开题报告-基于西门子plc的种子包衣机自动控制系统设计

开题报告课题名称基于西门子PLC的种子包衣机自动控制系统课题来源B.社会生产实践课题类型工程设计类1．选题的背景及意义：种子包衣是以种子为载体，以包衣设备为手段，将含有农药、复合肥料、生长调节剂等有效成份的种衣剂(通常为胶悬液)按一定比例均匀有效地包敷到种子表面的加工处理技术。在种子包衣后的有效期内，它不但给种子的发芽和幼苗期的生长提供充足的养份，而且可以杀死种子表皮内外的病菌，防止病虫侵袭，实现播前植保、带肥下田，达到保苗、壮苗，增产、增收之目的。国外的种子包衣技术起步早、投入大，发展快，目前正向着专用化、精细化、自动化、人性化方向发展。近年来，随着农业生产的快速发展和农业新品种、栽培新技术的推广应用以及我国对种子市场管理力度的加大，对种子包衣质量也提出了越来越高的要求，即种子被种衣剂包裹的面积要求达到80％才算合格，而且包衣合格率要在93％以上。对于种子包衣机而言，种子与药剂的均匀供给和精确计量对包衣质量有着非常重要的影响。目前，国内种子包衣设备大多是吸纳美国、意大利、德国等早期技术进行研制的，与国外先进水平存有较大差距。因此从根本上扭转长期低水平重复和关键设备大量进口的局面，构建和提升种子加工技术与装备研发的技术平台，满足我国高产、优质、高效农业生产的用种需求，研究与集成人性化、洁静化、自动化、优质高效的现代种子加工成套技术装备已成为该行业的发展趋势，研究基于PLC的种子包衣机控制系统具有十分重要的意义。2．研究内容拟解决的主要问题：（1）掌握种子包衣机的工作原理，研究人性化操作和自动化调控技术，并确定相关参数；（2）种子与种衣剂连续、同步、均匀供给技术与精确计量控制技术研究；（3）生产率，容重，种药混配比等生产参数与供种装置、供液系统等工作部件关联匹配特性研究；（4）设备运行安全性和包衣作业过程监控技术的研究；（5）多部件协调组合控制技术研究；（6）控制系统结构原理研究及硬件确定与选型；（7）研究并编制系统控制软件和监控软件；3．研究方法技术路线：电控系统是包衣机的关键部分，控制系统的优劣直接影响包衣机作业质量的高低和使用性能的好坏。基于PLC的种子包衣机的控制系统是自动化设备的重要组成部分。本课题设计了以PLC为控制核心，以触摸屏为人机交流窗口，并结合软件、变频、传感等技术的自动控制系统。重点进行了系统硬件选型设计、系统监控软件与系统控制软件设计及主要工程技术问题研究，并对设备性能检测结果进行综合分析。解决了现有包衣机电控系统简单粗放，包衣作业质量差等问题，实现了包衣作业部件保护、种药精确计量、作业自动控制、安全生产和人性化操作。包衣机控制系统总体设计：提出包衣机控制系统的设计要求及主要指标，研究分析包衣作业工艺流程，进行了系统总体技术方案设计，并对机械部件执行结构及工作原理进行分析；控制系统硬件选型和设计：完成PLC选型及其I/O口电路设计、触摸屏选型、变频器选型、各类传感器选型及电控柜设计等；控制系统监控软件设计：人机交流界面选用TP170A型触摸屏，采用SIMATICProTool/ProCS组态软件设计系统监控软件；种子包衣机系统控制软件设计：完成系统控制软件流程图和工作部件及功能模块设计及种药供给控制设计，实现各工作部件的有机组合，按序启闭，协调工作，并可实现故障保护，报警提示等功能。4．研究的总体安排和进度计划：时间（第周）工作内容第一周课题调研，查阅资料，熟悉有关软件的应用功能第二周完成开题报告及外文文献翻译第三周阅读文献，掌握种子包衣机的基础知识第四周阅读文献，掌握PLC，HMI的基础知识第五周拟定PLC控制种子包衣机控制系统总体设计方案第六周绘制PLC控制种子包衣机的工作原理图第七周进行相关计算，确定主要元器件的技术参数第八周进行系统硬件设计第九周进行系统软件设计第十周绘制控制系统图第十一周撰写毕业设计说明书第十二周完成论文初稿并检查，送交指导教师批阅第十三周论文修改结束并定稿，准备答辩相关事宜5．主要参考文献：[1]杨文焕.电机与拖动基础[M].西安电子科技大学出版社，2008[2]李金城.三菱FX2NPLC功能指令应用详解[M].电子工业出版社，2011[3]秦曾煌.电工学第七版上册电工技术[M].高等教育出版社，2009[4]郁有文.传感器原理及工程应用[M].西安电子科技大学出版社，2014[5]周军.电气控制与PLC[M].机械工业出版社，2007[6]高钟毓.机电控制工程[M].清华大学出版社，2011[7]张万忠、刘明芹.电器与PLC控制技术[M].北京：化学工业出版社，2008.[8]李发海、王岩.电机与拖动基础[M].北京：清华大学出版社，2008.[9]郑萍.现代电气控制技术[M].重庆:重庆大学出版社，2008.[10]王田苗,丑武胜.机电控制基础理论及应用[M].北京:清华大学出版社，2003.[11]张凤珊,祖龙起.电气控制及可编程序控制器[M].中国轻工业出版社2003.[12]袁任光.可编程控制器(PC)应用技术与实例[M].广州:华南理工大学出版社，2001.[13]王卫星，傅立思，孙耀杰.可编程控制器原理及应用[M].北京:中国水利水电出版社，2002[14]王启义.中国机械设计大典[M].南昌：江西科学技术出版社，2002[15]成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2004指导教师意见：该同学查了与毕业设计相关文献，并对文献进行阅读，比较，分析和综合，对问题的研究状况进行了综合叙述。文献的搜集，整理，分析为完成毕业设计奠定了基础。所查文献符合预定工作量。该同学认真了解了基于西门子PLC的种子包衣机自动控制系统设计的目的和意义。研究思路清晰，方法可行，总体进度安排合理。同意开题。