工业搅拌过程自动控制系统设计文献综述

 2022-01-02 17:12:46

全文总字数:5103字

自动控制系统,是指用一些自动控制装置,对生产中某些关键性参数进行自动控制,使它们在受到外界干扰(扰动) 的影响而偏离正常状态时,能够被自动地调节而回到工艺所要求的数值范围内。自动控制系统的设计是工业搅拌控制的基本前提步骤,系统设计的好坏直接决定了后续的结果。该课题设计的主要控制是通过可编程控制的技术来实现的。本文通过引用大量文献讲述了国内外搅拌系统设计的发展及现状及其发展前景,并且举例描述硬件及软件设备的历史发展,现状和未来,以及详述了对基于PLC控制的工业搅拌系统的概述,并通过阅读文献,对之前学者们提出的方案总结、概括、取长补短,做了总结与搅拌技术趋势的初步预测,并对工业搅拌技术的未来进行展望。摘要:

关键词:自动控制系统,PLC,搅拌机数值模拟,人机交互,PID

1.引言

本课题主要探讨的文献涉及到矿用乳化液的自动配比,实现新型管式搅拌反应器的主要耗能;基于PLC的管式搅拌反应;对自控系统的和性能即流量定量输送的控制算法进行设计;基于PLC与模糊PID的混合分析;基于三菱PLC的饮料自动搅拌机的设计从而进行多种饮料的加工;基于PLC与触摸屏的混凝土搅拌控制系统的设计等。

现代经济的发展带动了工业的发展,过去所采取的由工地自动进行混凝土或液位搅拌的模式已经被自动控制搅拌站所替代,而PLC又能够实现搅拌站常规控制系统不足的弥补,若和工控机结合,通过上位机展开管理,下位机PLC予以监控和,使整个过程均实现自动化生产过程,增强配料精准度,实现产品质量与产量的提升,在成本控制中有积极意义。因此此次设计基于西门子PLC的混合搅拌控制系统,通过构建一个数字量和模拟量传感器和执行器组成的闭环控制系统,通过PLC与闭环控制系统来实现液体混流程的执行,根据混合量和配方执行混合工艺,并且可以通过触摸屏对液体混合进行参数设置、过程监控、还加入抗干扰措施,满足了设计中的自动化、精细化等要求。

研究现状

2.1历史发展

工业搅拌控制系统的历史发展经历了三个阶段:

  1、人工控制阶段:

工业搅拌站采用人工控制,根据要求由手动控制开关完成各种物料的称重、装卸和一系列工序,劳动强度低,生产效率低,质量不易保证,现已淘汰。稳定土拌合站在雨季施工水泥稳定土,特别是水泥土结构层时,应特别注意气候变化,勿使水泥和混合料遭雨淋。降应时应停止施工,但已经摊铺的水泥混合料应尽快碾压密实。

  2、继电器控制阶段:

  使用一系列继电器触点代替手动操作的开关,根据工艺要求,继电器动作依次控制开关的开、关[1] 。该控制系统体积大,可靠性低,控制不够灵活。除了时间继电器的时间设置可调外,其它过程不易改变,适应性差,已基本消除

  3、可编程控制器(PLC),单片机控制阶段:

PLC与控制系统比继电器控制系统灵活[2] 。单片机控制系统采用无线组网的通信方式,以精确称重和连续称重为设计目标[3] 。采用新工艺生产,必须在不调整系统硬件设置的情况下修改程序。它具有简单的管理功能,如公式的管理和选择,生产状态的显示,以及一定的数学运算功能,从而提高了称量精度。但其灵活性有限,无法实现生产数据的记录、统计、分析等管理功能。

2.2现状分析

2.2.1根据结构形式各不相同,又分为两个发展阶段:

一是以PLC为控制核心模式。这一模式有两种结构:① 工控机 PLC 仪表模式[4] ②PLC模式 工控机[5]

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