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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。

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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