1、长春工业大学毕业设计开题报告题目 振动给料机控制系统设计学院 机电工程学院专业班级 110112学生姓名 钱靖 学号 20110477指导教师 王舒扬 职称 讲师2014 年 3 月 5 日1长春工业大学毕业设计开题报告毕业设计（论文）题目 振动给料机控制系统设计专业班级 110112 学生姓名（学号） 钱靖 20110477指导教师（职称） 王舒扬 讲师毕业设计的选题依据、背景和意义2电磁振动给料机用于把物料从贮料仓或其它贮料设备中均匀或定量的供给到受料设备中，是实行流水作业自动化的必备设备，它分敞开型和封闭型两种。可根据要求生产电机振动给料机、给料斗、输送机。电磁振动给料机一般用于矿山行业
2、，电磁振动给料机是一种较新型的定量给料设备，能适应于连续性生产的要求，因此已广泛应用于矿山、冶金、煤碳行业。在工业生产中，定量给料设备广泛的应用于冶金，建材，电力，化工，食品等各种行业中。在冶金行业中，烧结矿生产就需要定量给料机来配置各种矿物的比例；在建材行业水泥生产过程中，定量给料机用于对生料进行配料；在化工行业中定量给料机对原材料进行配料，同时又起到计量的作用。总之，定量给料机在工业生产中发挥着越来越大的作用。而随着生产的发展，对配料的精度要求越来越高，因此开发和研制定量给料机的自动控制系统，提高配料精度和设备的自动化水平，具有重要的实际意义。另外，随着现代控制技术的进一步发展，单片机，P
3、LC，计算机在现代生产中应用越来越广泛，以前的模拟电路控制已经不适应当代生产自动化的要求；采用计算机控制技术，不仅可以提高控制的质量和效率，实现集成化控制，而且可以改善工作环境。因此，现在对于振动给料机的计算机控制的研究越来越广泛。电磁振动给料机是自动加工与自动装配系统中的一种供料装置。由于其具有上料效率高，性能优良，结构简单，工作稳定可靠，因而广泛应用于轻工，电子产品的自动加工，装配等机械上。通过改善电磁振动给料机的振动性能，优化其控制系统。提高其自动化程度，提高生产和工作效率，从而降低生产成本，提高经济效益。同时，通过对电磁振动给料机控制系统的研究，提高其在工业生产中的作用，使其能跟上甚至
4、超过当今国际先进水平，使我们在振动给料机这一生产领域走在世界的前列。毕业设计的主要内容和设计要求3【摘要】本课题以电磁振动给料机为研究对象，首先对电磁振动给料机的结构和输送物料的原理进行运动状态分析，明确物料传输的几种不同方式，确定最有效的运动状态。然后确定一些主要参数，进行机械部分的参数和机构的确定。然后再进行控制系统的设计，采用计算机控制技术，不仅可以提高控制的质量和效率，实现集成化控制，而且可以改善工作环境。【关键词】电磁 给料机 控制系统 【内容】一.振动给料机设计的整体分析1.1 我国给料机设计现状由于振动机械的工业环境复杂、条件恶劣、生产企业小，致使我国振动机械理论研究难以取得突破
5、，加上我国振动机械行业起步晚等原因，导致我国振动机械产品多为技术含量不高的中小型号，与国外产品相比使用性能、产品寿命等方面差距较大，尤其是在大型、智能、机电一体化方面还存在十分落后的局面。目前，国内电磁振动给料机的电磁激振器(由电磁铁、衔铁组成) 主要采用斜向配置，主振板弹簧使用环氧树脂复合板，制作较为粗放，生产率的调节尤为不便、费时费力，无级调速的范围窄、精度不高。国外的电磁振动给料机制作精巧、美观，其电磁激振器主要采用上下配置等方式，主振板弹簧主要采用弹簧钢板或环氧树脂复合板，电磁激振器的激振间隙小，激振力大，生产率高，可方便的进行无级调速。1.2 现有产品的缺点分析目前，国内电磁振动给料
6、机的电磁激振器(由电磁铁、衔铁组成) 主要采用斜向配置，主振板弹簧使用环氧树脂复合板，制作较为粗放，生产率的调节尤为不便、费时费力，无级调速的范围窄、精度不高。国外的电磁振动给料机制作精巧、美观，其电磁激振器主要采用上下配置等方式，主振板弹簧主要采用弹簧钢板或环氧树脂复合板，电磁激振器的激振间隙小，激振力大，生产率高，可方便的进行无级调速。1.3 给料机的发展方向(1)振动给料机可靠耐用，维护量少，生产效率高，便于自动化管理； (2)大型化可提高处理能力，适应高产高效集约化生产需要，实现微机自动化控制、动态分析与监控技术相结合； (3)拓展各机型的适用范围，以满足不同物料运输的需要，降低动力消
7、耗和噪声，更加环保和人性化设计。4二振动机基本结构设计分析该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和贮料器五部分组成。2.1 给料机的工作原理由电磁铁激振器和衔铁组成一双质体定向振动系统。当电源电流经可控硅半波整流时，在电源的正半周，可控制硅导通，有电流通过电磁铁的线圈，在电磁铁和衔铁之间产生电磁吸力，使衔铁向前移动，能量储存在弹簧中。正半周结束时，电流和电磁激励达到最大值，根据电磁感应原理，自感电势电流并不立即截止，而要延续一段时间，电流和电磁力逐渐减小，最后消失。当电磁力达到最大值时，两质体相互靠近；电磁力为零时，两质体又向相反的方向运动。这样电振机便以
8、 50Hz 的电源频率往复运动。2.2 给料机的运行步骤此工作系统工作时，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。从溜槽式固体流量计流出的物料经水平振动给料机、垂直螺旋振动给料机又回到贮料器中，构成了一个循环系统。它通过称重传感器直接采集重要信号，自动配料和混合，人机交互来实现。同时提出了提高精度的措施，改进硬件称重传感器、A/D 转换器来实现精确检测信号。三.振动机控制系统设计分析3.1 生产过程对微机控制系统的要求作为生产监控的同时，设备的单片机系统应具备如下要求： （1）可靠性高。
9、系统的高可靠性体现在 3 方面：平均无故障时间长，抗干扰能力强，有一定的容错能力。（2）实时性好。单片机应能对外来的信息，以足够快的速度进行处理，并在限制的时间内作出反应或进行控制。 （3）操作简单。单片机控制系统一般都作为现场控制设备在线运行，作为人机接口的操作面板应设计得布局合理，标识清楚而准确，易于现场操作人员掌握和使用。 （4）维护简单。在系统的软件设计中，应设置自诊断程序，该程序能够自动判断程序和数据的完整性，在检查 I/O 通道的工作状态是否正常。 （5）性能价格比高。在设计单片机系统时，应根据系统的应用场合和被控参数的性质，选用合适的芯片和硬件结构，在不影响控制精度和实时性指标的
10、前提下，尽量采用精度高较低，速度较慢的器件，同时尽可能减少系统的硬件开销，如用软件来实现硬件的功能，以降低系统的5成本。3.2 单片机控制系统的设计步骤单片机控制系统的设计大致有如下几个步骤： （1）系统分析。在控制系统设计时，首先要对被控制过程进行深入的调查和分析，根据系统的控制要求和国内外同类设备的性能，确定系统开发的总体目标。 （2）硬件设计。单片机系统的硬件设计包括逻辑设计，元器件的选择，人机接口面板设计以及印刷电路版的布线和生产等方面的内容。 （3）软件设计。在设计系统软件时，首先要根据系统的功能要求，确定控制系统的数学模型，将软件分成若干个相对独立的功能模块，并根据各模块间的相互关
11、系确定软件的总体结构。 （4）系统软、硬件调试。单片机系统的调试包括硬件调试和软件调试。四设计主要目标由 MCS-51(8031)单片机组成计算机控制器,实现自动化定量给料的闭环控制。电磁振动给料机作为执行器进行给料，固体流量计对物料流量进行检测，检测信号通过 A/D 送进单片机，单片机经运算后发出控制信号，控制信号再经过过滤及放大使 D/A 产生控制电压，送给电振机，完成定量控制。6毕业论文完成的预期成果1. 可靠性更高；2. 操作不再繁琐，更加简单；3. 完成草图以及机械装配图电气图 A0*2 张；4. 翻译一篇不少于 3000 字的外文资料；5. 编写 1.5 万字以上的设计说明书；毕业
12、设计的进度安排与阶段性成果工作内容 完成时间段 预计阶段性成果布置任务，查找相关资料2015.3.183.22 初步了解了电振机的结构和控制原理初步设计总体方案，写开题报告2015.3.233.28 完成初步开题报告分析方案可行性，修改完善并形成最终总体方案2015.3.294.4 得到最终方案查找外文文献 2015.4.54.7 选定外文文献翻译外文文献 2015.4.84.13 翻译外文文献参数计算和元件选择并绘制草图2015.4.144.24将机械部分设计参数计算完成并选择元件完成草图绘制装配图 2015.4.255.10 完成装配图绘制电气系统设计 2015.5.115.25 完成电气
13、系统的设计绘制电气部分图纸 2015.5.266.5 完成电气部分图纸绘制编写设计说明书,准备答辩2015.6.66.14 完成最终说明书，答辩7参考文献综述1.刘 杰等机电一体化技术基础与产品设计M 北京：冶金工业出版社， 2003 2.李朝青主编.单片机&DSP 外围数字 IC 技术手册.北京：北京航空航天大学出版社，20033.（苏）T.B.别罗扎什维利等 张宏智译.北京：机械工业出版社，1985 4.锡存等.单片机原理及接口技术.西安：西安电子科技大学出版社， 2007 5.王涵等.单片机应用程序开发与实践.北京：电子工业出版社， 2009 6.王海, 李洪奎, 刘晓. 基于 PLC
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