【摘 要】
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一直以来,真空镀膜技术被广泛用于各行各业,而真空镀膜设备所包含的智能仪器仪表、硬件设备繁多且纷杂,故对于真空镀膜设备的控制基本上都是依靠经验丰富的工作人员的实际操作。然而,这样不仅耗费大量的人力,且控制效果往往不尽如人意,结果浪费了大量的膜卷基材,镀膜的均匀度也无法得到保证。这就需要设计出一套完整的可实现自动控制镀膜的真空镀膜设备控制系统,既可以大程度减少人力物力的浪费,也为进一步推动工业自动化领
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一直以来,真空镀膜技术被广泛用于各行各业,而真空镀膜设备所包含的智能仪器仪表、硬件设备繁多且纷杂,故对于真空镀膜设备的控制基本上都是依靠经验丰富的工作人员的实际操作。然而,这样不仅耗费大量的人力,且控制效果往往不尽如人意,结果浪费了大量的膜卷基材,镀膜的均匀度也无法得到保证。这就需要设计出一套完整的可实现自动控制镀膜的真空镀膜设备控制系统,既可以大程度减少人力物力的浪费,也为进一步推动工业自动化领域发展贡献力量。本文从实际项目需求出发,结合人工智能算法以及先进的通讯技术,设计一套真空卷绕镀膜机控制系统,主要工作内容如下:(1)对系统的蒸镀控制策略进行研究。真空卷绕镀膜机蒸镀过程具有时变性和不确定性等特点,且蒸镀过程中多通道并行作业导致系统内出现耦合现象,故设计了基于模糊PID控制的多通道蒸镀解耦控制策略。蒸镀控制策略首先采用模糊PID控制器将单通道的控制参数进行在线整定,再采用对角矩阵法对蒸镀系统的多通道进行解耦控制,从而实现系统的蒸镀控制。(2)根据系统的功能需求选择PLC(S7-1200)作为核心控制器,并设计真空卷绕镀膜控制系统的硬件结构。在硬件结构的基础上选用Modbus TCP协议实现系统的良好通讯,并对通讯协议的技术实现和数据解析进行详细说明。(3)在Visual Studio 2014的开发环境下,利用vb.net语言结合上位软件中设计的蒸镀控制策略,开发本地端真空卷绕镀膜机控制系统,实现数据的稳定传输、系统的良好控制以及蒸镀过程的精准把握,并选用本地数据库保证数据的安全性和数据结构的精准分配。系统为用户设计了直观且方便的操控交互界面,并提供各个子系统操作控制、重要数据实时监测、主要参数安全管理以及故障报警等功能。(4)对开发的系统进行全方面综合测试。主要包括三个方面,上下位的通讯测试、综合镀膜测试以及实际运行测试。综合测试结果基本达到预期目标,系统可操作性强,运行情况良好,数据传输稳定,系统设计满足用户需求,镀膜效果达到性能指标范围。
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