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注塑成型过程监测与故障诊断平台的设计与实现

作　者: 张振嵩
导　师: 常玉清
学　校: 东北大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 注塑成型过程监测故障诊断 C# 子时段PCA
分类号: TQ320.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 17次
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内容摘要

随着先进控制技术在工业生产过程中的应用,生产系统的规模和复杂程度迅速增加。在理论研究方面,过程监测与故障诊断技术作为自动控制理论的一个重要分支,到目前为止已获得了很大的发展。通过对工业现场各种数据信息处理和分析,可以准确地对工业现场环境,设备的运行状态等进行实时监测与故障诊断,从而提高生产效率和产品质量,增强生产安全性,节能,提高效益,具有十分重要的意义。注塑成型是目前应用较广泛的塑料加工方法,注塑机是注成型的主要加工设备。自本世纪三十年代问世以来,注塑机的组成结构和传动原理变化不大,但其控制监测技术却在不断的更新和发展。所以说实现注塑机的在线监测与故障诊断对提高塑料制品质量,推动塑料工业的发展来说意义重大。本文以型号为HTF58X2的注塑机生产过程为背景,以C#语言为主要的开发工具实现注塑成型过程监测与故障诊断平台系统。并以基于子时段PCA方法的过程监测与故障诊断为理论思想完成了平台一个子系统的实现。系统管理平台通过西门子公司的S7-400硬件设备将注塑成型过程中产生的监测数据存储在数据库中保存下来,再调用离线程序对数据库中正常状态下的数据进行离线的处理得到必要的统计量和控制限,并存入数据库。在线监测过程中,系统平台一方面读取实时采样的数据,另一方面调用在线监测程序对实时数据进行处理,将生成统计量与数据库中相应的控制限进行比较并且实时的绘制在曲线图中。故障诊断平台也是采集实时的数据并调用故障诊断程序生成各个变量贡献的统计量并与离线的控制限进行比较,最终判断是哪个变量造成了系统运行失常。本系统是一个开放的平台,除了本文中提到的PCA方法外,还可以添加其他的在线监测与故障诊断或者质量预测方法。因此,本平台可以实现各种方法在注塑成型过程中的研究。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-20
  1.1 注塑成型过程介绍  10-15
    1.1.1 注塑机的结构组成  10-12
    1.1.2 注塑机的工作原理  12-15
  1.2 多变量统计过程监测与故障诊断的发展概况  15-17
  1.3 注塑成型过程监测与故障诊断技术的现状  17-19
  1.4 本文的研究内容  19-20
第2章过程监测与故障诊断平台搭建的相关技术基础  20-32
  2.1 .NET Framework技术概述  20-22
    2.1.1 .NET Framework的内容  20-21
    2.1.2 C#简介  21-22
  2.2 数据库系统的选择  22-25
    2.2.1 数据库系统发展概述  22-24
    2.2.2 Oracle数据库系统  24-25
  2.3 基于多元统计的过程监测与故障诊断理论  25-31
    2.3.1 概述  25-26
    2.3.2 多变量统计过程监测及故障诊断理论  26-31
  2.4 本章小结  31-32
第3章注塑成型过程监测与故障诊断平台的设计与实现  32-60
  3.1 注塑成型过程监测与故障诊断平台的总体结构  32-33
  3.2 注塑成型过程计算机监控系统的设计与实现  33-47
    3.2.1 注塑成型过程计算机监控系统的硬件系统设计  33-41
    3.2.2 注塑成型过程计算机监控系统的软件系统设计  41-47
  3.3 注塑成型过程监测与故障诊断数据库系统的设计与实现  47-55
    3.3.1 系统后台运行机制的设计与实现  47-48
    3.3.2 系统数据库的设计与实现  48-51
    3.3.3 系统界面的设计与实现  51-55
  3.4 基于C#的数据传输关键技术  55-57
    3.4.1 C#与SIEMENS S7-400硬件设备的交互  55-56
    3.4.2 C#与MATLAB的交互  56-57
    3.4.3 C#与数据库的交互  57
  3.5 本章小结  57-60
第4章基于子时段PCA方法的实验平台子系统的设计与实现  60-72
  4.1 引言  60
  4.2 基于子时段PCA注塑过程监测及故障诊断算法简介  60-63
  4.3 基于子时段PCA平台子系统的数据库设计  63-66
  4.4 基于子时段PCA平台子系统的界而设计  66-68
  4.5 实验平台功能综合分析  68-70
  4.6 本章小结  70-72
第5章结束语  72-74
参考文献  74-78
致谢  78

注塑成型过程监测与故障诊断平台的设计与实现

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