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黑龍江科技學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
開 題 報(bào) 告
題目 復(fù)合化肥混合比例裝置及PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
專題 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)滾筒的防滑處理
班級(jí) 機(jī)02-7班
學(xué)號(hào) 09號(hào)
姓名 龍銀萍
指導(dǎo)教師 陳煥林 黑龍江科技學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告
一、 立論依據(jù)（包括項(xiàng)目研究的目的和意義，國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析）；
1、 項(xiàng)目的研究意義
在化工以及冶金、建材、飼料、加工等行業(yè)，配料工段一般都是整條生產(chǎn)線非常重要的一環(huán)。配料工段直接關(guān)系到生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量。如今，配料工段的自動(dòng)化越來越普遍，作為實(shí)現(xiàn)配料工段自動(dòng)化手段的可編程控制配料系統(tǒng)必將會(huì)得到更為廣泛的應(yīng)用。
在生產(chǎn)過程或工藝流程中,對(duì)各種配料稱重、定量稱重及現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)的要求愈來愈高，現(xiàn)代的稱重計(jì)量?jī)x器,不僅要給出重量或質(zhì)量,也要作為過程檢測(cè)系統(tǒng)中的一個(gè)單元而具有測(cè)量、計(jì)算、控制、檢驗(yàn)及通訊等功能,它們已成為工藝技術(shù)、儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)、預(yù)包裝技術(shù)、收發(fā)貨業(yè)務(wù)及商業(yè)銷售行業(yè)中必不可少的組成部分,推進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)和貿(mào)易交往的自動(dòng)化和合理化。
配料工序是復(fù)合化肥生產(chǎn)過程中非常重要的環(huán)節(jié)，其配料精度直接影響著化肥產(chǎn)品的質(zhì)量，落后的配料設(shè)備不僅效率低而且配料不準(zhǔn),手工操作又將人的因素引入配料環(huán)節(jié)，使工藝配方難以在生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定及進(jìn)一步提高，因此實(shí)現(xiàn)高精度自動(dòng)配料對(duì)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)有著極為重要的意義。
2、國(guó)內(nèi)外的科技現(xiàn)狀
在復(fù)合肥的生產(chǎn)特別是對(duì)原料配比控制系統(tǒng)總存在一定的不足，有的成本高，不易推廣；有的精度與可靠性差，無法在環(huán)境惡劣、現(xiàn)場(chǎng)干擾大的場(chǎng)合滿足高精度的配料要求。并且大多數(shù)使用的是通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，因而成本高、靠干擾能力差。
在工業(yè)生產(chǎn)中，很多情況下是通過現(xiàn)場(chǎng)操作人員按照配比，人工調(diào)節(jié)給料機(jī)的給料量。其缺點(diǎn)是給料量的大小完全靠操作人員的經(jīng)驗(yàn)或"人工跑盤"的結(jié)果來決定，配比精度較差，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，自動(dòng)化水平極低。
配料系統(tǒng)普遍存在的問題是：配料精度低，機(jī)電控制部分的可靠性差，缺少數(shù)據(jù)庫(kù)管理生產(chǎn)以及對(duì)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)視。配料精度低的主要原因是電子秤系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性范圍小，而可靠性差主要是中間繼電器和微機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性低所致。通過電子皮帶秤生產(chǎn)廠家和用戶的共同努力，近年來電子皮帶秤的精度和使用情況有了一定的改善，但仍然存在運(yùn)行維護(hù)量較大，精度校核工作繁重、程序多等問題，遠(yuǎn)未能達(dá)到如靜態(tài)電子衡器所能達(dá)到的使用精度和使用效果。
二、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的用途和應(yīng)用領(lǐng)域
在化工以及冶金、建材、飼料、加工等行業(yè)，配料工段一般都是整條生產(chǎn)線非常重要的一環(huán)。在化工加工行業(yè)，配料工段直接關(guān)系到生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量。
其中所涉及的稱重計(jì)量技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，已經(jīng)遍及冶金、交通、鐵道、煤炭、機(jī)械、電力、建材、化工、輕工等行業(yè)。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，有不少行業(yè)如化工、飼料、建材、制藥等都需要對(duì)生產(chǎn)原料按照一定的比例混合，通過配制加工成產(chǎn)品。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)配料系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)也日益成熟，并以其計(jì)量準(zhǔn)確、安全可靠、自動(dòng)化程度高，廣泛地應(yīng)用于化工、礦山、建材、食品、冶金、港口、電力等多種行業(yè)。它既可以自成系統(tǒng)，獨(dú)立工作，也可以接入DCS、FCS系統(tǒng)。介紹的自動(dòng)配料技術(shù)設(shè)計(jì)合理、精度高、運(yùn)行可靠，可完全替代進(jìn)口產(chǎn)品。
三、設(shè)計(jì)方案
1、設(shè)計(jì)目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題（分別填寫）
（1）設(shè)計(jì)目標(biāo)：
PLC配料控制系統(tǒng)是配料工藝過程控制和質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。PLC配料控制系統(tǒng)可以按照設(shè)定配比和流量控制各輸入物料的瞬時(shí)流量，從而達(dá)到控制各種產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量的目的，具有極高的推廣價(jià)值。它是復(fù)合化肥生產(chǎn)的科學(xué)管理、安全穩(wěn)定生產(chǎn)和節(jié)能降耗的重要技術(shù)手段。PLC配料控制系統(tǒng)在生產(chǎn)中的應(yīng)用不僅可以提高配料質(zhì)量和產(chǎn)量,也大大減輕了崗位工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了生產(chǎn)效率。
（2）研究?jī)?nèi)容：
在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，有不少行業(yè)如化工、飼料、建材、制藥等都需要對(duì)生產(chǎn)原料按照一定的比例混合，通過配制加工成產(chǎn)品。以PLC作為控制核心的電子配料控制器，包括其中的精度問題以及速度傳感器對(duì)粉料的檢測(cè)，即對(duì)如何實(shí)現(xiàn)配料系統(tǒng)的自動(dòng)化進(jìn)行了探討,通過運(yùn)用PLC來對(duì)復(fù)合肥配料比例控制。
（3）擬解決的關(guān)鍵問題。
對(duì)復(fù)合肥配料中所涉及的各個(gè)環(huán)節(jié)受運(yùn)行環(huán)境影響，對(duì)電子皮帶秤的稱重精度有很大影響。如：配料精度與配料速度之間存在著矛盾，即當(dāng)快速給料時(shí)，稱量速度可以保證，但精度難以保證；當(dāng)慢速給料時(shí)，稱量精度能保證，但效率低。由于給料倉(cāng)口和稱量倉(cāng)之間有一定的距離，當(dāng)電子配料控制器檢測(cè)到稱量倉(cāng)里物料重量達(dá)到給定值時(shí)，PLC發(fā)出關(guān)閉倉(cāng)門的命令，由于關(guān)閉倉(cāng)門等機(jī)械動(dòng)作會(huì)造成一定的延時(shí)，在這段延時(shí)時(shí)間內(nèi)物料繼續(xù)下落形成的過沖量會(huì)造成系統(tǒng)稱量的誤差。為了解決這類問題，采用PLC技術(shù)等方法等自動(dòng)控制系統(tǒng)。
2、設(shè)計(jì)方案（須有文字和示意簡(jiǎn)圖說明）
在化工生產(chǎn)中，采用帶式輸送機(jī)連續(xù)輸送，而皮帶秤是一種能解決帶式運(yùn)輸機(jī)散裝物料連續(xù)自動(dòng)稱量和自動(dòng)配料的衡器。
電子皮帶秤供料原理
如上圖所示，物料由料斗落在輸送皮帶上形成連需物料流，檢測(cè)裝置感測(cè)到皮帶上物料重量變化轉(zhuǎn)換成電量信號(hào)，信號(hào)經(jīng)檢波，對(duì)比校正、放大等綜合處理后，控制可逆電機(jī)來調(diào)節(jié)閘門的開合度，從而控制皮帶上物料層厚度，以保證物料以恒定重量被輸送。物料從皮帶上落下時(shí)，被均速轉(zhuǎn)動(dòng)的等轉(zhuǎn)動(dòng)的等分格圓盤截取相等重量的物料，經(jīng)圓盤分隔，通過落料過程，只要調(diào)配好皮帶的速度與等分隔圓盤的轉(zhuǎn)速，即可達(dá)到所需的定量。
除上述按重量定量的供料機(jī)構(gòu)外，還有振動(dòng)供料雙杠桿自動(dòng)秤、螺旋供料電子秤等等。
粉粒料可按流量來定量，如可使物料從定截面的料口流出，根據(jù)流速和活門開閉時(shí)間（供料時(shí)間）就可確定供料量。但物料的視密度、流量、流速等必須穩(wěn)定。
3、題目的可行性分析：
自動(dòng)配料系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理周密，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，控制精確度好。
物料由料斗落在輸送皮帶上形成連需物料流，檢測(cè)裝置感測(cè)到皮帶上物料重量變化轉(zhuǎn)換成電量信號(hào)，信號(hào)經(jīng)檢波，對(duì)比校正、放大等綜合處理后，控制可逆電機(jī)來調(diào)節(jié)閘門的開合度，從而控制皮帶上物料層厚度，以保證物料以恒定重量被輸送。物料從皮帶上落下時(shí)，被均速轉(zhuǎn)動(dòng)的等轉(zhuǎn)動(dòng)的等分格圓盤截取相等重量的物料，經(jīng)圓盤分隔，通過落料過程，只要調(diào)配好皮帶的速度與等分隔圓盤的轉(zhuǎn)速，即可達(dá)到所需的定量。
粉粒料可按流量來定量，如可使物料從定截面的料口流出，根據(jù)流速和活門開閉時(shí)間（供料時(shí)間）就可確定供料量。
因此，用PLC技術(shù)對(duì)復(fù)合肥的配料控制系統(tǒng)是可行的，更是優(yōu)選的方案。
4、本項(xiàng)目的創(chuàng)新之處
設(shè)計(jì)中有三個(gè)部分：運(yùn)用可編程控制器（PLC）、電子皮帶秤及其相對(duì)應(yīng)的皮帶輸送機(jī)。
（一）可編程控制器
可編程控制器（Proguammable Logic Controller，簡(jiǎn)稱PLC）是一種為工業(yè)自動(dòng)化提供高可靠性的自動(dòng)控制裝置。目前已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、紡織等工業(yè)生產(chǎn)中，顯示出獨(dú)特非凡的優(yōu)越性，具有高可靠性、強(qiáng)通用性、功能完善、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。它應(yīng)用大規(guī)模集成電路、微型技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展成果，逐步形成具有多種優(yōu)點(diǎn)和微型、中型、小型、超大型等各種規(guī)格的系列產(chǎn)品，應(yīng)用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的許多過程控制領(lǐng)域。
（二）電子皮帶秤
電子秤的功能特點(diǎn)：
（1）全自動(dòng)調(diào)零。用微處理器處理重量信號(hào)和速度信號(hào)，通過軟件設(shè)計(jì)可判別皮帶機(jī)的工作狀態(tài)。如皮帶機(jī)空載并維持一整卷以上時(shí)，則進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零，使皮帶秤處于真正的動(dòng)態(tài)零位。
（2）自動(dòng)加碼修正準(zhǔn)確性。當(dāng)自動(dòng)加碼時(shí)，能根據(jù)測(cè)量值變化進(jìn)行判別，并修正直原值，使皮帶秤的計(jì)量性能保持穩(wěn)定。
（3）電源波動(dòng)自補(bǔ)償。V/F轉(zhuǎn)換器的放電基準(zhǔn)電壓和稱重傳感器供橋電壓共用一個(gè)電源，這樣能起到電壓波動(dòng)的自補(bǔ)償作用。
（三）皮帶運(yùn)輸機(jī)
隨著新技術(shù)、新材料的應(yīng)用,帶式輸送機(jī)運(yùn)行的可靠性大大增強(qiáng),使得在化工、煤炭、建材等各個(gè)行業(yè)中的諸多環(huán)節(jié)得到了更為廣泛的應(yīng)用。
四、指導(dǎo)老師審核意見：
指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日
五、指導(dǎo)委員會(huì)意見審核意見：
專家組長(zhǎng)（簽字）： 年 月 日