毕业设计物料自动配比系统设计

毕业设计物料自动配比

系统设计

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目录

1 引言1

1．1 物料自动配比系统概述1

1.1.1 物料自动配比系统的发展1

1.1.2 物料自动配比系统的组成2

1.2 物料自动配比系统的工作流程3

2 机械部分总体设计4

2.1 送料机构的设计5

2.1.1送料机构的选型6

2.1.2 螺旋送料机的主要参数设计分析6

2.1.3 螺旋输送机功率的计算13

2.1.3 螺旋输送机驱动电机功率的计算及选型14 2.1.4 减速器的选型14

2.1.5 联轴器的选型15

2.2 称重设备的设计19

2.2.1 电子称称体的设计19

2.2.2 电子称称门的设计20

2.2.3 称重传感器的选型21

2.2.4 气缸的选型25

2.3 搅拌设备的设计27

2.3.1 搅拌设备仓体的设计27

2.3.2 搅拌器的设计28

3 控制系统的总体设计 30

3.1 控制电路分析30

3.2 PLC的硬件设计31

3.1.1 I/O点数的确定31

3.1.2 储存容量与速度 31

3.1.3 编程器的选择31

3.1.4 输入/输出模块的选择32

3.1.5 辅助控制元件选择32

2.控制变压器选择34

3.接线端子选择34

3.3 控制系统软件设计 34

结束语‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥36致谢‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥37参考文献‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥38 1 引言

自动配料系统是一套针对各种不同类型的物料进行输送、配比、加热、混合以及成品包装等全生产过程的自动化生产线。自动配料系统在食品行业，化工制造业，药品制造业和军事工业等领域都有非常广阔的应用前景, 例如在食品行业

中，物料自动配比系统以PLC为控制核心，可以作为食品生产的重要环节，使用电子天平静态精确测量食品物料的重量，通过PLC控制各部分系统的动作指令从而全自动完成食品物料的输送、精确配比、混合搅拌、运输等各道工序。

在应用自动化控制系统以前，大部分企业散料配料长期处于人工配比状态，在人工手工配比状态下，需要根据实际生产情况，计算出各物料的配比比重，再根据配比比重，分别计算出各物料的理想下料量，进而对各台设备分别设定相应动作指令，来满足配比的要求。人工配比的缺点是落料量的多少完全依靠操作人员来设定, 配比精度不高, 同时操作人员劳动强度过大, 自动化水平较低且浪费了大量的人力物力，计算操作时间长，且容易出错从而给生产带来不利因素。随着计算机技术的发展和广泛普及，自动控制技术被广泛应用在各个行业，在物料自动配比系统中，能够实现三种配料方式，分别是：全自动、半自动以及手动配料，并且可以在不同工作模式之间进行转换。自动配料系统的成功运用，解决了以前人工配料精度差的问题同时很大程度上降低了操作人员的劳动强度、降低了因人工操作而产生的误差，提高了产品的整体质量。完善的物料自动配比系统是提高企业经济效益和生产效益的重要手段，对同行业的生产进步起到了很大的示范及推动作用。

1．1 物料自动配比系统概述

物料自动配比系统是通过物料输送装置将各种物料自动输送至称量装置，进而自动进行按比例精确称量，接着将配比好的混合物料自动输送至同一个混合器进行搅拌混合，搅拌混合后进行自动卸料。物料自动配比系统主要由物料输送机构、物料称重机构、物料混合搅拌机构和控制系统组成。

1.1.1 物料自动配比系统的发展

物料自动配比系统的开发源于各行业的物料加工车间。物料自动配比系统的发展主要体现在其称重系统和控制系统，这两大核心部分的发展极大促进了物料自动配比系统的快速发展。随着国内外各种称量技术的不断改进与发展，称量机构也在不断更新，例如目前应用非常广泛的料斗称、皮带秤、失重称、核子秤等，都是称量精度较高的设备。称量方式主要有静态测量和动态测量。鉴于此，合理选用称量方式及称量设备是影响物料自动配比系统性能的重要因素。随着计算机技术和电子技术的不断更新及发展，物料自动配比系统的控制部分被应用到各行各业，由早期的手动控制到继电器控制，再发展到目前应用十分广泛的单片机、PLC和工业控制计算机。控制系统的发展直接改变了物料自动配比系统的现状，作为整套设备最核心的部分，控制系统起到了举足轻重的作用，全面提高了整套设备的性能。因此合理配合称重机构和控制系统是灌浆物料自动配比系统性能高低的关键。

1.1.2 物料自动配比系统的组成

物料自动配比系统主要由物料输送机构、物料称重机构、物料混合搅拌机构和控制系统组成。

1.物料输送机构

物料输送机构与料仓相连，可以将料仓里的物料均匀控制运送出去。目前，物料输送装置被广泛应用在各个领域。根据工作要求可以进行水平输送和倾斜输送。物料输送机构的形式也是多种多样的，可分为带输送，气力输送，螺旋输送等，人们根据各个行业的不同情况，灵活运用着各种输送方法。

2.物料称重机构

在生产过程或工艺流程中，对各种配料称重、定量称重以及现场技术的要求愈来愈高。在配比系统中称量检测是非常重要的环节。对于物料的计量，从整个计量过程来看，可以分为静态计量和动态计量两类。静态的计量只需给出最终的计量结果，对于未达到重量之前的数据将不作处理或记录。常见的静态计量仪器有弹簧秤和电子秤。静态称重计量采用间断给料，计量能力受到限制，但结构简单，计量精度稳定，维护保养方便。其动态计量设备有：单悬臂恒速皮带称、双悬臂连续给料恒速皮带称、调速皮带称、核子称等。动态连续计量可以保持生产过程的连续性，适应连续生产工艺要求，为均匀混合提供有力条件。但随之而来的是干扰因素增多，计量精度不如静态计量设备高，设备结构要求复杂。目前，称重计量仪器的发展已经由单纯的贸易用途拓展为生产过程控制的重要部分，起到了缩短运行时间、消除人为误差、改善操作条件、降低能源和材料消耗以及提高产品重量的作用。称重计量技术的应用领域非常广泛，己经遍及冶金、交通、铁道、煤炭、机械、电力、建材、化工、轻工等行业。因此，合理选择称重方式和称量仪器也是制约配比系统性能的重要环节。

3.物料混合搅拌机构

物料混合搅拌机构主要由搅拌仓、搅拌器和驱动电机组成。搅拌仓根据情况可选择其形状及材料。其驱动多为电机驱动。搅拌器是提供搅拌过程所需要的能量和适宜的流动状态已达到搅拌混合的目的。搅拌器的形状多种多样，常见的形状有：桨式、弯叶开启涡轮式、拆叶开启涡轮式、推进式、平直叶圆盘涡轮式、框式、锚式、螺带式及螺杆式等。可根据工艺要求选择搅拌器的形式，除此之外还要考虑到节能、维护、制造及检修的因素。

4.控制系统