小麦磨粉机喂料自动控制系统的研究

论文摘要

目前,国内粮机厂配置的喂料自动控制系统中,料位传感器使用最多的为电容式传感器,喂料量的调节大多采用自动变频调速技术。电容式传感器能实现物料的连续测量且灵敏度较高。实际生产中物料的介电常数时常发生变化,需采取自动补偿电路的方式校正误差。因此,在喂料自动控制系统中设计一款影响因素少、成本低廉且工作稳定性好的料位传感器,对降低喂料系统的成本,提高其工作稳定性具有重要意义。本文设计的喂料自动控制方案是以自行设计的多点红外料位传感器为料位检测设备,喂料量的自动调节采用开环的变频调速技术。首先,根据磨粉机进料筒结构及物料性质,设计一款不受物料性质及加工方式影响、成本低廉且具有红外抗干扰能力的多点红外料位传感器。其次,完成喂料自动控制系统的硬件选型和软件设计。硬件选型主要包括控制器、变频器及喂料辊电机的选型。软件设计主要包括传感器驱动信号的分时控制,有效料位信号的检测与处理,以及通过软件实现料位传感器故障自诊断功能。最后,完成以RS-485总线通信方式实现的变频调速功能。按照变频器所支持的通讯协议,完成控制器与变频器的通信设计。在试验机型上验证多点红外料位传感器的实用性,并得出试验结论及料位—频率曲线。磨粉机喂料系统配置多点红外料位传感器及开环的变频调速技术能对不同的来料情况做出快速反应,有助于整个粉路流量的平稳调整。这样整合的喂料自动控制系统即节约了成本,又给制粉工艺的调配带来极大的方便。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源、背景及意义
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 课题研究背景
• 1.1.3 课题研究目的及意义
• 1.2 国内外喂料自动控制系统的发展状况
• 1.2.1 国内磨粉机的喂料系统
• 1.2.2 国外磨粉机的喂料系统
• 1.3 研究内容及技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 1.4 本章小结
• 第二章 喂料自动控制系统方案设计
• 2.1 磨粉机工作原理
• 2.2 磨粉机的喂料系统
• 2.3 喂料自动控制系统的组成
• 2.3.1 喂料控制系统组成
• 2.3.2 总体方案设计
• 2.4 系统技术要求
• 2.5 关键技术
• 2.6 本章小结
• 第三章 多点红外料位传感器
• 3.1 料位传感器分类及工作原理
• 3.2 红外光电传感器的分类
• 3.3 多点红外料位传感器设计
• 3.3.1 反射式红外料位传感器基本原理
• 3.3.2 传感器元件选型与电路设计
• 3.3.3 红外抗干扰技术
• 3.4 物料料位检测原理
• 3.5 本章小结
• 第四章 喂料自动控制系统设计
• 4.1 喂料系统控制要求
• 4.2 控制系统硬件选型
• 4.2.1 控制器PLC的选型
• 4.2.2 变频器选型
• 4.2.3 喂料电机选型
• 4.3 控制系统软件设计
• 4.3.1 传感器驱动信号的时序控制设计
• 4.3.2 红外抗干扰技术设计
• 4.3.3 料位信号的检测方法
• 4.3.4 传感器故障自诊断功能的实现
• 4.4 本章小结
• 第五章 变频调速的实现
• 5.1 变频调速控制方案
• 5.2 变频调速的实现
• 5.3 S7-200PLC自由口通信方式
• 5.4 基于Modbus通信协议的设计
• 5.4.1 Modbus通信协议
• 5.4.2 通信硬件设计
• 5.4.3 Modbus通信程序设计
• 5.4.4 试验结论
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 创新点
• 6.3 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢