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薄膜厚度在线测量系统的研制
作 者: 王晓宇
导 师: 原桂彬
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 仪器科学与技术
关键词: 薄膜测厚 扫描架 PLC VC++6.0
分类号: TP274
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
塑料薄膜作为一种功能材料,已被广泛应用于包装、农业、工业等很多领域。随着应用范围的扩大,塑料薄膜的需求也逐渐增强,其生产规模也相应的扩大,对于薄膜厚度的测量要求更是不断提高。薄膜厚度是决定薄膜生产质量、产量的重要物理指标之一,关系到薄膜生产成本乃至生产企业的经济效益。薄膜厚度的非接触在线检测也成为生产企业亟待解决的问题。本文从当前我国薄膜厚度测量技术的发展状况出发,研究归纳了几种测厚方法的优缺点,提出了采用透射法测量薄膜厚度的方法,开发出了一套测量精度高、安全性高、价格低廉、维护简便的薄膜厚度在线测量系统。论文详细阐述了薄膜厚度在线测量系统的硬件设计和软件实现。硬件设计主要是执行机构部分设计,包括“O”型扫描架结构设计、光源设计、功率计选型、PLC控制系统方案设计等。软件实现包括下位机PLC程序设计和上位机软件编程两部分,其中下位机PLC程序应用三菱PLC编程软件GX Developer进行程序设计,上位机采用Visual C++6.0编程。系统选用RS-232进行通信,实现实时、快速、准确的测量薄膜厚度。最后通过实际测量及数据分析,薄膜厚度在线测量系统在响应时间、测量重复性、稳定性、精度等方面完全满足企业的要求,同时具有操作便捷、维护简单、数据安全可靠的优点,达到工业生产标准,具有推广价值。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-8 第1章 绪论 8-16 1.1 课题背景及研究目的和意义 8-9 1.2 薄膜厚度测量技术 9-14 1.2.1 非在线薄膜厚度测量技术 10-11 1.2.2 在线薄膜厚度测量技术 11-14 1.3 国内外的研究现状 14-15 1.3.1 国外研究现状 14 1.3.2 国内研究现状 14-15 1.4 课题主要研究内容 15-16 第2章 薄膜厚度在线测量系统分析及硬件设计 16-33 2.1 引言 16 2.2 薄膜在线测厚原理 16-17 2.3 薄膜在线测厚系统方案设计 17-19 2.3.1 需求及可行性分析 17-18 2.3.2 系统方案选择 18 2.3.3 系统功能分析 18-19 2.3.4 系统整体结构设计 19 2.4 扫描架设计 19-22 2.4.1 扫描架机械系统技术要求 20 2.4.2 扫描架结构与组成 20-22 2.5 光源及功率计原理与选型 22-27 2.5.1 光源的设计 22-23 2.5.2 功率计原理与选型 23-27 2.6 PLC 控制系统方案 27-32 2.6.1 主要部件选型 28-30 2.6.2 PLC 控制系统设计 30-32 2.7 本章小结 32-33 第3章 薄膜厚度在线测量系统软件实现 33-60 3.1 引言 33 3.2 下位机 PLC 程序设计 33-40 3.2.1 下位机 PLC 工作原理及流程图 33-35 3.2.2 PLC 初始化程序设计 35-36 3.2.3 人工控制程序设计 36-37 3.2.4 智能控制程序设计 37-38 3.2.5 三菱 FX1N-40MT-001 PLC 通信协议 38-40 3.3 上位机软件系统设计 40-57 3.3.1 软件系统设计原则及目标 41-43 3.3.2 软件功能执行流程 43-44 3.3.3 登录模块设计 44-46 3.3.4 实时测量模块设计 46-48 3.3.5 参数设置模块设计 48-52 3.3.6 历史数据回放模块设计 52-54 3.3.7 系统维护与管理模块设计 54-57 3.4 系统串口通信功能的实现 57-59 3.5 本章小结 59-60 第4章 现场实验与不确定度分析 60-65 4.1 引言 60 4.2 现场实验 60-63 4.2.1 系统现场安装及调试 60-61 4.2.2 可能出现的问题及分析 61-62 4.2.3 实验结果 62-63 4.3 测量不确定度分析 63-64 4.4 本章小结 64-65 结论 65-66 参考文献 66-70 致谢 70
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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