自动送料系统开题报告.doc

2011届本科毕业设计（论文）开题报告1. 设计背景或研究意义工业上用自动送料机进行物料传输从上世纪就开始了，送料装置也是在不断改进和完善，且其功能日益强大，向着高精度化、高速度化、高柔性化、高自动化、高可靠性等特点方向发展。在控制系统方面已经将单片微机（简称单片机）、可编程控制器（及PLC）、现场总线等技术运用于其中实现了自动化。而单片机因为其功能强大，工作安全可靠在工业上得到广泛的应用。在现代工业中粉状、粒状等固态物料的实时、精准计量一直是固态给料领域的难题。经过几十年的发展，随着传感技术、计算机技术、机电设备发展，加料设备不断完善，现在工业领域自动加料器的精度一般能达到1%，较好的加料器的精度能达到0.5%，高级的加料器的精度能优于0.2%。自动给料系统是配方生产中的一个中间关键环节，它的作用是将配方中的粉状、粒状物料和添加剂以一定的配方比例输送至后续设备，以实现整个生产的自动化。自动给料系统的关键设备是自动给料器，它可以根据设定值，使物料保持设定的流量，使后续装置运行稳定、安全，保证产品的质量稳定1。干燥细小颗粒等的输送在工业上一直是一个难题，其输送方式也是多种多样，可分为机械输送和气力输送两大类2。为取得良好效果，细小颗粒输送装置不断朝着经济、可靠、维护检修量小、环保效果好、高自动化程度方向发展。1） 机械输送细小固体颗粒及粉状物料的主要机械输送装置有:皮带运输机、斗式提升机、螺旋输送机、加料小车等。长期的实践证明，机械输送方式从在许多缺点：机械输送设备庞大、结构复杂，布置不灵活，负荷不均电气系统容易损坏。系统密封性能差，装料、输送、卸料过程中都有不同程度的漏料，环境污染严重。 系统维护检修工作量大，检修难度大，维检费用高。2)气力输送利用气体的流动进行固体物料输送称为气力输送。气力输送方式包括负压吸引式，正压输送式和压送组合式三犬类，按气流中固体颗粒浓度又有稀相、浓相、朝浓相之分，而其中有以浓相输送为最佳。干燥细小固体颗粒及粉状物料因自身所具有的特点，用气力输送较机械输送好，尤其是在对化工原料的输送上。与机械式相比管道式气力输送的优点有： 系统密闭，可以避免输送物的受潮、污损或混人异物。 占用空同小可以比较任意地安排输送线路。 设备简单，操作方便，容易实现自动化。现代实践证明，气力输送具有很大的优势，现已被各行业广泛采用，并且将会主导这一领域。负压输送系统是气力输送中的一种典型输送系统3。负压输送是利用输送系统终点的抽吸系统内的空气，在系统中形成低于大气压的负压气流。物料与空气一起从吸嘴进入系统内并随气流到达系统终点，最后经过滤分离将空气排放到大气中。在自动送料机的输送管道中有许多阀，在生产过程中阀会频繁动作，物料与阀之间也会有摩擦，会造成阀的磨损。气控式闭锁料斗依靠料斗气体压力的变化输送物料，通过改变料斗气体压力的维持时间来控制物料的流量，实现了物料的无阀输送4。在进料到出料的中间没有阀，减少了物料与阀的磨损，还降低了管道的工艺设计在气力输送中还有一种输送方式是以罗茨风机等为气源装置，压运送风机为供料装置，多路阀，双路阀为管路转换装置的气力压运技术5。这一技术是气力输送的一种形式，但又优于单纯的气力输送系统。是输送粉粒体物料进入仓储系统的理想的连续输送系统。随着生产的发展，对配料的精度要求越来越高，设备的自动化程度也在不断提升。电磁振动给料机（又称电振机）的自动控制系统由电磁振动给料机、溜槽式固体流量计、水平振动输送机、垂直螺旋振动输送机及贮料器等五部分组成。工作时电磁振动给料机按控制给定量，将贮料器中的物料送给固体流量计，流量计将实际给料量检测出来，反馈给控制系统，调节电磁振动给料机，使给料量达到系统设定值。电磁振动给料机的自动控制系统可采用单片机控制，通过A/D,D/A转换电路控制电振机的振幅，从而达到精确给料的目的6。生产线上物位的检测也是很重要的，也是必要的，而且将检测数据实时发送给控制系统来控制电动机准确动作，就要求数据传输安全可靠，这就必须依靠先进的物位物位检测系统，实时收集数据信息，实现资源的优化调度，极大地提高生产效率，保证生产线可靠顺畅的运行。物位检测就是利用传感器来检查物料的位置，并将数据实时的发送给控制系统。传感器进行物位检测有有线传输和无线传输，有线传输有很多缺点，而无线数传技术7在物位检测上的应用，很好地解决了传统的有线传输网络的许多缺点。无线数传就是利用无线信道将传感器检测到的数据传输到远端，远端的无线收发系统接收到数据传送到上位机，可实现实时监控，并且其传输速率快，能很方便地与单片机的串口连接。在送料机构的控制系统的设计中，还要考虑控制系统的抗干扰能力。因为在控制系统中由单片机控制继电器，接触器的通断来控制电动机，而继电器，接触器的通断会产生浪涌电压，会产生电磁干扰，影响控制系统的稳定。而这种干扰可用RC吸收回路进行干扰抑制8。随着现代工业自动化的发展，物料输送实现自动化控制已经可以实现了。而机电一体化技术在现代工业中的发展使计算机的应用得到了进一步的发展，如单片机，PLC，工业控制总线等。而单片机又以其独特的优势在工业中得到了广泛的应用。近年来，由于单片机控制技术、检测技术及电力电子技术的发展，作为辅助装置的送料机构自动化水平也越来越高。提高自动化水平不仅可以提高效率、产品的质量的同时也能保证工人的人身安全。而单片机就是实现自动控制重要的一环，它是单片微型计算机的简称，是把微型计算机的各个功能部件（中央处理器CPU,随机存储器RAM,只读存储器ROM,I/O接口，定时器，计算器以及串行通信接口）集成在一块芯片上，构成一个完整的计算机。单片机具有集成度高，体积小，成本低，控制能力强等诸多优点。综上所述，在本着系统原则，高柔性化，高生产效率，经济性，安全可靠性等原则下，对送料机构进行自动化设计，将单片机技术应用于自动化设备中实现自动控制。1 张锡玉，自动给料控制系统的设计与开发（学位论文），天津大学2 王勇，干燥细小固体颗粒及粉状物料输送方式探优3 陈宜民，圆柱状粒子气力输送设计计算系统的研究与开发（学位论文），浙江大学4 齐建勋，连续重整装置闭锁料斗控制系统开发（学位论文），天津大学5 周承惠1、郑企2，粉粒体生产流程中理想的输送系统我国中低压气力压运技术和设备的开发和应用,(1国家粮食局科学研究院，2南京粉料体散装运输技术开发公司)，中国粉体技术，2001年3月第7卷 专辑6 潘春月，基于单片机的自动给料控制系统，温州职业技术学院,电气电子工程系, 煤矿机电，2006年卷27 杨榛，无线数传技术在物位检测系统中的应用（学位论文），太原理工大学8 张波、黄静，自动控制系统中感性器件干扰成因及抑制措施的研究，浙江理工大学信息电子学院，工业控制计算机，2010年23卷第1期2.设计的主要环节或论文的基本内容一、根据设计任务书及要求提出总体设计方案，方案最少两个，比较优劣论证其可行性选出最佳方案。二、硬件系统设计1、硬件系统 主要包括单片机的选择（目前应用最广泛的单片机是MCS-51系列），物位传感器的选择（传感器形式多种多样，有有线和无线之分），存储器扩展电路的选择（存储器有RAM,ROM还有EPROM等），LED显示电路的选择（LED 显示是现代生产中必要的终端显示设备），键盘输入电路的选择及其其它辅助器件的选择。2、主电路设计主要包括单片机接口电路，LED显示电路，继电器控制电路，抗干扰电路（抗干扰在单片机的应用中是非常重要的）等的设计。3、编程方法的选择汇编语言是单片机编程的基础语言，而基于windows环境的c语言编程方式是目前比较方便的编程方法。由Keil Software 公司开发的Keil C51是一种专为8051单片机设计的高效率C语言编译器，比汇编语言有更大的优势。三、系统软件设计设计主程序，和其它一些辅助程序，绘出主程序流程图。四、仿真、调试。五、撰写论文，列写程序清单，绘制硬件设计图纸及软件资料。六、设计任务的主要技术指标： （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3.进度安排第 1-2 周 接到具体题目明确设计任务，并查阅相关资料，撰写文献综述。第 3-4 周 按指导老师要求完成开题报告和外文资料的翻译。第 5-8 周 根据导师或系部安排进到生产一线，获取第一手感性材料，为后续设计打下基础。听导师讲课获取理性材料，为