基于mbd的包装机械plc控制软件开发

《基于mbd的包装机械plc控制软件开发》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号学号M201270457学校代码10487密级硕士学位论文基于MBD的包装机械PLC控制软件开发学位申请人：张俊学科专业：机械电子工程指导教师：陈冰副教授答辩日期：2015年5月15日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheDevelopmentofPLCControlSoftwareforPackagingMachineryBasedonMBDCand

2、idate:ZhangJunMajor:MechatronicsEngineeringSupervisors:AssociateProf.ChenBingHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,2015华中科技大学硕士学位论文摘要当今的包装机械多为非标机械，其功能模块众多且模块间耦合度高、通信频繁，逻辑非常复杂与琐碎，导致对控制系统的可靠性和时序均提出很高的要求。传统的PLC软件各开发阶段独立，

3、编程和调试十分耗时，不能满足快速推出样机的要求，而且经常容易造成不必要的人为编码错误。因此，如何简单、快速、高效地开发出可靠性高的PLC控制软件，是包装机械设计过程中的重要一环。因此，本文提出将基于模型的设计方法（ModelBasedDesign，MBD）运用到PLC软件的开发中，以物料装袋系统为平台，探索出针对一类复杂包装机械PLC软件的形式化开发方法。本文主要工作如下：(1)设计样机的电气硬件平台。在SolidworksElectrical中，设计了装袋系统电气原理框图、电气原理图。(2)设

4、计装袋系统的PLC软件架构，解决了如何将一个复杂控制系统逐层分解的问题，并得到最终的功能块。以IEC61131-3编程语言标准为理论指导，搭建起整个控制系统的软件模型和功能模型。将装袋系统的PLC控制软件进行逐层分解，得到最小的程序组成单元POU——程序、功能块、函数。对各个功能块，分别进行定义，设计功能块接口、时序图、有限状态机。(3)以启停功能块和上袋功能块两个功能块为例，详细说明了功能块的定义过程，并在Matlab/Stateflow中，建立功能块的Stateflow模型，对模型进行检查与

5、验证，并仿真通过，实现了控制需求。(4)最后，自动生成代码，解决了生成代码中定时器的问题，并在施耐德IDE环境SoMachine下建立一个PLC软件工程，仿真代码成功。关键词：基于模型的设计；PLC；Simulink/Stateflow；自动生成代码；包装机械I华中科技大学硕士学位论文AbstractMostoftoday’spackagingmachineryarenon-standardmachinery,theyhavesomanyfunctionmodulesandthereisalwa

6、yshighcouplingandfrequentcommunicationbetweeneachmodule.Meanwhile,thecontrollogiciscomplexandtrivial,leadingtoahighrequirementofreliabilityandtimesequenceofthecontrolsystem.However,eachdevelopmentstageisisolatedintraditionalPLCsoftwaredevelopment,sop

7、rogramminganddebuggingistime-consuming,whichcouldn’tmeettherequirementsofrapidprototyping,andalwaysleadtoaseriesofunnecessarymanualcodingerrors.Therefore,itisimportanttodevelopPLCcontrolsoftwareofhighreliabilityinasimple,rapid,andefficientway.So,theP

8、LCcontrollingsoftwareisdevelopedusingModelBasedDesign(MBD)forMaterialBaggingSysteminthisthesis,exploringaformalizedmethodconcerningoncomplexpackagingmachinery.Myworkisasfollows:(1)Designingoftheelectricalhardwareplatformoftheprototype.Bothoftheelectr