智能定量加水控制系统设计

智能定量加水控制系统设计

本科生毕业设计(论文)开题报告 1、目的及意义(含国内外的研究现状分析) 现很多工艺过程比如:生产高品质混凝土、小麦工艺、造纸过程等，都需对其

中水分进行准确监测控制来保证产品的质量。

高品质混凝土制取必须解决砂石含水率测定和制备混凝土过程中的加水控制问题。水分与混凝土质量的相关性律现在两个方面，一是混凝土所用骨料初始水分的不确定性，会导致最终所配制的混凝土的物料组分的不稳定性。二是混凝土的强度直接依赖于所含的水分和水泥的比例即水灰比，因此对于任何给定的配比，加水量的变化将直接影响混凝土的最终强度和混凝土使用后的耐久性上。

根据小麦品种不同, 现代制粉工艺要求入磨小麦水分在14% ~ 17%, 以达到最

高的出粉率、最佳的面粉质量以及最适宜的粉磨作业条件。小麦入磨前的着水及水分调节的直接目的是使得小麦麸皮变韧而胚乳变软, 研磨时麸皮和胚乳容易分离。尽管制粉工艺对小麦水分有一定的要求,但工业化生产中加工面粉的小麦多来自粮库的储粮, 小麦在储藏中的水分含量必须控制在储藏安全水分( 一般为11% ~12%),此水分值低于所要求的入磨小麦水分值, 故需对小麦进行实时在线着水。小麦着水已成为制粉工艺中十分关键甚至是影响全局的工序, 对小麦原始水分含量的测定和拟加水分的控制是制粉生产线上重要而特殊的一环。

造纸工业的抄纸过程有两个重要的控制参数，一个为每平方米的纸张重量, 简称定量。另一个是每平方米纸张的含水量，简称水分含量。定量一般用调节闸门的开度来控制，水分含量一般用调节进人烘缸的蒸汽流量来控制。当蒸汽流量增加时使水分含量减少,同时也使定量减少。同样，纸浆闸门开度的变化也会引起定量与水分含量的变化。目前，许多造纸厂这两个控制参数大都是处于手动或人工控制状态，因而纸张的质量往往不容易保证。

1960 年代初，Vingas提出了总量控制的概念，即根据某一生产阶段总的用砂量和浇注金属量，并考虑新砂、实际物料补加、芯砂混入、除尘量等参数，确定下一生产阶段的物料补加量。后来又有人提出预防性控制理论，强调型砂组分稳定是质量控制的基础，这种基于组分稳定的控制是目前型砂质量控制的基本指导原则。目前的发展趋势是将组分控制的思想与在线检测、控制技术相结合，从砂系统总量平衡的角度确定物料补加量。由于生产过程的不确定性以及参数检测的偏差，必须根据每一碾砂的检测数据修正系统的物料补加值，开发实时、在线的型砂性能检测与控制系统就成了实现组分稳定控制的关键。

2、基本内容和技术方案

加水控制系统有定量水设定单元和加水控制单元以及一些附属电路。控制单元是由单片机将测定的水分与事先设定的水分进行比较，如有差异即向进水机构发出增减水量的指令，使加水结果逐渐趋于设定要求。加水结果与设定相符后, 供水量维持不变，如产生差异，则调整加水量系统设置了人工手控加水支路，以便于系统调试和主控系统维护，水加法器提供用水量的累计计量，调节阀为加水执行器采用高分辨率步进电机执行机构驱动高精度电动调节阀。

方案主要根据流量计反馈给定量控制仪的脉冲流量信号，当流量累计流量达到设定的数值(定量值)，定量控制仪会给电磁阀门或泵一个开关信号，已达到对阀门、泵的启动和关闭控制。实现对加料的自动和手动控制。该系统精度高，操作简单，可现场校准。系统有流量传感器、泵或电磁阀门、定量控制。流量传感器:流量传感器主要是采集流量信号，反馈给定量控制仪。定量控制柜:主要有定量控制仪表和电柜组成。定量控制仪可任意设置所需要加入的水量(定量值)定量控制仪具开关量信号输出，当设定好定量值，仪表根据流量传感器反馈的流量信号，当达到设定值后，自动关闭泵或阀门。带有瞬时流量，累计流量，加入量显示功能控制仪带有面板清零装置。恢复:既在突然断电或其他原因造成定量控制中途停止时，按

恢复键可以继续加入未完成的定量值。停止:遇到紧急情况，可按此键停止阀门。启动:每次操作完成后，按此键可以将定量值清零，重新开始下一批次操作。

3、进度安排

第1-3周:查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需的主控制芯片和主测量单元。确定方案，完成开题报告。

第4-6周:设计控制加水装置，涉及到电磁阀、电动调节器等装置。

第7-8周:设计定量给定水量单元，包括键盘电路等。

第9-10周:设计辅助电路模块，包括消抖电路等

第11-12周:选择主控制芯片，这对设计要求选择控制算法。整合总电路并完善电路。

第13-14周:完成并修改毕业论文。

第15周:准备论文答辩

4、指导教师意见

指导教师签名:

年月日

xxxx大学毕业设计(论文)

目录

摘

要 ..................................................................... ........................................................................ .......................... I

ABSTRACT ............................................................... ........................................................................ ................. II 1绪

论 ..................................................................... ........................................................................ . (1)

1.1课题来源及其研究意

义 ..................................................................... .. (1)

1.2课题的研究内

容 ..................................................................... .. (1)

1.3论文组织结

构 ..................................................................... .................................................................. 1 2流量计的概述及选

型 ..................................................................... (3)

2.1流量计的发展现

状 ..................................................................... . (3)

2.2流量计类型的选

择 ..................................................................... . (3)

2.3涡轮流量计的基本原

理 ..................................................................... .................................................. 6 3 智能定量加水控制