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松香流体包装控制系统研究与实现

栗克国  
【摘要】: 动态计量包装技术是近年来发展起来的一项新技术,许多部门都在从事相关的研究工作,也取得了较大的成果。将智能控制、最优控制、神经网络等先进的控制策略以及最新的计算机技术应用于动态计量包装系统,解决包装速度和计量精度之间的矛盾,已经引起人们的广泛关注。如果能够找到一种既能满足包装速度,又能满足计量精度的方法,并成功应用于生产实际,必将具有巨大的实用价值,产生较好的经济效益。 当前的计量包装系统,大部分为针对某种特殊情况的包装系统,它们很难无缝移植到其它的地方,因此不具有通用性,也无法满足某些特殊场合的应用。而松香流体计量包装系统就是其中的一种具有自身特点的计量包装系统,因此需要对其进行专门的研究,设计其合适的包装系统。 本文内容涉及了松香包装工艺的特点;桥式传感器的特性;称重系统的静、动态数学模型;冲击力分析及校正方法;落差量分析及校正方法;包装系统控制策略研究;包装系统控制器硬件设计及软件设计;包装系统上位机监控程序设计等。其主要内容如下: 第一,在分析动态称重系统动态特性的基础上,研究松香流体计量包装控制系统的动态模型。并得出其动态模型随着包装质量而改变的结论。 第二,通过分析松香包装过程中流量不稳定的原因,提出了缓冲式的流量稳定方法,并在此基础上对冲击力的产生和影响进行定性分析,提出补偿冲击力的方法。同时,分析了落差量的产生原因,并提出了采用软硬件结合的方法对落差量进行修正和补偿。 第三,通过比较分析各种控制策略,提出了适合于松香流体包装系统的带预测功能的改进型积分分离PID控制算法。并探讨了该控制算法的C语言实现。 第四,完成了控制器部分的软硬件设计。以三星ARM7系列SC44BOX芯片为核心,外加存储器、液晶模块等设计嵌入式控制器硬件。详细介绍了其电路原理图设计、PCB设计。 第五,完成控制器的软件设计。基于设计的硬件,完成软件部分液晶显示、数据采集、控制算法、报警、串行通信、参数设置等功能。详细介绍各程序模块的设计思路。 第六,完成上位机监控程序设计。使用Visual Basic 6.0做为开发工具,详细介绍了上位机监控程序的界面设计、串口通讯设计、数据库设计、模拟动画、报警设计等。


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