振動給料機控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計開題報告題目振動給料機控制系統(tǒng)設(shè)計學(xué)院機電工程學(xué)院專業(yè)班級110112學(xué)生姓名錢靖學(xué)學(xué)20110477指導(dǎo)教師王舒揚職稱講師2014年3月5日長春工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計開題報告畢業(yè)設(shè)計（論文）題目振動給料機控制系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)班級110112學(xué)生姓名（學(xué)號）錢靖20110477指導(dǎo)教師（職稱）王舒揚講師畢業(yè)設(shè)計的選題依據(jù)、背景和意義電磁振動給料機用于把物料從貯料倉或其它貯料設(shè)備中均勻或定量的供給到受料設(shè)備中，是實行流水作業(yè)自動化的必備設(shè)備，它分敞開型和封閉型兩種?？筛鶕?jù)要求生產(chǎn)電機振動給料機、給料斗、輸送機。電磁振動給料機一般用于礦山行業(yè)，電磁振動給料機是一種較新型的定量給料設(shè)備，能

2、適應(yīng)于連續(xù)性生產(chǎn)的要求，因此已廣泛應(yīng)用于礦山、冶金、煤碳行業(yè)。在工業(yè)生產(chǎn)中，定量給料設(shè)備廣泛的應(yīng)用于冶金，建材，電力，化工，食品等各種行業(yè)中。在冶金行業(yè)中，燒結(jié)礦生產(chǎn)就需要定量給料機來配置各種礦物的比例；在建材行業(yè)水泥生產(chǎn)過程中，定量給料機用于對生料進(jìn)行配料；在化工行業(yè)中定量給料機對原材料進(jìn)行配料，同時又起到計量的作用?？傊拷o料機在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越大的作用。而隨著生產(chǎn)的發(fā)展，對配料的精度要求越來越高，因此開發(fā)和研制定量給料機的自動控制系統(tǒng)，提高配料精度和設(shè)備的自動化水平，具有重要的實際意義。另外，隨著現(xiàn)代控制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，單片機，PLC,計算機在現(xiàn)代生產(chǎn)中應(yīng)用越來越廣泛，以前的

3、模擬電路控制已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)代生產(chǎn)自動化的要求；采用計算機控制技術(shù)，不僅可以提高控制的質(zhì)量和效率，實現(xiàn)集成化控制，而且可以改善工作環(huán)境。因此，現(xiàn)在對于振動給料機的計算機控制的研究越來越廣泛。電磁振動給料機是自動加工與自動裝配系統(tǒng)中的一種供料裝置。由于其具有上料效率高，性能優(yōu)良，結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定可靠，因而廣泛應(yīng)用于輕工，電子產(chǎn)品的自動加工，裝配等機械上。通過改善電磁振動給料機的振動性能，優(yōu)化其控制系統(tǒng)。提高其自動化程度，提高生產(chǎn)和工作效率，從而降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。同時，通過對電磁振動給料機控制系統(tǒng)的研究，提高其在工業(yè)生產(chǎn)中的作用，使其能跟上甚至超過當(dāng)今國際先進(jìn)水平，使我們在振動給料機這一生

4、產(chǎn)領(lǐng)域走在世界的前列。畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容和設(shè)計要求【摘要】本課題以電磁振動給料機為研究對象，首先對電磁振動給料機的結(jié)構(gòu)和輸送物料的原理進(jìn)行運動狀態(tài)分析，明確物料傳輸?shù)膸追N不同方式，確定最有效的運動狀態(tài)。然后確定一些主要參數(shù)，進(jìn)行機械部分的參數(shù)和機構(gòu)的確定。然后再進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計，采用計算機控制技術(shù)，不僅可以提高控制的質(zhì)量和效率，實現(xiàn)集成化控制，而且可以改善工作環(huán)境?！娟P(guān)鍵詞】電磁給料機控制系統(tǒng)【內(nèi)容】一.振動給料機設(shè)計的整體分析1.1 我國給料機設(shè)計現(xiàn)狀由于振動機械的工業(yè)環(huán)境復(fù)雜、條件惡劣、生產(chǎn)企業(yè)小，致使我國振動機械理論研究難以取得突破，加上我國振動機械行業(yè)起步晚等原因，導(dǎo)致我國振動機械產(chǎn)

5、品多為技術(shù)含量不高的中小型號，與國外產(chǎn)品相比使用性能、產(chǎn)品壽命等方面差距較大，尤其是在大型、智能、機電一體化方面還存在十分落后的局面。目前，國內(nèi)電磁振動給料機的電磁激振器(由電磁鐵、銜鐵組成)主要采用斜向配置，主振板彈簧使用環(huán)氧樹脂復(fù)合板，制作較為粗放，生產(chǎn)率的調(diào)節(jié)尤為不便、費時費力，無級調(diào)速的范圍窄、精度不高。國外的電磁振動給料機制作精巧、美觀，其電磁激振器主要采用上下配置等方式，主振板彈簧主要采用彈簧鋼板或環(huán)氧樹脂復(fù)合板，電磁激振器的激振間隙小，激振力大，生產(chǎn)率高，可方便的進(jìn)行無級調(diào)速。1.2 現(xiàn)有產(chǎn)品的缺點分析目前，國內(nèi)電磁振動給料機的電磁激振器(由電磁鐵、銜鐵組成)主要采用斜向配置，主

6、振板彈簧使用環(huán)氧樹脂復(fù)合板，制作較為粗放，生產(chǎn)率的調(diào)節(jié)尤為不便、費時費力，無級調(diào)速的范圍窄、精度不高。國外的電磁振動給料機制作精巧、美觀，其電磁激振器主要采用上下配置等方式，主振板彈簧主要采用彈簧鋼板或環(huán)氧樹脂復(fù)合板，電磁激振器的激振間隙小，激振力大，生產(chǎn)率高，可方便的進(jìn)行無級調(diào)速。1.3 給料機的發(fā)展方向(1)振動給料機可靠耐用，維護(hù)量少，生產(chǎn)效率高，便于自動化管理；(2)大型化可提高處理能力，適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)需要，實現(xiàn)微機自動化控制、動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)相結(jié)合；(3)拓展各機型的適用范圍，以滿足不同物料運輸?shù)男枰档蛣恿ο暮驮肼?，更加環(huán)保和人性化設(shè)計。二.振動機基本結(jié)構(gòu)設(shè)計分析該系

7、統(tǒng)由電磁振動給料機、溜槽式固體流量計、水平振動輸送機、垂直螺旋振動輸送機和貯料器五部分組成。2.1 給料機的工作原理由電磁鐵激振器和銜鐵組成一雙質(zhì)體定向振動系統(tǒng)。當(dāng)電源電流經(jīng)可控硅半波整流時，在電源的正半周，可控制硅導(dǎo)通，有電流通過電磁鐵的線圈，在電磁鐵和銜鐵之間產(chǎn)生電磁吸力，使銜鐵向前移動，能量儲存在彈簧中。正半周結(jié)束時，電流和電磁激勵達(dá)到最大值，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，自感電勢電流并不立即截止，而要延續(xù)一段時間，電流和電磁力逐漸減小，最后消失。當(dāng)電磁力達(dá)到最大值時，兩質(zhì)體相互靠近；電磁力為零時，兩質(zhì)體又向相反的方向運動。這樣電振機便以50Hz的電源頻率往復(fù)運動。2.2 給料機的運行步驟此工作系統(tǒng)

8、工作時，電磁振動給料機按控制給定量，將貯料器中的物料送給固體流量計，流量計將實際給料量檢測出來，反饋給控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)電磁振動給料機，使給料量達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定值。從溜槽式固體流量計流出的物料經(jīng)水平振動給料機、垂直螺旋振動給料機又回到貯料器中，構(gòu)成了一個循環(huán)系統(tǒng)。它通過稱重傳感器直接采集重要信號，自動配料和混合，人機交互來實現(xiàn)。同時提出了提高精度的措施，改進(jìn)硬件稱重傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)精確檢測信號。三.振動機控制系統(tǒng)設(shè)計分析3.1 生產(chǎn)過程對微機控制系統(tǒng)的要求作為生產(chǎn)監(jiān)控的同時，設(shè)備的單片機系統(tǒng)應(yīng)具備如下要求：(1)可靠性高。系統(tǒng)的高可靠性體現(xiàn)在3方面：平均無故障時間長，抗干擾能力強，有一定的容

9、錯能力。(2)實時性好。單片機應(yīng)能對外來的信息，以足夠快的速度進(jìn)行處理，并在限制的時間內(nèi)作出反應(yīng)或進(jìn)行控制。(3)操作簡單。單片機控制系統(tǒng)一般都作為現(xiàn)場控制設(shè)備在線運行，作為人機接口的操作面板應(yīng)設(shè)計得布局合理，標(biāo)識清楚而準(zhǔn)確，易于現(xiàn)場操作人員掌握和使用。(4)維護(hù)簡單。在系統(tǒng)的軟件設(shè)計中，應(yīng)設(shè)置自診斷程序，該程序能夠自動判斷程序和數(shù)據(jù)的完整性，在檢查I/O通道的工作狀態(tài)是否正常。(5)性能價格比高。在設(shè)計單片機系統(tǒng)時，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用場合和被控參數(shù)的性質(zhì)，選用合適的芯片和硬件結(jié)構(gòu)，在不影響控制精度和實時性指標(biāo)的前提下，盡量采用精度高較低，速度較慢的器件，同時盡可能減少系統(tǒng)的硬件開銷，如用軟件來

10、實現(xiàn)硬件的功能，以降低系統(tǒng)的成3.2 單片機控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟單片機控制系統(tǒng)的設(shè)計大致有如下幾個步驟：(1)系統(tǒng)分析。在控制系統(tǒng)設(shè)計時，首先要對被控制過程進(jìn)行深入的調(diào)查和分析，根據(jù)系統(tǒng)的控制要求和國內(nèi)外同類設(shè)備的性能，確定系統(tǒng)開發(fā)的總體目標(biāo)。(2)硬件設(shè)計。單片機系統(tǒng)的硬件設(shè)計包括邏輯設(shè)計，元器件的選擇，人機接口面板設(shè)計以及印刷電路版的布線和生產(chǎn)等方面的內(nèi)容。(3)軟件設(shè)計。在設(shè)計系統(tǒng)軟件時，首先要根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，確定控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，將軟件分成若干個相對獨立的功能模塊，并根據(jù)各模塊間的相互關(guān)系確定軟件的總體結(jié)構(gòu)。(4)系統(tǒng)軟、硬件調(diào)試。單片機系統(tǒng)的調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。四.設(shè)計主

11、要目標(biāo)由MCS-51(8031)單片機組成計算機控制器，實現(xiàn)自動化定量給料的閉環(huán)控制。電磁振動給料機作為執(zhí)行器進(jìn)行給料，固體流量計對物料流量進(jìn)行檢測，檢測信號通過A/D送進(jìn)單片機，單片機經(jīng)運算后發(fā)出控制信號，控制信號再經(jīng)過過濾及放大使D/A產(chǎn)生控制電壓，送給電振機,完成定量控制。畢業(yè)論文完成的預(yù)期成果1 .可靠性更局；2 .操作/、冉繁瑣，更加簡單；3 .完成草圖以及機械裝配圖電氣圖A0*2張；4 .翻譯一篇不少于3000字的外文資料；5 .編寫1.5萬字以上的設(shè)計說明書；畢業(yè)設(shè)計的進(jìn)度對卜與階段性成果工作內(nèi)容完成時間段預(yù)計階段性成果布置任務(wù)，查找相關(guān)資料202初步了解了電

12、振機的結(jié)構(gòu)和控制原理初步設(shè)計總體方案，寫開題報告208完成初步開題報告分析方案可行性，修改完善并形成最終總體方案2015.3.294.4得到最終方案查找外義義獻(xiàn)20選定外文文獻(xiàn)翻譯外義義獻(xiàn)203翻譯外義義獻(xiàn)參數(shù)計算和元件選擇并繪制草圖204將機械部分設(shè)計參數(shù)計算完成并選擇兀件完成草圖繪制裝配圖200完成裝配圖繪制電氣系統(tǒng)設(shè)計205完成電氣系統(tǒng)的設(shè)計繪制電氣部分圖紙2015.5.266.5完成電氣部分圖紙繪制編寫設(shè)計說明書，準(zhǔn)備答_1_、工解204完成最終說明書，

13、答辯參考文獻(xiàn)綜述1 .劉杰等.機電一體化技術(shù)基礎(chǔ)與產(chǎn)品設(shè)計M.北京：冶金工業(yè)出版社,20032 .李朝青主編.單片機&DSP外圍數(shù)字IC技術(shù)手冊.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20033 .(蘇)T.B.別羅扎什維利等張宏智譯.北京：機械工業(yè)出版社，19854 .錫存等.單片機原理及接口技術(shù).西安：西安電子科技大學(xué)出版社，20075 .王涵等.單片機應(yīng)用程序開發(fā)與實踐.北京：電子工業(yè)出版社，20096 .王海，李洪奎，劉曉.基于PLC的多軸控制研究J.機械工程學(xué)報，2008,6(4):470-472.7 .楊東,黃永紅，張新華，吉敬華.用PLC基本指令實現(xiàn)自動運動定位控制的研究J.微計算機信息

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