11111111111111111111111111本科毕业设计（论文）开题报告本科毕业设计（论文）开题报告题目：题目：计计学生姓名学生姓名学学 号号教学院系教学院系专业年级专业年级指导教师指导教师职职 称称完成日期完成日期111111111111111111111111121、课题研究的目的及意义、课题研究的目的及意义随着计算机技术、自动控制技术的发展及现代工业生产过程的需求，越来越多的计算机监控系统正在广泛应用与各种工业生产过程。其特点是集控制和管理于一身，形成顺序生产过程的集成控制系统。另一方面，可编程控制器（PLC）的发展和应用，正逐步替代能耗高、体积庞大、可靠性差的继电器接触器控制系统。可编程控制器(PLC)在工控领域越来越广泛，以 PC 机作为上位机，以 PLC作为基本控制单元的集控制和管理于一身的控制系统在现代化生产及管理中越来越显示出优越性，因此研究 PC 机与 PLC 的通讯及监控程序有一定的实用意义。2、总体方案设计、总体方案设计这次的任务是基于 PLC 的自动加工监控系统的设计。如果要实现提高生产效率降低生产成本的目的，控制系统的控制精度必须要高、响应时间要短。为此将采用上位 PC 机和 PLC 工具箱一起来模拟基于 PLC 的自动加工监控系统的运行。该监控系统采用分三级控制的方案。分别为监控级、控制级和现场级。监控级采用 VB 编程语言在上位微机上实现实时仿真监控。控制级采用 SWOPC-FXGP/WIN-C 编程软件进行程序控制。现场级主要采用的利用 PLC 工具箱上的步进电机的正转、反转及灯亮来模拟生产加工过程。总体设计方案框图如图所示：上上 位位 机机通通 讯讯 接接 口口控控 制制 器器生生 产产 线线图 2.1 总体设计方案框图111111111111111111111111133、可编程控制器的选择、可编程控制器的选择自动加工监控系统的设计是为了能够大大提高生产效率降低生产成本，但这必须是再控制系统的控制精度足够高、响应时间足够快的基础上才可能实现的。所以就对监控系统的控制提出了较高的要求，即系统选择什么样的可编程控制器（PLC）为控制核心。为解决这些问题，以下提出了两种控制方案。图 3.1 PLC 组成部分3.1 三菱可编程控制器三菱可编程控制器三菱 PLC（Mitsubish Power Line Communication）具有结构灵活，不受环境的限制，有电即可组建网络,传输质量高、速度快、带宽稳定，能够高质量的传输采集到的数据和信息，范围广，成本低的特点, 适用面广。由于三菱 PLC拥有这么多的优点，我们采用三菱 PLC。同时整个控制系统的监控级采用的是实时仿真监控系统采用 VB 编程语言在上位微机上实现，为了便于控制器同监控级的网络通信以及信息数据的传输，所以本设计选择配套的 PLC 实验箱。3.2 罗克韦尔可编程控制器罗克韦尔可编程控制器罗克韦尔控制系统的生产流水线模型采用了与实际系统相同机械结构，包括气动机械手、传送带、传感器组、变频器、气动推料机构、步进电机及其驱动器、直线导轨、交流电机等，各机构由 PLC 控制驱动。这样可以直观方便的观察生产流水线的工作情况，及时对加工的工作情况进行控制。罗克韦尔的可编程控制器采用 Logix 多功能控制引擎，带浮点协处理器的32 位多任务（事件任务、连续任务和周期任务）实时控制内核，在高速逻辑运编程器中央处理单元 (CPU)输 出 电 路输 入 电 路系统程序存储器 （ROM）用户程序存储器 （RAM）电源11111111111111111111111114算以及复杂回路控制（0.08ms/K 典型混合程序）等方面表现同样出色。可以采用多种编程方法，如梯形图 LD、功能块图 FBD、顺控表 SFC 以及语句表 ST。支持最大 30 个本地 I/O，可以实现多处理器/上位机联网以及分布式 I/O 控制。虽然罗克韦尔可编程控制器有这么多优点，但是在本设计中不采用它。通过以上可编程控制器的比较，打算采用三菱可编程控制器对监控系统进行控制可以满足控制精度高，响应时间快的要求。而且还可以同时对自动加工的工作情况进行控制，使资源能够得到最大化的利用。因此本设计三菱可编程控制器对监控系统进行控制。4 编程工具的选择编程工具的选择4.1 方案比较方案比较方案一：组态软件 方案二：Visual Basic 组态软件拥有强大的界面显示组态功能、良好的开放性、丰富的功能模快、强大的额 数据及可编程的命令语言，虽然组态软件拥有这么多的优点，但是由于组态软件是收费软 件造成设计成本增加等，因此在本设计中不选用组态软件。 而选择 VB 有以下优势： （1）VB 不需要编写大量的代码来描述界面元素的外观和位置，而只要把预先简历的 对象拖放到屏幕上的某一点即可。这就是 VB 最显著的特点，即可视化的编程方法。（2）VB 是一种在计算机技术发展历史上应用最为广泛的语言。它继承了 Basic 语言易 学易用的特点，特别适合初学 Windows 系统的编程。（3）Visual Basic 是一个功能强大的 Windows 平台上的开发工具，初学者只要掌握几个关键词就可以建立使用的应用程序。因此，本设计拟选择微软公司 Visual Basic 6.0 作为编程工具，它已经发展成为当前基于 Windows 平台上最方便、最快捷的软件开发工具。4.2Visual Basic 的特点的特点VB 是真正的面向对象编程，简答易学，是开发人员在维护系统运行时只须修改很少的代码，加快了系统的开发速度；其拥有可视化的编程方法及向导功能；数据访问的特性，允许对其他的大本数据库格式建立数据库和前端应用程序，以及可调整的服务器部件等；通过 ActiveX 技术可使用其他应用程序提供11111111111111111111111115的功能。同时已完成的应用程序是真正的.exe 文件，可以直接发布。5、主要研究内容、主要研究内容5.1 实际系统结构框图实际系统结构框图RS232 RS4855.2 软件运行结构框图软件运行结构框图否是开始初始化接受上位机命令采集现场数据数据处理与输出、显示、传输故障处理是否停机停机PC 上 位机转换器P L C 模 块模拟对象模拟对象11111111111111111111111116图 5.2 监控系统图 5.3 核心控制装置核心控制装置控制系统分为：三菱可编程控制器、上位机模拟监控。（1）控制器PLC 选用三菱可编程控制器，三菱 FXPLC 是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相当 FX 系列中最高档次的超小程序装置，除输入出 1625 点的 独立用途外，还可以适用于多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特 殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的 PLC。（2）上位机模拟监控上位 PC 机通过 VB 编程来实现实时模拟系统监控，在上位机的实时模拟监控系统可以实时呈现加工过程及控制加工流程。5.4 设计内容设计内容（1）实现控制功能通过可编程控制器进行编程，对生产加工的运行情况进行监控与控制。通过传感器调节机械手的旋转角度和长度，对物料进行准确抓取和输送。（2）实现远程监控通过监控画面实现远程监控，及时调整参数设置，对整个生产加工实现监控与控制。6、设计成果预测、设计成果预测6.1 系统整体效果预测系统整体效果预测在本设计中，采用三菱可编程控制器进行编程，对自动加工的运行情况进行控制。该系统采用闭环控制，由传感器检测被控变量，经变送传送到控制器，控制器将传送来的信号与设定值进行比较后，发出指令来控制执行器，从而达到自动控制的目的。6.2 技术关键和难点分析技术关键和难点分析本设计的技术关键：（1）三菱可编程控制器编程；（2）VB 与 PLC 之间的通信；（3）上位机上的模拟监控系统界面的编程；（4）运行、自检、点动上、点动下等按钮功能的实现。11111111111111111111111117本设计的难点；（1）不熟悉 VB 的编程方法；（2）不了解 VB 环境与PLC 之间的通信原理。7、设计的进程安排、设计的进程安排序 号起 止 时 间内 容12010.03.282010.04.10资料收集、开题报告、开题答辩22010.04.112010.04.21方案论证与设计、控制程序编程32010.04112010.04.22学习 Visual Basic 程序设计教程42010.04.232010.05.06学习 VB 与 PLC 之间的通信原理52010.05.072010.05.20编写监控模界面及调式62010.05.212010.05.27设计控制软件程序，并进行联机调试72010.05.282010.06.10整理设计文件，撰写毕业论文82010.06.112010.06.18准备毕业答辩，审阅、评阅及答辩8、参考文献、参考文献1 浙江大学罗克韦尔自动化技术中心.可编程序控制器系统.杭州：浙江大学出版社，2003.32 郭宗仁等， 可编程序控制器应用系统设计及通信网络技术 ，人民邮电出版社3 徐世许， 可编程序控制器原理应用网络 ，中国科学技术出版社.4 陶权等， PLC 控制系统设计、安装于调试 ，北京理工大学出版社 5 朱从旭， Visual Basic 程序设计综合教程 ，清华大学出版社6 雷建和等， VISUAL BASIC 环境中 PLC 和上位机的通信实现 ， 测控技术2000 年 19卷第五期，p45-47；7 张树兵， Visual Basic 6.0 ，清华大学出版社； 8 http:/www.kongzhi.net-控制网（中国自动化及工控官方传媒）11111111111111111111111118