复合化肥混合比例装置及plc控制系统设计开题报告

一、    立论依据（包括项目研究的目的和意义，国内外研究现状分析）；
1、    项目的研究意义
  在化工以及冶金、建材、饲料、加工等行业，配料工段一般都是整条生产线非常重要的一环。配料工段直接关系到生产效率以及产品质量。如今，配料工段的自动化越来越普遍，作为实现配料工段自动化手段的可编程控制配料系统必将会得到更为广泛的应用。
  在生产过程或工艺流程中,对各种配料称重、定量称重及现场技术的要求愈来愈高，现代的称重计量仪器,不仅要给出重量或质量,也要作为过程检测系统中的一个单元而具有测量、计算、控制、检验及通讯等功能,它们已成为工艺技术、储运技术、预包装技术、收发货业务及商业销售行业中必不可少的组成部分,推进了工业生产和贸易交往的自动化和合理化。
  配料工序是复合化肥生产过程中非常重要的环节，其配料精度直接影响着化肥产品的质量，落后的配料设备不仅效率低而且配料不准,手工操作又将人的因素引入配料环节，使工艺配方难以在生产中实现，严重影响产品质量的稳定及进一步提高，因此实现高精度自动配料对工业企业生产有着极为重要的意义。
2、国内外的科技现状
  在复合肥的生产特别是对原料配比控制系统总存在一定的不足，有的成本高，不易推广；有的精度与可靠性差，无法在环境恶劣、现场干扰大的场合满足高精度的配料要求。并且大多数使用的是通用计算机系统，因而成本高、靠干扰能力差。 [来源：http://Doc163.com]
  在工业生产中，很多情况下是通过现场操作人员按照配比，人工调节给料机的给料量。其缺点是给料量的大小完全靠操作人员的经验或"人工跑盘"的结果来决定，配比精度较差，操作人员劳动强度大，自动化水平极低。
  配料系统普遍存在的问题是：配料精度低，机电控制部分的可靠性差，缺少数据库管理生产以及对生产过程的实时动态监视。配料精度低的主要原因是电子秤系统的动态性范围小，而可靠性差主要是中间继电器和微机控制系统的可靠性低所致。通过电子皮带秤生产厂家和用户的共同努力，近年来电子皮带秤的精度和使用情况有了一定的改善，但仍然存在运行维护量较大，精度校核工作繁重、程序多等问题，远未能达到如静态电子衡器所能达到的使用精度和使用效果。
二、设计产品的用途和应用领域
  在化工以及冶金、建材、饲料、加工等行业，配料工段一般都是整条生产线非常重要的一环。在化工加工行业，配料工段直接关系到生产效率以及产品质量。
  其中所涉及的称重计量技术的应用领域，已经遍及冶金、交通、铁道、煤炭、机械、电力、建材、化工、轻工等行业。在工农业生产过程中，有不少行业如化工、饲料、建材、制药等都需要对生产原料按照一定的比例混合，通过配制加工成产品。 [资料来源：http://www.doc163.com]
  随着计算机技术与自动化技术的发展，自动配料系统的相关技术也日益成熟，并以其计量准确、安全可靠、自动化程度高，广泛地应用于化工、矿山、建材、食品、冶金、港口、电力等多种行业。它既可以自成系统，独立工作，也可以接入DCS、FCS系统。介绍的自动配料技术设计合理、精度高、运行可靠，可完全替代进口产品。


三、设计方案
1、设计目标、研究内容和拟解决的关键问题（分别填写）
（1）设计目标：
  PLC配料控制系统是配料工艺过程控制和质量控制的关键环节之一。PLC配料控制系统可以按照设定配比和流量控制各输入物料的瞬时流量，从而达到控制各种产品的质量和产量的目的，具有极高的推广价值。它是复合化肥生产的科学管理、安全稳定生产和节能降耗的重要技术手段。PLC配料控制系统在生产中的应用不仅可以提高配料质量和产量,也大大减轻了岗位工人的劳动强度,提高了生产效率。
（2）研究内容：
  在工农业生产过程中，有不少行业如化工、饲料、建材、制药等都需要对生产原料按照一定的比例混合，通过配制加工成产品。以PLC作为控制核心的电子配料控制器，包括其中的精度问题以及速度传感器对粉料的检测，即对如何实现配料系统的自动化进行了探讨,通过运用PLC来对复合肥配料比例控制。 [资料来源：http://Doc163.com]
（3）拟解决的关键问题。
  对复合肥配料中所涉及的各个环节受运行环境影响，对电子皮带秤的称重精度有很大影响。如：配料精度与配料速度之间存在着矛盾，即当快速给料时，称量速度可以保证，但精度难以保证；当慢速给料时，称量精度能保证，但效率低。由于给料仓口和称量仓之间有一定的距离，当电子配料控制器检测到称量仓里物料重量达到给定值  时，PLC发出关闭仓门的命令，由于关闭仓门等机械动作会造成一定的延时，在这段延时时间内物料继续下落形成的过冲量会造成系统称量的误差。为了解决这类问题，采用PLC技术等方法等自动控制系统。
2、设计方案（须有文字和示意简图说明）
  在化工生产中，采用带式输送机连续输送，而皮带秤是一种能解决带式运输机散装物料连续自动称量和自动配料的衡器。


如上图所示，物料由料斗落在输送皮带上形成连需物料流，检测装置感测到皮带上物料重量变化转换成电量信号，信号经检波，对比校正、放大等综合处理后，控制可逆电机来调节闸门的开合度，从而控制皮带上物料层厚度，以保证物料以恒定重量被输送。物料从皮带上落下时，被均速转动的等转动的等分格圆盘截取相等重量的物料，经圆盘分隔，通过落料过程，只要调配好皮带的速度与等分隔圆盘的转速，即可达到所需的定量。 [资料来源：www.doc163.com]
除上述按重量定量的供料机构外，还有振动供料双杠杆自动秤、螺旋供料电子秤等等。
粉粒料可按流量来定量，如可使物料从定截面的料口流出，根据流速和活门开闭时间（供料时间）就可确定供料量。但物料的视密度、流量、流速等必须稳定。

3、题目的可行性分析：
  自动配料系统设计合理周密，运行稳定可靠，控制精确度好。
物料由料斗落在输送皮带上形成连需物料流，检测装置感测到皮带上物料重量变化转换成电量信号，信号经检波，对比校正、放大等综合处理后，控制可逆电机来调节闸门的开合度，从而控制皮带上物料层厚度，以保证物料以恒定重量被输送。物料从皮带上落下时，被均速转动的等转动的等分格圆盘截取相等重量的物料，经圆盘分隔，通过落料过程，只要调配好皮带的速度与等分隔圆盘的转速，即可达到所需的定量。
粉粒料可按流量来定量，如可使物料从定截面的料口流出，根据流速和活门开闭时间（供料时间）就可确定供料量。
  因此，用PLC技术对复合肥的配料控制系统是可行的，更是优选的方案。
4、本项目的创新之处
  设计中有三个部分：运用可编程控制器（PLC）、电子皮带秤及其相对应的皮带输送机。
  （一）可编程控制器 [来源：http://Doc163.com]
  可编程控制器（Proguammable Logic Controller，简称PLC）是一种为工业自动化提供高可靠性的自动控制装置。目前已广泛应用于机械、电子、纺织等工业生产中，显示出独特非凡的优越性，具有高可靠性、强通用性、功能完善、编程简单等特点。它应用大规模集成电路、微型技术和通讯技术的发展成果，逐步形成具有多种优点和微型、中型、小型、超大型等各种规格的系列产品，应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多过程控制领域。
  （二）电子皮带秤
  电子秤的功能特点：
（1）全自动调零。用微处理器处理重量信号和速度信号，通过软件设计可判别皮带机的工作状态。如皮带机空载并维持一整卷以上时，则进行自动调零，使皮带秤处于真正的动态零位。
（2）自动加码修正准确性。当自动加码时，能根据测量值变化进行判别，并修正直原值，使皮带秤的计量性能保持稳定。
（3）电源波动自补偿。V/F转换器的放电基准电压和称重传感器供桥电压共用一个电源，这样能起到电压波动的自补偿作用。
（三）皮带运输机
  随着新技术、新材料的应用,带式输送机运行的可靠性大大增强,使得在化工、煤炭、建材等各个行业中的诸多环节得到了更为广泛的应用。