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開題報告
課題名稱
基于西門子PLC的種子包衣機自動控制系統(tǒng)
課題來源
B.社會生產(chǎn)實踐
課題類型
工程設計類
1．選題的背景及意義：
種子包衣是以種子為載體，以包衣設備為手段，將含有農(nóng)藥、復合肥料、生長調節(jié)劑等有效成份的種衣劑(通常為膠懸液)按一定比例均勻有效地包敷到種子表面的加工處理技術。在種子包衣后的有效期內，它不但給種子的發(fā)芽和幼苗期的生長提供充足的養(yǎng)份，而且可以殺死種子表皮內外的病菌，防止病蟲侵襲，實現(xiàn)播前植保、帶肥下田，達到保苗、壯苗，增產(chǎn)、增收之目的。
國外的種子包衣技術起步早、投入大，發(fā)展快，目前正向著專用化、精細化、自動化、人性化方向發(fā)展。近年來，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展和農(nóng)業(yè)新品種、栽培新技術的推廣應用以及我國對種子市場管理 力度的加大，對種子包衣質量也提出了越來越高的要求，即種子被種衣劑包裹的面積要求達到80％才算合格，而且包衣合格率要在93％以上。
對于種子包衣機而言，種子與藥劑的均勻供給和精確計量對包衣質量有著非常重要的影響。目前，國內種子包衣設備大多是吸納美國、意大利、德國等早期技術進行研制的，與國外先進水平存有較大差距。因此從根本上扭轉長期低水平重復和關鍵設備大量進口的局面，構建和提升種子加工技術與裝備研發(fā)的技術平臺，滿足我國高產(chǎn)、優(yōu)質、高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的用種需求，研究與集成人性化、潔靜化、自動化、優(yōu)質高效的現(xiàn)代種子加工成套技術裝備已成為該行業(yè)的發(fā)展趨勢，研究基于PLC的種子包衣機控制系統(tǒng)具有十分重要的意義。
2．研究內容擬解決的主要問題：
（1）掌握種子包衣機的工作原理，研究人性化操作和自動化調控技術，并確定相關參數(shù)；
（2）種子與種衣劑連續(xù)、同步、均勻供給技術與精確計量控制技術研究；
（3）生產(chǎn)率，容重，種藥混配比等生產(chǎn)參數(shù)與供種裝置、供液系統(tǒng)等工作部件關聯(lián)匹配特性研究；
（4）設備運行安全性和包衣作業(yè)過程監(jiān)控技術的研究；
（5）多部件協(xié)調組合控制技術研究；
（6）控制系統(tǒng)結構原理研究及硬件確定與選型；
（7）研究并編制系統(tǒng)控制軟件和監(jiān)控軟件；
3．研究方法技術路線：
電控系統(tǒng)是包衣機的關鍵部分，控制系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響包衣機作業(yè)質量的高低和使用性能的好壞?；赑LC的種子包衣機的控制系統(tǒng)是自動化設備的重要組成部分。本課題設計了以PLC為控制核心，以觸摸屏為人機交流窗口，并結合軟件、變頻、傳感等技術的自動控制系統(tǒng)。重點進行了系統(tǒng)硬件選型設計、系統(tǒng)監(jiān)控軟件與系統(tǒng)控制軟件設計及主要工程技術問題研究，并對設備性能檢測結果進行綜合分析。解決了現(xiàn)有包衣機電控系統(tǒng)簡單粗放，包衣作業(yè)質量差等問題，實現(xiàn)了包衣作業(yè)部件保護、種藥精確計量、作業(yè)自動控制、安全生產(chǎn)和人性化操作。
（1） 包衣機控制系統(tǒng)總體設計：提出包衣機控制系統(tǒng)的設計要求及主要指標，研究分析包衣作業(yè)工藝流程，進行了系統(tǒng)總體技術方案設計，并對機械部件執(zhí)行結構及工作原理進行分析；
（2） 控制系統(tǒng)硬件選型和設計：完成PLC選型及其I/O口電路設計、觸摸屏選型、變頻器選型、各類傳感器選型及電控柜設計等；
（3） 控制系統(tǒng)監(jiān)控軟件設計：人機交流界面選用TP170A型觸摸屏，采用SIMATIC Pro Tool/Pro CS組態(tài)軟件設計系統(tǒng)監(jiān)控軟件；
種子包衣機系統(tǒng)控制軟件設計：完成系統(tǒng)控制軟件流程圖和工作部件及功能模塊設計及種藥供給控制設計，實現(xiàn)各工作部件的有機組合，按序啟閉，協(xié)調工作，并可實現(xiàn)故障保護，報警提示等功能。
4．研究的總體安排和進度計劃：
時間（第 周）
工作內容
第一周
課題調研，查閱資料，熟悉有關軟件的應用功能
第二周
完成開題報告及外文文獻翻譯
第三周
閱讀文獻，掌握種子包衣機的基礎知識
第四周
閱讀文獻，掌握PLC，HMI的基礎知識
第五周
擬定PLC控制種子包衣機控制系統(tǒng)總體設計方案
第六周
繪制PLC控制種子包衣機的工作原理圖
第七周
進行相關計算，確定主要元器件的技術參數(shù)
第八周
進行系統(tǒng)硬件設計
第九周
進行系統(tǒng)軟件設計
第十周
繪制控制系統(tǒng)圖
第十一周
撰寫畢業(yè)設計說明書
第十二周
完成論文初稿并檢查，送交指導教師批閱
第十三周
論文修改結束并定稿，準備答辯相關事宜
5．主要參考文獻：
[1]楊文煥.電機與拖動基礎[M].西安電子科技大學出版社，2008
[2]李金城.三菱FX2N PLC功能指令應用詳解[M].電子工業(yè)出版社，2011
[3]秦曾煌.電工學第七版上冊電工技術[M].高等教育出版社，2009
[4]郁有文.傳感器原理及工程應用[M].西安電子科技大學出版社，2014
[5]周軍.電氣控制與PLC[M].機械工業(yè)出版社，2007
[6]高鐘毓.機電控制工程[M].清華大學出版社，2011
[7] 張萬忠、劉明芹.電器與PLC控制技術 [M].北京：化學工業(yè)出版社，2008.
[8] 李發(fā)海、王巖.電機與拖動基礎[M].北京：清華大學出版社，2008.
[9] 鄭萍.現(xiàn)代電氣控制技術[M].重慶:重慶大學出版社，2008.
[10] 王田苗,丑武勝.機電控制基礎理論及應用[M].北京:清華大學出版社，2003.
[11] 張鳳珊,祖龍起.電氣控制及可編程序控制器[M].中國輕工業(yè)出版社2003.
[12] 袁任光.可編程控制器(PC)應用技術與實例[M].廣州:華南理工大學出版社，2001.
[13] 王衛(wèi)星，傅立思，孫耀杰.可編程控制器原理及應用[M].北京:中國水利水電出版社，2002
[14]王啟義.中國機械設計大典[M].南昌：江西科學技術出版社，2002
[15]成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2004
指導教師意見：
該同學查了與畢業(yè)設計相關文獻，并對文獻進行閱讀，比較，分析和綜合，對問題的研究狀況進行了綜合敘述。文獻的搜集，整理，分析為完成畢業(yè)設計奠定了基礎。所查文獻符合預定工作量。該同學認真了解了基于西門子PLC的種子包衣機自動控制系統(tǒng)設計的目的和意義。研究思路清晰，方法可行，總體進度安排合理。同意開題。
指導教師簽名： 年 月 日
教研室意見：
通過，同意開題
教研室主任簽名： 年 月 日
學院意見：
教學院長簽名： 年 月 日