开题报告-自动加料机控制系统设计.doc

武汉科技学院毕业设计（论文）开题报告课题名称自动加料机控制系统设计院系名称机电工程学院专 业机械设计制造及自动化班 级机设0721学生姓名一、题目来源及课题意义 在现代科学技术的许多领域中，自动控制技术起这愈来愈重要的作用，并且，随着生产和科学技术的发展，自动化水平也越来越高。自动控制利用控制装置使被控对象的某个参数自动的按照预定的规律运行。本设计的自动加料机控制系统就是采用自动控制技术来实现功能的，这样就大大提高了工作的效率，整个过程又快又稳。实现供料自动化，提高生产效率。二、国内、外研究概况和应用前景（附参考文献）： 目前，国内外大致有几类加料器，螺旋加料器，星型加料器，活塞式加料器。螺旋加料器市场比较普遍，生产能力大，连续加料均匀等特点。活塞式加料器也有其自己的优点，结构简单，本身的体积不大，也能实现连续加料，对生产的能力可以方便的改变，实用在加料量小的机械上，在食品应用上比较受关注，有很好的发展前景，当在这一块上，国内的技术不够成熟，还待进一步的探索期，星型加料器结构复杂，体积也比较大。 随着制造工业的发展，我国加料器机械产品的开发与生产也在自力更生和消化吸收的基础上进行了探索和创新，在设计、制造及技术性能等方面取得了更足的发展。各大给料机械生产企业和研究机构在对国外一些产品如美国、日本、德国引进和消化外还积极研制开发新一代的加料器机械产品。以满足各行业的使用要求如医药、化工、农药、食品、无机盐等行业。技术工艺，是衡量一个企业是否具有先进性，是否具备市场竞争力，是否能不断领先于竞争者的重要指标依据。随着我国加料机市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。了解国内外加料机生产核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格，提高市场竞争力十分关键。本报告通过参考大量专利文献对加料机的工艺技术进展做了系统介绍，通过详细的调查和权威技术资料及相关情报的收集，为客户提供了加料机产品核心技术应用现状、技术研发、工艺设备配套、高端技术应用等多方面的信息，对于企业了解各类加料机产品生产技术及其发展状况十分有益。本报告商业应用前景部分从加料机产品的应用领域、下游产品、国内外生产现状、国内潜在生产厂家、国外生产厂家及规模、国内外产量走势、市场状况及预测、供需状况分析及预测、国内需求厂家及联系方式等诸多方面对加料机产品市场状况及发展方向做了详细论述，可作为加料机产品深加工技术发展趋势导向重要决策参考。自动动加料机有如下优点：由于加料机械的工业环境复杂、条件恶劣、生产企业小，加上我国先进机械行业起步晚等原因，导致我国加料器多为技术含量不高，与国外产品相比使用性能、产品寿命等方面差距较大，尤其是大型、智能、机电一体化方面还存在十分落后的局面。目前，与国外产品相比我国的加料器，仍然制作较为粗放，生产率的调节尤为不便、费时费力.且缺乏规范统一性。（1）加料器可靠耐用，维护量少，生产效率高，便于自动化管理；（2）大型化可提高处理能力，适应高产高效集约化生产需要，实现微机自动化控制、动态分析和监控技术相结合；（3）拓展各机型的适用范围以满足不同物料运输的需要，降低动力消耗和噪声，更加环保和人性化设计。尽管我国机械工业有了长足的进步，部分机械设计已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂机器。与发达国家的机械工业相比，仍有不小的差距。从加料机的发展历程可以看出，我国加料器结合国外先进技术的基础上进行自主创新以满足市场需求，提高市场竞争力。三、主要试验研究内容（包括研究内容、研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析）：1.研究内容在设计的控制系统中，可用一个电机控制两个加料生产线，由方向阀切换。两个生产线既可单独运行，也可同时运行。假如两者同时运行，当一生产线输送结束后，判断到另一个生产线排料已经结束，那么，电机不停转而方向阀换向，从而为另一个生产线送料。这样可以发挥控制系统和电机的效率，从而实现供料自动化。控制系统的控制器有单片机89C51和扩展电路组成，单片机控制继电器，继电器控制交流接触器，又由接触器控制电机等执行机构的运动。本控制系统可以根据送料工艺的需要，设置两条生产线的输送、排料、满料、空料等参数值，也可装载系统前次工艺参数值。2.研究方法本设计的由单片机控制的自动加料系统是与料斗式干燥机配套的加料系统。根据加料工艺要求，其工作原理是：先将真空管关闭，启动电机，用低真空气流将塑料树脂粒子送入真空管，电机停转，再将粒子排入料斗，如此循环。3技术路线（1） 用一台电机控制两条生产线（2） 要能检测到满料状态，并显示出输送、排料、满料时间（3） 时间误差：0.1秒（4） 具有抗干扰能力 自动加料机系统有8个按键：启动两条生产线启动1键和启动2键、分秒选择键、时间设置加、时间设置减、显示生产线状态的切换键、时间设置键、时间切换键。另外还有8个显示控制状态的发光二极管。由于单片机的并行口有限，本系统采用8255A拓展并行口。 8255A是通用可编程并行接口芯片，包含三个8位并行口PA、PB、PC和一个控制寄存器，并具有三种操作方式，本系统PA接8个按键，PB接8个发光二极管，/CS接74LS138的输出脚Y1采用方式0基本I/O方式，PA输入、PB输出，此时8255A的控制字为98H。4. 系统的抗干扰及可靠性 单片机系统供电线路是干扰的主要来源，电源采用隔离电压器接入电网，隔离变压器在初级和次级之间加了一层屏蔽层，交流接触器是继电器控制器的，在紧靠交流接触器的输入端口并上一个电阻和电容串联的电路滤去高次谐波。每个集成电路的芯片的电源和地之间要并上0.1mf的陶瓷电容。在输入输出的通道上要加光隅p521。除了在继电器通道上外，两个满料信号也要经过p521光隅才送至INT0 INT1。另外，教学地和模拟的要分开，教学地线要粗而短。软件抗干扰方面，本系统采用指令沉余和软件陷进，当CPU受到干扰红藕，会把一些操作当指令码来执行，引起程序混乱。由于当PC指针飞到单字节指令上时，会自动步入正轨。因此我们在程序中人为地在RET、RETI、LCALL、LJMP、AJMP、DJZE、JZ、CJNE、等处插入一些单字节指令。并在继电器开闭指令SET、CLR前插入两条NOP指令。同时当程序飞到ROM中未使用的非程序区时，非程序区要能捕获PC指令并强行拉到处理故障程序中。5、继电器控制电路 自动加料机把塑料粒子送到一个真空管，在输送时真空管闭合，排料时真空管需要打开，将粒子送到排料漏斗。本设计共需4个继电器控制交流接触器，经考虑采用4123无极12V直流控制24V的交流继电器，并利用光隅合器件P521和MCU隔开。 89C51的P1初始值为OFFH，所以加一个74LS04反相器使得继电器初始不产生闭合。MC1458是无源驱动器，IN4007组成续流继电器的二极管。MC1413的CAM脚接外部模拟地，P521的脚2接数字地。 参考文献：1吴宗泽.机械零件设计手册.机械工业出版社，2003.112运输机械设计选用手册编辑委员会.运输机械设计手册（下册），化学工业出版社，1999.13吴宗泽、罗圣国.机械设计课程设计手册，高等教育出版社，2006.54肖旭辉.食品机械与设备，科学出版社，20065卜炎.机械传动装置设计手册（上