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产品质量在线监控系统的设计

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自拟题目

1、研究目的和意义

    近年来，为了适应市场需求，我国对产品质量要求日趋提高，国内各生产厂家都在努力扩大生产规模，降低生产成本，提高生产质量。随着生产规模的不断扩大，过程参数和控制回路逐渐增多，对企业的综合信息管理，生产过程的自动化控制提出了更高的要求，使得目前生产线采用人工巡视各个控制点的情况，发现问题再加以手工调节的方式远远不能满足啤酒生产规模日益增大，罐装质量、罐装精度日益提高的要求（这样的人工巡检存在一定的不确定因素，如操作人员发现问题的时间延迟、眼睛观察的误差、工人的责任心等都影响罐装过程各参数的精确度）。因此开发啤酒罐装生产线的自动监控系统显得尤为重要。 
  鉴于上述原因，我们研制并开发了"产品质量在线监控系统"，该系统为监控技术、监测技术于一体的计算机监控系统。各级调节决策人员可以了解生产作业进程情况，理顺各个生产环节，统计分析每日的生产进度，准确判断事故发生的原因，提高劳动生产率。通过该系统的形象直观、人机交互的工作方式可提高对突发事件的监视、识别能力。 

2、国内外发展情况(文献综述)

2、1国外研究现状

    当前大部分液位测量设备仍需进口和仿制，伴随控制科学以及电力电子技术的不断发展提高，越来越多的新技术、新工艺被应用于酒类生产当中，加快了酒类产品生产自动化和信息化的发展。同时液位测量技术也向功能多样化、高性能、智能化、自动化发展。

尤其对于测量精度要求较高场合，是以购买国外技术以及改造进口测量设备为主。国内最初研究开始于二十世纪 70 年代中叶，当时仅仅运用在军事和科研方面。国内自主研发的液位测量设备相较进口设备便宜,但测量精度不够,实现功能单一。

2、2国内机械臂研究现状

    在西方技术发达国家，从二十世纪八十年代开始，伴随着计算机网络、超声波及光纤等技术的发展与成熟，在液位测量领域这些先进的新技术和新方法得到了广泛的应用，陆续研发了各类新型的测量仪器仪表。在国外在发达国家，液位测量仪器仪表技术发展较快，其测量仪器仪表品种繁多、测量方法科学精确、测量技术比较先进，稳定性也更可靠。这些新型仪表的出现，加快了液位测量技术的自动化和信息化。在发展高精度、多功能的测量仪器仪表的同时，兼顾仪器仪表性能的稳定可靠性，使得其性价比更高，适应范围更广；特别强调使用寿命长、后期维护管理费用少等方面^[2]。

3、研究/设计的目标：

    系统以单片机为控制核心，应具有按键、显示及报警功能；实现产品质量检测及判断功能；电机控制功能。设计一个智能监控系统，实时对生产线上的产品进行质量检测，通过检测重量，尺寸，物、液位及封装等参数指标，判断产品质量等级，并根据检测结果对产品进行等级划分。系统硬件包括控制模块、电源模块、显示模块、驱动模块、按键和报警模块、传感器实时数据采集监测模块。    

4、研究/设计主要内容：

1、给出课题的背景、研究意义、国外研究现状。

设计根据目前国内酒类产品质量检测仪器的市场需求和发展现状，对酒类产品生产线的灌装液位实时检测系统以及分拣系统做了相关研究。设计了基于超声波测距、应变电阻称重及分拣技术的产品在线监控系统，具体内容包括以下几个方面：                  

（1）系统方案设计，包括系统组成和各构成模块方案的设计。  

（2）硬件设计，包括超声波测量液位电路的设计、称重电路设计、控制电路设计、计数电路设计、显示电路设计、步进电机驱动电路的设计及电源电路设计等。

（3）软件设计，包括系统主程序设计、液位测量子程序设计、报警子程序设计称重子程序设计、步进电机旋转控制程序设计、液晶显示程序设计。

（4）仿真，直流电机仿真。

程序框图：

5、本课题的进度安排

2016年11月~12月，搜集国内外与课题有关的资料，进行阅读与分析。完成开题。

2016年12月~2016年2月末，提出课题研究初步方案。

2017年3月26日~2016年4月15日，确定具体方案。

2017年4月16日~2016年5月5日，设计电路调试。

2017年5月8日~2016年5月31日，进行软件编写。

2017年6月初到最后，对研究工作和成果进行总结，撰写论文，完成整个设计的研究。

6、参考文献  

[1] 马忠梅，单片机的C语言应用程序设计（修订版）[M].北京：北京航空航天大学出版社，1993.   [2] 何立民，MCS--51系列单片机应用系统设计 [M].北京：北京航空航天大学出版社，1993.  

[3]董慧. 饮料灌装机储罐中液位测量控制系统设计[D]. 中国农业科学                           院研究生院，2014.

[4]  邢海龙. 全自动液体灌装机控制系统的设计与研究[D]. 陕西科技大学，  2009.

[5]  何奇，唐得刚. 浅析油罐液位检测的几种方法[J].计量与测试技术，2005，8-9,16.

[6]  赵玉生. 基于超声波的煤矿自动排水系统研究[J].山西煤炭，2007.

[7]  李玲. 电阻应变式传感器在电子秤中的应用.《卷宗》 2014. 第10期 

[8]  冯晶. 精密应变式力传感器的设计.《安徽电子信息职业技术学院学报》 2008

[9]  陕云凌. 密闭容器内液体液位超声测量技术的研究[D].中北大学，2008.

[10]  朱江. 超声波液位仪设计与精确度的研究[D].吉林大学，2009.

[11] 刘尹霞,张晓红. 电阻应变式传感器在电子汽车衡中的故障分析《衡器》-2007

[12] 熊方. 上引法电缆生产中牵引系统的步进电机控制.电子科技大学.2011

 指导教师意见:

教师签字：

年     月      日

毕业设计领导小组意见:

         组长签字：

年      月      日