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1、南华大学本科生毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目基于PLC的工业混料系统控制器的设计设计（论文）题目来源自选课题设计（论文）题目类型工程设计类起止时间2015.12-2016.5一、 设计（论文）依据及研究意义：依据：HG/T 20569-2013机械搅拌备，搅拌传动装置系统组合、选用及技 术要求，搅拌工行业标准，GBT9142-2000混凝土搅拌机搅拌传动 装置系统组合、选用及技术要求。研究意义：目前在国内工业混料控制器发展有以下几种，一是基于PC总线的 工控机因其价格低、质量高、产量大、软/硬件资源丰富，已被广大 的技术人员所熟悉和认可。二是可编程逻辑控制器（PLC）, PLC是 以
2、微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发 展而来的一种新型工业控制装置。它通过运行存储在其内存中的程 序，把经输入电路的物理过程得到的输入信息，变换为所要求的输出 信息，进而再通过输出电路的物理过程去实现控制。其具有的优点:1. 可靠性高，抗干扰能力强2 .配套齐全，功能完善，适用性强3. 易学易用，深受工程技术人员欢迎4.系统的设计，工作量小，维护 方便，三是嵌入式控制器。上述的工业控制器各有优缺点，不同的控 制系统要选择不同的控制器，在以前是合理的，但是随着科学技术的 不断发展，工业生产过程工艺的日趋复杂化，工业对控制系统的要求 日趋严格，控制器日趋“技术标准化”与“产品
3、通用性”，未来工业 控制器可能会往通用工业控制器和定制化控制器方向发展。与此同 时，就目前来说，可编程逻辑控制器随着微电子技术和计算机技术的 迅速发展，不仅能实现逻辑控制，还具有了数据处理、通信、网络等 功能。由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小、组装维 护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点，目前还是广泛 应用于工业控制的各大领域，还是处于先进水平。因此我们要了解并 熟悉PLC,要灵活运用PLC。同时也要在其基础上了解未来工业控制器 的发展趋势，以便我们时刻处于行业先进水平。同时目前工业上测量液位高度的方法有：静压式：根据流体静力学原 理，静止介质内某一点的静压力与介质上方
4、自由空间压力之差与该点上方的介质 高度成正比，因此可根据差压来检测液位。 浮力式：利用漂浮于液面上浮子随液面变化位置，或者部分浸没于液体中物 体的浮力随液位变化来检测液位。 声学式：利用超声波在介质中的传播速度或在不同相界面之间的反射特性来 检测液位。 电气式：把敏感元件做成一定形状的电极置于被测介质中，则电极之间的电 气参数，如电阻，电容等，随液位的变化而变化。 射线式：放射性同位素所放出的射线（如0射线，Y射线等）穿过被测介质 事，其辐射能量因吸收作用而减弱，能量将衰减，其衰减程度与液位有关。 微波式：由于微波属于电磁波，在一定条件下，传播速度是一定的，因此可 以利用测量微波从传感器传播至
5、物料表面并返回到传感器所用的时间来实现液 位的测量。 磁致伸缩式：利用磁致伸缩的效应实现液位的测量。除此之外还有光学法，重锤法等.目前工业上常用的测量液位高度为浮力式与电 气式。工业生产中是通过变频器来实现搅拌的，下述目前国内外变频器的种类及其 特点：国内变频器十大品牌英威腾、汇川、森兰、台达、正弦、海利普、 风光、合康、利德华福、安邦信.国外变频器十大品牌，施耐德、ABB、 西门子、AB、艾默生，日本富士、罗克韦尔、伟肯各自的特点国内：英 威腾：优点：英威腾的销售量在中国的变频器市场属于领先，质量 也不错，比较稳定。汇川：是国内低压变频的第一品牌，中高端定位， 总结特点:1.客户设备模块化；
6、2,矢量控制方式；3.电压波动范围 15%-20%,不会降低额定功率；4.适应环境50摄氏度；6.三防涂层处 理+独立风道设计7.变频空压机国家标准唯一指定产品，8.特殊PID 技术处理，9.运行时噪声降低10分贝左右，10.借鉴ABB800技术，变 频启动电流1.2倍；12，贡品启动电流6倍，工频加软启动器，启动电 流3-3.5倍.森兰：器件选型裕量比较大，主要用于三相异步交流电 机.台达，主要有：通用矢量变频器、风机水泵专用变频器、通用经 济型变频器、高性能磁束向量控制变频器。特点：1，体积小，属于 迷你型产品，占用控制柜空间较小，2.控制方式为正弦波，SPWM （提 供无速度矢量控制）3
7、.载波频率范围0-15KHZ； 4，提供标准的0-10V 模拟量接口，5.过载能力强，；6,提供多功能的输出端子信号7.提 供三组异常记录8，电机参数自动整定功能。风光变频器； 西门子变频器主要分为通用型、工程型和专用型三类。西门子通用变 频器的最大特点是强大的通讯功能和全面的配套软件.施耐德变频器特点论述：其特点有：1.通过磁通矢量控制进行速度调节；2.速度范围为1至20； 3.变频器与电机保护；4.坚固耐用；5.通过使用系紧螺钉进行布线和 连接；6.结构紧凑，可以并排安装；7.能够使用DIN轨道安装；8.集 成B类EMC滤波器或可作为一个选件；9.变频器具有极低的泄漏电流； 10.可使用基
8、板安装版本；11.简易精致效；12.高性能和紧凑外形使 得机电解决方案成为遥远的记忆；爱默生变频器特点论述：1.优异的控制性能；2.磁通质量PWM调制；3.电机参数自整定（静止与旋转）；4.调速范围达1:100 （EV10000 为 1:50） ； 5.启动转矩0.50Hz时 180%额定转矩（EV1000 1Hz时 150%）； 6.转矩自动提升与手动提升功能可选；7.具有多种行业专用功能。 艾生墨ENYDRIVETM系列变频调速器具有以下特点；1.采用最新的智 能功率模块（IPM ）和集成功率模块（PIM）； 2.优化的空间电压矢 量控制技术；3.最先进的硬件组合DSP + CPLD +
9、MCU; A-B变频器特点 论述：A-B变频器在中国市场常见的是PowerFlex系列。它的特点有： 1.操作灵活；2.实现与控制系统的无缝连接。参考文献1 张宏建.自动检测技术与装置.2 贾丽，袁小平等.常用液位检测方法的研究.3 伊赫兰丹.变频器的种类.4 JIS A8603-1-2010 混凝土搅拌机5 JGJT199-2010水泥土搅拌墙技术规程6 JGJ/T223-2010预拌砂浆应用技术规程7 GB/T10171-2005混凝土搅拌站（楼）分类二、设计（论文）主要研究的内容、预期目标：（技术方案、路线）缺方案1. 详细了解设计的论文的要求；2. 根据论文的要求，设计整体方案；3.
10、PLC与变频器的选型；4. 工业混料系统主电路的设计；5. PLC的选型，控制电路的设计；6. PLC程序的设计，做出梯形图；7. 先了解并熟悉HIM界面的设计，再根据设计要求做出HIM界面的设 计。技术方案：夜体混合比设计.物料平衡计算.搅拌设备选型计算与主机 生产能量平衡计算.变频器选型计算与PLC的选型计算.搅拌工艺流 程图与搅拌站工艺布置图设计；此生产过程要考虑生产工艺及产品的 环保性能。NYNYNYN液体C到 液面LS4液搅拌时间到?启动初始化计算A,B液体配比注入液体A,B于罐A液体到液面LS2?搅拌机工作打开阀门A并启动泵A； 打开阀门B并启动泵B.打开阀门3并相继启 动泵C,与打开阀门6排出混合液 体三、设计（论文）的研究重点及难点：重点：工业混料系统主电路的设计，PLC控制电路的设计难点：HMI界面的设计，PLC程序设计四、设计（论文）研究方法及步骤（进度安排）：2015年12月2016年1月：资料收集、整理，撰写文件综述和开题报告。2016年2月：方案设计。2016年3月：主电路设计。2016年4月：PLC控制部分设计。2016年5月：HMI界面的设计。
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