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黑龍江科技學院機械工程學院
畢業(yè)設計（論文）
開 題 報 告
題目 復合化肥混合比例裝置及PLC控制系統(tǒng)設計
專題 帶式輸送機傳動滾筒的防滑處理
班級 機02-7班
學號 09號
姓名 龍銀萍
指導教師 陳煥林 黑龍江科技學院學生畢業(yè)設計開題報告
一、 立論依據(jù)（包括項目研究的目的和意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析）；
1、 項目的研究意義
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)。配料工段直接關系到生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量。如今，配料工段的自動化越來越普遍，作為實現(xiàn)配料工段自動化手段的可編程控制配料系統(tǒng)必將會得到更為廣泛的應用。
在生產(chǎn)過程或工藝流程中,對各種配料稱重、定量稱重及現(xiàn)場技術的要求愈來愈高，現(xiàn)代的稱重計量儀器,不僅要給出重量或質(zhì)量,也要作為過程檢測系統(tǒng)中的一個單元而具有測量、計算、控制、檢驗及通訊等功能,它們已成為工藝技術、儲運技術、預包裝技術、收發(fā)貨業(yè)務及商業(yè)銷售行業(yè)中必不可少的組成部分,推進了工業(yè)生產(chǎn)和貿(mào)易交往的自動化和合理化。
配料工序是復合化肥生產(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，落后的配料設備不僅效率低而且配料不準,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)中實現(xiàn)，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定及進一步提高，因此實現(xiàn)高精度自動配料對工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)有著極為重要的意義。
2、國內(nèi)外的科技現(xiàn)狀
在復合肥的生產(chǎn)特別是對原料配比控制系統(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)場干擾大的場合滿足高精度的配料要求。并且大多數(shù)使用的是通用計算機系統(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)場操作人員按照配比，人工調(diào)節(jié)給料機的給料量。其缺點是給料量的大小完全靠操作人員的經(jīng)驗或"人工跑盤"的結(jié)果來決定，配比精度較差，操作人員勞動強度大，自動化水平極低。
配料系統(tǒng)普遍存在的問題是：配料精度低，機電控制部分的可靠性差，缺少數(shù)據(jù)庫管理生產(chǎn)以及對生產(chǎn)過程的實時動態(tài)監(jiān)視。配料精度低的主要原因是電子秤系統(tǒng)的動態(tài)性范圍小，而可靠性差主要是中間繼電器和微機控制系統(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，但仍然存在運行維護量較大，精度校核工作繁重、程序多等問題，遠未能達到如靜態(tài)電子衡器所能達到的使用精度和使用效果。
二、設計產(chǎn)品的用途和應用領域
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)，配料工段直接關系到生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量。
其中所涉及的稱重計量技術的應用領域，已經(jīng)遍及冶金、交通、鐵道、煤炭、機械、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。
隨著計算機技術與自動化技術的發(fā)展，自動配料系統(tǒng)的相關技術也日益成熟，并以其計量準確、安全可靠、自動化程度高，廣泛地應用于化工、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)，獨立工作，也可以接入DCS、FCS系統(tǒng)。介紹的自動配料技術設計合理、精度高、運行可靠，可完全替代進口產(chǎn)品。
三、設計方案
1、設計目標、研究內(nèi)容和擬解決的關鍵問題（分別填寫）
（1）設計目標：
PLC配料控制系統(tǒng)是配料工藝過程控制和質(zhì)量控制的關鍵環(huán)節(jié)之一。PLC配料控制系統(tǒng)可以按照設定配比和流量控制各輸入物料的瞬時流量，從而達到控制各種產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量的目的，具有極高的推廣價值。它是復合化肥生產(chǎn)的科學管理、安全穩(wěn)定生產(chǎn)和節(jié)能降耗的重要技術手段。PLC配料控制系統(tǒng)在生產(chǎn)中的應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強度,提高了生產(chǎn)效率。
（2）研究內(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粉料的檢測，即對如何實現(xiàn)配料系統(tǒng)的自動化進行了探討,通過運用PLC來對復合肥配料比例控制。
（3）擬解決的關鍵問題。
對復合肥配料中所涉及的各個環(huán)節(jié)受運行環(huán)境影響，對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，即當快速給料時，稱量速度可以保證，但精度難以保證；當慢速給料時，稱量精度能保證，但效率低。由于給料倉口和稱量倉之間有一定的距離，當電子配料控制器檢測到稱量倉里物料重量達到給定值時，PLC發(fā)出關閉倉門的命令，由于關閉倉門等機械動作會造成一定的延時，在這段延時時間內(nèi)物料繼續(xù)下落形成的過沖量會造成系統(tǒng)稱量的誤差。為了解決這類問題，采用PLC技術等方法等自動控制系統(tǒng)。
2、設計方案（須有文字和示意簡圖說明）
在化工生產(chǎn)中，采用帶式輸送機連續(xù)輸送，而皮帶秤是一種能解決帶式運輸機散裝物料連續(xù)自動稱量和自動配料的衡器。
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，檢測裝置感測到皮帶上物料重量變化轉(zhuǎn)換成電量信號，信號經(jīng)檢波，對比校正、放大等綜合處理后，控制可逆電機來調(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，被均速轉(zhuǎn)動的等轉(zhuǎn)動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，即可達到所需的定量。
除上述按重量定量的供料機構(gòu)外，還有振動供料雙杠桿自動秤、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)流速和活門開閉時間（供料時間）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：
自動配料系統(tǒng)設計合理周密，運行穩(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，檢測裝置感測到皮帶上物料重量變化轉(zhuǎn)換成電量信號，信號經(jīng)檢波，對比校正、放大等綜合處理后，控制可逆電機來調(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，被均速轉(zhuǎn)動的等轉(zhuǎn)動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)流速和活門開閉時間（供料時間）就可確定供料量。
因此，用PLC技術對復合肥的配料控制系統(tǒng)是可行的，更是優(yōu)選的方案。
4、本項目的創(chuàng)新之處
設計中有三個部分：運用可編程控制器（PLC）、電子皮帶秤及其相對應的皮帶輸送機。
（一）可編程控制器
可編程控制器（Proguammable Logic Controller，簡稱PLC）是一種為工業(yè)自動化提供高可靠性的自動控制裝置。目前已廣泛應用于機械、電子、紡織等工業(yè)生產(chǎn)中，顯示出獨特非凡的優(yōu)越性，具有高可靠性、強通用性、功能完善、編程簡單等特點。它應用大規(guī)模集成電路、微型技術和通訊技術的發(fā)展成果，逐步形成具有多種優(yōu)點和微型、中型、小型、超大型等各種規(guī)格的系列產(chǎn)品，應用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計算機之間的許多過程控制領域。
（二）電子皮帶秤
電子秤的功能特點：
（1）全自動調(diào)零。用微處理器處理重量信號和速度信號，通過軟件設計可判別皮帶機的工作狀態(tài)。如皮帶機空載并維持一整卷以上時，則進行自動調(diào)零，使皮帶秤處于真正的動態(tài)零位。
（2）自動加碼修正準確性。當自動加碼時，能根據(jù)測量值變化進行判別，并修正直原值，使皮帶秤的計量性能保持穩(wěn)定。
（3）電源波動自補償。V/F轉(zhuǎn)換器的放電基準電壓和稱重傳感器供橋電壓共用一個電源，這樣能起到電壓波動的自補償作用。
（三）皮帶運輸機
隨著新技術、新材料的應用,帶式輸送機運行的可靠性大大增強,使得在化工、煤炭、建材等各個行業(yè)中的諸多環(huán)節(jié)得到了更為廣泛的應用。
四、指導老師審核意見：
指導教師（簽字）： 年 月 日
五、指導委員會意見審核意見：
專家組長（簽字）： 年 月 日