毕业设计开题报告-基于PLC的饲料配料控制系统.doc

中 北 大 学毕业设计开题报告学 生 姓 名：学 号：学 院：计算机与控制工程学院专 业：电气工程及其自动化设计题目：基于PLC的饲料配料控制系统指导教师:2015 年 4 月 2日 毕 业 设 计 开 题 报 告1 结合毕业设计课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右文献综述：文 献 综 述1 本课题选题背景及意义 饲料工业是畜牧养殖业的基础。我国饲料工业的发展是从上世纪70年代中后期开始的，经过了四十年的发展，我国的饲料工业已完成了从手工作坊的生产方式到世界第二大饲料生产过的飞跃，成为我国的支柱产业之一1。但是与发达国家相比，我国的饲料厂的配套控制系统和高精度配料系统还相对滞后2，因此实现可靠安全的自动控制系统和高精度配料系统就显得十分迫切和必要3。 本课题主要涉及的问题是计算机控制系统的硬件和电气设计设计以及上，下位机的软件设计，基于plc的饲料配料系统设计，模块式程序设计的应用以及组态软件的开发。2 本课题的发展历程和现状2.1饲料厂的控制系统发展历程 饲料厂自动控制系统的发展经历了人工手动控制，机械电气控制，单片机控制，工业计算机集中控制等几个阶段4-6。 第一阶段,饲料加工技术比较简单，每个机械之间没有逻辑联系，现场操作简单，手工记录数据，产品质量与认为因素有很大关系。 第二阶段，继电器手工控制在很大程度上降低了人工的劳动强度，但大量的中间继电器和时间继电器组成的电控系统非常复杂，可靠性低7。第三阶段，随着大规模集成芯片技术的成熟，单片机控制系统应用而生，单片机配料系统见俩种设计复杂程度降低，可靠性提高，但其抗干扰能力较差。第四阶段，随着计算机技术的迅速发展，工控的饲料自控系统应用而生，这种系统大多采用集中控制方式8。计算机除具有工艺测量控制，工况实时显示，提供数据储存，报表打印等功能外，还要完成对各项的直接控制和数据采集任务9-11。2.2现今国外研究状况随着21世纪饲料加工新技术的出现，特别是现场总线和计算机技术的发展，饲料工业的自动化控制水平也在提高，欧美一些国家的饲料厂由火车，汽车进料，到成品散装出料，全部计算机自动控制，整厂单班操作人员不超过俩人12-13。饲料厂的管理和控制全部由计算机控制，管控系统采用先进的模块化结构，可根据各部门的职能选择不同的系统模块。通过对人员管理系统，财务核算系统，原料接受系统，成品发放系统和生产加工系统共5个子计算机系统的管理，全部掌控整个饲料厂运营14。2.3国内研究状况 我国饲料工业始于70年代，经历了从无到有，从小到大，从手工加工到工控机的饲料厂控制系统的几个发展阶段15。但是，在总体上，我国的饲料加工控制系统存在技术不够先进，企业平均规模小，综合生产水平低等问题16-18。因此，进一步提高饲料加工厂的自动化程度，仍十分紧迫，设计出高性能自动控制系统和高精度自动配料系统意义重大。所以本课题的研究具有很强的实用性19-21。3 本课题的主要研究工作 设计一套大型饲料生产加工厂的自动控制系统，在满足饲料生产高效高精度的要求。饲料生产的关键环节是配料工段，他不仅影响饲料的质量，还影响生产产量。所以本课题以配料工段为中心进行研究22。 具体工作有：（1）在查阅国内外相关的资料和去当地厂去实地考察的基础上，对现在饲料加工厂的自动化控制系统发展状况进行详细了解介绍，分析其发展趋势。（2）通过介绍plc的组成和工作原理，应用特点等，来说明plc应用的可行性和普遍性。（3）对配料系统总体设计和选用，对上位机对比选型及软件编程和下位机的设计分析。（4）对上下位机的通信方案设计和编程,对plc控制系统的设计（5）对传感器的设计和选型，对其他辅助器件的设计（6）对设计好的配料系统的仿真和测试结果进行分析（7）对论文的总结及其展望参考文献1吴德胜.21世纪饲料加工新技术J.东北饲料信息,2008,22(2):12-155西门子（中国）有限公司自动化与驱动集团.深入浅出西门子S7-300PLCM.北京:北京航空航天大学出版社,2004:78-862MintehellGA.OpenSysteminProcessControlJ.ControlEngineering.1999(9).3Minke.Spear.FromFieldbustoEthernetJ.ProeessEngineering2004，85(5):31一324何晓龙.水泥配料自动化系统的研制D.南京:南京理工大学机械电子工程学院,20075严盈富.触摸屏与PLC入门.北京:人民邮电出版社,20066胡学林.可编程控制器教程（提高篇）M.北京：电子工业出版社.2005，87张万忠、刘明芹电器与PLC控制技术北京：化学工业出版社.2003.88T.J.byers.ElectronicTestEquipmentoperationandApplicationsM.London;NewYork:Granada;Brookfield,Vt.:DistributedbyRenoufUSA,1981.9王宽仁,赵世强.基于虚拟主机技术的微机配料系统设计及实现J.工业仪表与自动化装置,2002,1(1):23-2510王锦标.计算机控制系统M.北京:清华大学出版社，2004.11阳宪惠.现场总线技术及及其应用M.北京:清华大学出版社，1999.12何衍庆，余金寿，蒋慰孙.工业生产过程控制M.北京:化学工业出版社，2004.13邹益仁，马增良，蒲维.现场总线控制系统的设计与开发M.北京:国防工业出版社，2003.14周明.现场总线控制M.北京，中国电力出版社，2002.15袁爱进等.现场智能测控仪表软件集成技术的研究J.仪器仪表学报，2001.16高鸿斌，孔美静，郝孟合.西门子PLC与工业控制控制网络应用M.北京:电子工业出版社，2006.17严丽霞，翟坦.基于Profibus的经济型现场总线控制系统J.自动化与仪器仪表，200118王常力,罗安著.集散型控制系统选型与应用M.北京:清华大学出版社,2001:89-9019王争.红狮控制J.控制与传动,2009,1(1):45-4620张君霞.高炉上料控制系统的研究D.成都:西南交通大学机械工程学院,200521SIEMENSCorp.SIMATICS7-300AutomationSystemJ.HardwareandInstallation,CPU31XCandCPU3lxSIMENSAG,2003,622吴晓莉，林哲辉等.Matlab辅助模糊系统设计M.西安:西安电子科技大学出版社，2002.23李士勇.模糊控制和智能控制理论与应用M.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，1990. 毕 业 设 计 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1 本文主要研究的问题（1）关键问题（包含系统设计指标）： 1）饲料加工的自动控制系统的硬件和软件设计； 2）基于PLC控制的自动喂料控制系统设计； 3）模块式程序设计的应用及组态软件的开发。（2） 主要功能模块 1）操作功能模块：控制室的操作功能对被控设备运行进行在线实时控制，如在线设置plc的某些参数来启停某一设备，调节某些输出量的大小。 2）显示功能模块：控制室能实时的显示各个模块的工况，以及参数。 3）数据管理模块：系统运行参数的变化，都会存储的生产数据库中，通过对数据库的分析，可以针对性的来维护，提高设备运行率。 4）报警功能模块：当设备出现故障或测量值超过给定范围，提升机失速，刮板堵料等情况时，系统将根据不同情况发出不同等级的警告信号。2. 本课题拟采用的研究途径 根据课题要求熟练的应用所学的plc知识及软硬件设计能力，以施耐德为PLC主站，并将电源柜PLC柜，变频控制柜，设备控制柜，电子计量秤，以及若干现场操作箱有机连接，从而实现对整个流程的控制。 毕 业 设 计 开 题 报 告指导教师意见：1 对“文献综述”的评语：该论文的文献综述详细阐述了本课题的选题背景、饲料工业的发展和国内外现状。提出一套