自動送料系統(tǒng)開題報告.doc

2011屆本科畢業(yè)設計（論文）開題報告1. 設計背景或研究意義工業(yè)上用自動送料機進行物料傳輸從上世紀就開始了，送料裝置也是在不斷改進和完善，且其功能日益強大，向著高精度化、高速度化、高柔性化、高自動化、高可靠性等特點方向發(fā)展。在控制系統(tǒng)方面已經(jīng)將單片微機（簡稱單片機）、可編程控制器（及PLC）、現(xiàn)場總線等技術運用于其中實現(xiàn)了自動化。而單片機因為其功能強大，工作安全可靠在工業(yè)上得到廣泛的應用。在現(xiàn)代工業(yè)中粉狀、粒狀等固態(tài)物料的實時、精準計量一直是固態(tài)給料領域的難題。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，隨著傳感技術、計算機技術、機電設備發(fā)展，加料設備不斷完善，現(xiàn)在工業(yè)領域自動加料器的精度一般能達到1%，較好的加料器的精度能達到0.5%，高級的加料器的精度能優(yōu)于0.2%。自動給料系統(tǒng)是配方生產(chǎn)中的一個中間關鍵環(huán)節(jié)，它的作用是將配方中的粉狀、粒狀物料和添加劑以一定的配方比例輸送至后續(xù)設備，以實現(xiàn)整個生產(chǎn)的自動化。自動給料系統(tǒng)的關鍵設備是自動給料器，它可以根據(jù)設定值，使物料保持設定的流量，使后續(xù)裝置運行穩(wěn)定、安全，保證產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定1。干燥細小顆粒等的輸送在工業(yè)上一直是一個難題，其輸送方式也是多種多樣，可分為機械輸送和氣力輸送兩大類2。為取得良好效果，細小顆粒輸送裝置不斷朝著經(jīng)濟、可靠、維護檢修量小、環(huán)保效果好、高自動化程度方向發(fā)展。1） 機械輸送細小固體顆粒及粉狀物料的主要機械輸送裝置有:皮帶運輸機、斗式提升機、螺旋輸送機、加料小車等。長期的實踐證明，機械輸送方式從在許多缺點：機械輸送設備龐大、結構復雜，布置不靈活，負荷不均電氣系統(tǒng)容易損壞。系統(tǒng)密封性能差，裝料、輸送、卸料過程中都有不同程度的漏料，環(huán)境污染嚴重。 系統(tǒng)維護檢修工作量大，檢修難度大，維檢費用高。2)氣力輸送利用氣體的流動進行固體物料輸送稱為氣力輸送。氣力輸送方式包括負壓吸引式，正壓輸送式和壓送組合式三犬類，按氣流中固體顆粒濃度又有稀相、濃相、朝濃相之分，而其中有以濃相輸送為最佳。干燥細小固體顆粒及粉狀物料因自身所具有的特點，用氣力輸送較機械輸送好，尤其是在對化工原料的輸送上。與機械式相比管道式氣力輸送的優(yōu)點有： 系統(tǒng)密閉，可以避免輸送物的受潮、污損或混人異物。 占用空同小可以比較任意地安排輸送線路。 設備簡單，操作方便，容易實現(xiàn)自動化。現(xiàn)代實踐證明，氣力輸送具有很大的優(yōu)勢，現(xiàn)已被各行業(yè)廣泛采用，并且將會主導這一領域。負壓輸送系統(tǒng)是氣力輸送中的一種典型輸送系統(tǒng)3。負壓輸送是利用輸送系統(tǒng)終點的抽吸系統(tǒng)內(nèi)的空氣，在系統(tǒng)中形成低于大氣壓的負壓氣流。物料與空氣一起從吸嘴進入系統(tǒng)內(nèi)并隨氣流到達系統(tǒng)終點，最后經(jīng)過濾分離將空氣排放到大氣中。在自動送料機的輸送管道中有許多閥，在生產(chǎn)過程中閥會頻繁動作，物料與閥之間也會有摩擦，會造成閥的磨損。氣控式閉鎖料斗依靠料斗氣體壓力的變化輸送物料，通過改變料斗氣體壓力的維持時間來控制物料的流量，實現(xiàn)了物料的無閥輸送4。在進料到出料的中間沒有閥，減少了物料與閥的磨損，還降低了管道的工藝設計在氣力輸送中還有一種輸送方式是以羅茨風機等為氣源裝置，壓運送風機為供料裝置，多路閥，雙路閥為管路轉(zhuǎn)換裝置的氣力壓運技術5。這一技術是氣力輸送的一種形式，但又優(yōu)于單純的氣力輸送系統(tǒng)。是輸送粉粒體物料進入倉儲系統(tǒng)的理想的連續(xù)輸送系統(tǒng)。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，對配料的精度要求越來越高，設備的自動化程度也在不斷提升。電磁振動給料機（又稱電振機）的自動控制系統(tǒng)由電磁振動給料機、溜槽式固體流量計、水平振動輸送機、垂直螺旋振動輸送機及貯料器等五部分組成。工作時電磁振動給料機按控制給定量，將貯料器中的物料送給固體流量計，流量計將實際給料量檢測出來，反饋給控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)電磁振動給料機，使給料量達到系統(tǒng)設定值。電磁振動給料機的自動控制系統(tǒng)可采用單片機控制，通過A/D,D/A轉(zhuǎn)換電路控制電振機的振幅，從而達到精確給料的目的6。生產(chǎn)線上物位的檢測也是很重要的，也是必要的，而且將檢測數(shù)據(jù)實時發(fā)送給控制系統(tǒng)來控制電動機準確動作，就要求數(shù)據(jù)傳輸安全可靠，這就必須依靠先進的物位物位檢測系統(tǒng)，實時收集數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)資源的優(yōu)化調(diào)度，極大地提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)線可靠順暢的運行。物位檢測就是利用傳感器來檢查物料的位置，并將數(shù)據(jù)實時的發(fā)送給控制系統(tǒng)。傳感器進行物位檢測有有線傳輸和無線傳輸，有線傳輸有很多缺點，而無線數(shù)傳技術7在物位檢測上的應用，很好地解決了傳統(tǒng)的有線傳輸網(wǎng)絡的許多缺點。無線數(shù)傳就是利用無線信道將傳感器檢測到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h端，遠端的無線收發(fā)系統(tǒng)接收到數(shù)據(jù)傳送到上位機，可實現(xiàn)實時監(jiān)控，并且其傳輸速率快，能很方便地與單片機的串口連接。在送料機構的控制系統(tǒng)的設計中，還要考慮控制系統(tǒng)的抗干擾能力。因為在控制系統(tǒng)中由單片機控制繼電器，接觸器的通斷來控制電動機，而繼電器，接觸器的通斷會產(chǎn)生浪涌電壓，會產(chǎn)生電磁干擾，影響控制系統(tǒng)的穩(wěn)定。而這種干擾可用RC吸收回路進行干擾抑制8。隨著現(xiàn)代工業(yè)自動化的發(fā)展，物料輸送實現(xiàn)自動化控制已經(jīng)可以實現(xiàn)了。而機電一體化技術在現(xiàn)代工業(yè)中的發(fā)展使計算機的應用得到了進一步的發(fā)展，如單片機，PLC，工業(yè)控制總線等。而單片機又以其獨特的優(yōu)勢在工業(yè)中得到了廣泛的應用。近年來，由于單片機控制技術、檢測技術及電力電子技術的發(fā)展，作為輔助裝置的送料機構自動化水平也越來越高。提高自動化水平不僅可以提高效率、產(chǎn)品的質(zhì)量的同時也能保證工人的人身安全。而單片機就是實現(xiàn)自動控制重要的一環(huán)，它是單片微型計算機的簡稱，是把微型計算機的各個功能部件（中央處理器CPU,隨機存儲器RAM,只讀存儲器ROM,I/O接口，定時器，計算器以及串行通信接口）集成在一塊芯片上，構成一個完整的計算機。單片機具有集成度高，體積小，成本低，控制能力強等諸多優(yōu)點。綜上所述，在本著系統(tǒng)原則，高柔性化，高生產(chǎn)效率，經(jīng)濟性，安全可靠性等原則下，對送料機構進行自動化設計，將單片機技術應用于自動化設備中實現(xiàn)自動控制。1 張錫玉，自動給料控制系統(tǒng)的設計與開發(fā)（學位論文），天津大學2 王勇，干燥細小固體顆粒及粉狀物料輸送方式探優(yōu)3 陳宜民，圓柱狀粒子氣力輸送設計計算系統(tǒng)的研究與開發(fā)（學位論文），浙江大學4 齊建勛，連續(xù)重整裝置閉鎖料斗控制系統(tǒng)開發(fā)（學位論文），天津大學5 周承惠1、鄭企2，粉粒體生產(chǎn)流程中理想的輸送系統(tǒng)我國中低壓氣力壓運技術和設備的開發(fā)和應用,(1國家糧食局科學研究院，2南京粉料體散裝運輸技術開發(fā)公司)，中國粉體技術，2001年3月第7卷 專輯6 潘春月，基于單片機的自動給料控制系統(tǒng)，溫州職業(yè)技術學院,電氣電子工程系, 煤礦機電，2006年卷27 楊榛，無線數(shù)傳技術在物位檢測系統(tǒng)中的應用（學位論文），太原理工大學8 張波、黃靜，自動控制系統(tǒng)中感性器件干擾成因及抑制措施的研究，浙江理工大學信息電子學院，工業(yè)控制計算機，2010年23卷第1期2.設計的主要環(huán)節(jié)或論文的基本內(nèi)容一、根據(jù)設計任務書及要求提出總體設計方案，方案最少兩個，比較優(yōu)劣論證其可行性選出最佳方案。二、硬件系統(tǒng)設計1、硬件系統(tǒng) 主要包括單片機的選擇（目前應用最廣泛的單片機是MCS-51系列），物位傳感器的選擇（傳感器形式多種多樣，有有線和無線之分），存儲器擴展電路的選擇（存儲器有RAM,ROM還有EPROM等），LED顯示電路的選擇（LED 顯示是現(xiàn)代生產(chǎn)中必要的終端顯示設備），鍵盤輸入電路的選擇及其其它輔助器件的選擇。2、主電路設計主要包括單片機接口電路，LED顯示電路，繼電器控制電路，抗干擾電路（抗干擾在單片機的應用中是非常重要的）等的設計。3、編程方法的選擇匯編語言是單片機編程的基礎語言，而基于windows環(huán)境的c語言編程方式是目前比較方便的編程方法。由Keil Software 公司開發(fā)的Keil C51是一種專為8051單片機設計的高效率C語言編譯器，比匯編語言有更大的優(yōu)勢。三、系統(tǒng)軟件設計設計主程序，和其它一些輔助程序，繪出主程序流程圖。四、仿真、調(diào)試。五、撰寫論文，列寫程序清單，繪制硬件設計圖紙及軟件資料。六、設計任務的主要技術指標： （1） 用一臺電機控制兩條生產(chǎn)線（2） 要能檢測到滿料狀態(tài)，并顯示出輸送、排料、滿料時間（3） 時間誤差：0.1秒（4） 具有抗干擾能力3.進度安排第 1-2 周 接到具體題目明確設計任務，并查閱相關資料，撰寫文獻綜述。第 3-4 周 按指導老師要求完成開題報告和外文資料的翻譯。第 5-8 周 根據(jù)導師或系部安排進到生產(chǎn)一線，獲取第一手感性材料，為后續(xù)設計打下基礎。聽導師講課獲取理性材料，為