京粘接学会第26届学术年会论文集[C]. 2017

[11] 巢时斌,丘东元,张波.LED驱动方式分析及性能比较[J].电气应用. 2011(14)

[12] I.M. Mousaa. Synthesis and performance ofbio-based unsaturated oligomer and containing gum arabic as a novelprotective steel coating under UV irradiation[J]. Progress inOrganic Coatings.

[13]. 李国萍.基于PLC的温度控制系统设计[J].科技创新导报,2010,(07):

[14] A.G. Volkov,M.I.Gugeshashvili,G. Munger,R.M. .The light-dependent oxygen reductionby monolayers of hydrated chlorophyll a oligomer[J].Leblanc.. 1993(3)

[15] 王军,舒超,王锋.胶水快速固化的新技术——激光固化[J]. 光机电信息.2006(01)

[16] 陈婷.激光加热固化设备关键技术研究[D].长春理工大学 2017

[17] 苏祖君,曾金芳,王华强.中温固化环氧树脂基体研究进展[J]. 玻璃钢/复合材料. 2004(04)

[18] 早濑修二,周俊银.光固化环氧树脂[J]. 绝缘材料通讯.1987(02)

[19] 解永辉.基于PLC的智能温室控制系统的设计[D].山东大学 2008

[20] Atsushi Muroi, AbdelazizRamadan, Masahiro Nishihara et al.. The composite effect of transgenicplant volatiles for acquired immunity to herbivory caused by inter-plant communications.[J]. PLoSONE, 2018, 6(10).

[21] 王锋,胡剑青,涂伟萍. UV固化低聚物及其涂料研究进展[J]. 热固性树脂. 2007(03)

[22] 宋彦辉,王钧,王智生.紫外固化中光敏促进剂对固化速度的影响[J].云南大学学报(自然科学版). 2005(S1)

[23] 李定云.光纤用紫外固化着色涂料固化研究[J]现代传输.2007(01)

[24] 王德海,黄兴耀,范文春. UV固化涂料固化速度的影响因素[J]. 涂料工业. 2004(03)

[25] 翟保利,王钧,王翔,杨小利,梅端. 紫外光固化乙烯基酯树脂复合材料研究[J]. 武汉理工大学学报. 2008(06)

[26] 杨坤.UV固化设备及工艺参数优化[D].上海交通大学 2009

[27] Richard W．Stowe,龚勇. 紫外固化工艺范围的设计及管理[J]. 记录媒体技术. 2005(01)

[28] 杨杰.UVLED紫外固化系统设计与研究[D].哈尔滨工业大学 2010

[29] 白新德,查萍,尹应武. 紫外光固化涂料的研究现状[J]. 清华大学学报(自然科学版). 2001(10)

[30] Shahbazian S M. Journal ofPhotographic Science . 1984

5. 工作计划

（1）2月5日~2月20日：收集资料，熟悉基本知识，掌握毕设基本设计原理。

（2）2月21日~3月20日：把握整体方案，深入研究设计原理，撰写开题报告。

（3）3月21日~4月9日：巩固计方法，开展各个功能模块具体设计，完成毕设初步设计。

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