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開題報(bào)告
課題名稱
基于西門子PLC的種子包衣機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)
課題來源
B.社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐
課題類型
工程設(shè)計(jì)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(shè)備為手段，將含有農(nóng)藥、復(fù)合肥料、生長調(diào)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(shù)。在種子包衣后的有效期內(nèi)，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(nèi)外的病菌，防止病蟲侵襲，實(shí)現(xiàn)播前植保、帶肥下田，達(dá)到保苗、壯苗，增產(chǎn)、增收之目的。
國外的種子包衣技術(shù)起步早、投入大，發(fā)展快，目前正向著專用化、精細(xì)化、自動(dòng)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(shù)的推廣應(yīng)用以及我國對(duì)種子市場(chǎng)管理 力度的加大，對(duì)種子包衣質(zhì)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(dá)到80％才算合格，而且包衣合格率要在93％以上。
對(duì)于種子包衣機(jī)而言，種子與藥劑的均勻供給和精確計(jì)量對(duì)包衣質(zhì)量有著非常重要的影響。目前，國內(nèi)種子包衣設(shè)備大多是吸納美國、意大利、德國等早期技術(shù)進(jìn)行研制的，與國外先進(jìn)水平存有較大差距。因此從根本上扭轉(zhuǎn)長期低水平重復(fù)和關(guān)鍵設(shè)備大量進(jìn)口的局面，構(gòu)建和提升種子加工技術(shù)與裝備研發(fā)的技術(shù)平臺(tái)，滿足我國高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、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(dòng)化、優(yōu)質(zhì)高效的現(xiàn)代種子加工成套技術(shù)裝備已成為該行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，研究基于PLC的種子包衣機(jī)控制系統(tǒng)具有十分重要的意義。
2．研究內(nèi)容擬解決的主要問題：
（1）掌握種子包衣機(jī)的工作原理，研究人性化操作和自動(dòng)化調(diào)控技術(shù)，并確定相關(guān)參數(shù)；
（2）種子與種衣劑連續(xù)、同步、均勻供給技術(shù)與精確計(jì)量控制技術(shù)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(guān)聯(lián)匹配特性研究；
（4）設(shè)備運(yùn)行安全性和包衣作業(yè)過程監(jiān)控技術(shù)的研究；
（5）多部件協(xié)調(diào)組合控制技術(shù)研究；
（6）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(shù)路線：
電控系統(tǒng)是包衣機(jī)的關(guān)鍵部分，控制系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響包衣機(jī)作業(yè)質(zhì)量的高低和使用性能的好壞。基于PLC的種子包衣機(jī)的控制系統(tǒng)是自動(dòng)化設(shè)備的重要組成部分。本課題設(shè)計(jì)了以PLC為控制核心，以觸摸屏為人機(jī)交流窗口，并結(jié)合軟件、變頻、傳感等技術(shù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。重點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)硬件選型設(shè)計(jì)、系統(tǒng)監(jiān)控軟件與系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)及主要工程技術(shù)問題研究，并對(duì)設(shè)備性能檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合分析。解決了現(xiàn)有包衣機(jī)電控系統(tǒng)簡單粗放，包衣作業(yè)質(zhì)量差等問題，實(shí)現(xiàn)了包衣作業(yè)部件保護(hù)、種藥精確計(jì)量、作業(yè)自動(dòng)控制、安全生產(chǎn)和人性化操作。
（1） 包衣機(jī)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)：提出包衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求及主要指標(biāo)，研究分析包衣作業(yè)工藝流程，進(jìn)行了系統(tǒng)總體技術(shù)方案設(shè)計(jì)，并對(duì)機(jī)械部件執(zhí)行結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行分析；
（2） 控制系統(tǒng)硬件選型和設(shè)計(jì)：完成PLC選型及其I/O口電路設(shè)計(jì)、觸摸屏選型、變頻器選型、各類傳感器選型及電控柜設(shè)計(jì)等；
（3） 控制系統(tǒng)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)：人機(jī)交流界面選用TP170A型觸摸屏，采用SIMATIC Pro Tool/Pro CS組態(tài)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)監(jiān)控軟件；
種子包衣機(jī)系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)：完成系統(tǒng)控制軟件流程圖和工作部件及功能模塊設(shè)計(jì)及種藥供給控制設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)各工作部件的有機(jī)組合，按序啟閉，協(xié)調(diào)工作，并可實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)，報(bào)警提示等功能。
4．研究的總體安排和進(jìn)度計(jì)劃：
時(shí)間（第 周）
工作內(nèi)容
第一周
課題調(diào)研，查閱資料，熟悉有關(guān)軟件的應(yīng)用功能
第二周
完成開題報(bào)告及外文文獻(xiàn)翻譯
第三周
閱讀文獻(xiàn)，掌握種子包衣機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)
第四周
閱讀文獻(xiàn)，掌握PLC，HMI的基礎(chǔ)知識(shí)
第五周
擬定PLC控制種子包衣機(jī)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
第六周
繪制PLC控制種子包衣機(jī)的工作原理圖
第七周
進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，確定主要元器件的技術(shù)參數(shù)
第八周
進(jìn)行系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
第九周
進(jìn)行系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
第十周
繪制控制系統(tǒng)圖
第十一周
撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
第十二周
完成論文初稿并檢查，送交指導(dǎo)教師批閱
第十三周
論文修改結(jié)束并定稿，準(zhǔn)備答辯相關(guān)事宜
5．主要參考文獻(xiàn)：
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[15]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004
指導(dǎo)教師意見：
該同學(xué)查了與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)文獻(xiàn)，并對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行閱讀，比較，分析和綜合，對(duì)問題的研究狀況進(jìn)行了綜合敘述。文獻(xiàn)的搜集，整理，分析為完成畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。所查文獻(xiàn)符合預(yù)定工作量。該同學(xué)認(rèn)真了解了基于西門子PLC的種子包衣機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的和意義。研究思路清晰，方法可行，總體進(jìn)度安排合理。同意開題。
指導(dǎo)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(xué)院意見：
教學(xué)院長簽名： 年 月 日