⑴ 机械设计论文开题报告
下文是为大家精选的机械设计论文开题报告,希望对大家有帮助!
机械设计论文开题报告
题目:上行式石灰带式输送机设计
一、课题依据及意义
带式输送机是连续运行的运输设备,在冶金、采矿、动力、建材等重工业部门及交通运输部门中主要用来运送大量散状货物,如矿石、煤、砂等粉、块状物和包装好的成件物品。由于带式输送机有长距离、运量大、连续运输等特点,其已经成为煤矿最理想的高效连续输送设备。带式输送机运行可靠,易于实现自动化、集中化控制,特别是对高产高效矿井。
由于带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它,可以将物料在一定的输送线上,从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。所以选择带式输送机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题,由此能培养我们独立解决工程实际问题的能力。由于现在对货物石灰比较常用,所以上行式石灰带式输送机的设计还是很有必要的。
二、国内外研究概况及发展趋势(含文献综述)
1、国外对带式输送机的发展研究
国外对带式输送机得研究包括多方面,比如输送机起动的优化理论,输送带横向振动理论的发展,橡胶损耗装置的研究,橡胶损耗装置的研究,卸料轨迹与料流状态研究等等。具体研究发展情况几天如下:
最佳理论S—曲线起动 此研究1981年开始于澳大利亚联邦科学与工业研究组织,优化输送带的起动,使瞬时应力最小化。在启动时,S曲线在输送带上产生一个可预测的动态应力。
输送带振动理论的发展 对正交各向异性薄板理论的研究,对运动的输送带出现振动和弯曲现象有了第一次数学解释,提供了一种准确的方法预测带式输送机的回程段振动的能量。得出了4阶偏微分方程的解,并被应用于具体的称为薄板的弹性边界。得出了一种方法,对钢丝绳芯输送带和织物带,预测运输段和回程段带的振动形式需应用不同的特殊边界条件。
滚动损耗的研究 上世纪末,进行了预测长距离和转弯输送机摩擦力的新研究。
纽卡斯尔大学研究了物料和输送带弯曲的影响,并且发表了许多研究成果。其他人也相继发表了自己的研究成果,主要体现在对弯曲和有关滚动压陷损耗的橡胶特点影响的理解以及压陷损耗有关的复杂情况。
动力学分析 有多种方法可以解决输送带中弹性应力传播的问题,包括波动模型、质量—弹簧模型、边界元素模型和有限元/微分方法。每一种方法都有其数学根据。例如,对于波动模型方法有必要考虑全部应力波的傅立叶成分,而质量—弹簧模型的解决方案取决于产生应力各个模态的幅值,对于有限元模型,当运用大量的运算来模拟应力时若元素边界错误就可能出现问题,并且元素的模数会变成临界的模数。应用波动模型需要较多的数学基础,而质量—弹簧模型更易于用速度快、内存大的计算机来处理。
表1 国外带式输送机的主要技术指标 Zh_ _sxd =
Tab.1 The main technical parameters of belt conveyer in overseas oq\_ {]7o.
国外300~500万t/a高产高效矿井 @_jLSym Rn
>G主参数
顺槽可伸缩带式输送机
大巷与斜井固定式强力带式输送机
运距/m
2000~3000
﹥3000
带速/m.s-1
3.5~4
4~5,最高达8
输送量/t.h-1
2500~3000
3000~4000
驱动总功率/kW
1200~2000
1500~3000,最大达10100
2、国内对带式输送机的发展研究
我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。在“八五”期间,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施,带式输送机的技术水平有了很大提高,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白,并对带式输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发,研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置,驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。目前,我国煤矿井下用带式输送机的主要技术特征指标如表2所示。
表2 国内带式输送机的主要技术指标
Tab.2 The main technical parameters of the belt conveyer in China
主参数
顺槽可伸缩带式输送机
大巷与斜井固定式强力带式输送机
运距/m
2000~3000
﹥3000
带速/m.s-1
3.5~4
4~5,最高达8
输送量/t.h-1
2500~3000
3000~4000
驱动总功率/kW
1200~2000
1500~3000,最大达10100
3、国内外带式输送机技术的差距
差距一:技术性能上的对比
我国带式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要,尤其是顺槽可伸缩带式输送机的关键元部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。 |S _>(YWu9 从上面国内外带式输送机得主要技术指标可以了解到:
1. 各种输送带式机的最大装机功率都要远远的低于国外的最大装机功率。
2. 带速 由于受托辊转速的限制,我国带式输送机带速要比国外低上至少1m/s(我国为4m/s,国外已经达到5m/s以上)。
3. 运输能力 我国带式输送机最大运量为3000 t/h,国外已达5500 t/h。
4. 工作面顺槽运输长度 我国为3000 m,国外为7300m。
5. 最大输送带宽度 我国带式输送机为1400 mm,国外最大为1830 mm。
6. 自移机尾=nr_YjxlC~ 如今高效工作需要求输送机机尾随着工作面的快速推进而快速自移。而国内自移机尾主要依赖进口,可见差距相差甚远。
7. 高效储带与张紧装置 我国采用封闭式储带结构和绞车红紧为主,张紧小车易脱轨,输送带易跑偏,输送带伸缩时,托辊小车不自移,需人工推移,检修麻烦。国外采用结构先进的开放式储带装置和高精度的大扭矩、大行程自动张紧设备,托辊小车能自动随输送带伸缩到位。输送带有易跑偏,不会出现脱轨现象。
8. 输送机品种 国内机型品种少,功能单一,使用范围受限,不能充分的发挥其性能。而且由于我国煤矿的地质条件差异很大,需要在运输系统里布置新的特殊条件,所以需有待开发专用型的运输机。
差距二:核心技术上的差异
1.动态分析与监测技术
动态分析与监测技术是长距离、大功率带式输送机的技术关键,这种核心技术制约着大型带式输送机的发展。对带式输送机的研究中,我国在计算方法和设计规范中,使用的是刚性理论来进行分析研究。而实际上输送带是粘弹性体,长距离带式输送机其输送带对驱动装置的起、制动力的动态响应是一个非常复杂的过程,而不能简单地用刚体力学来解释和计算。因此说我国对输送带使用了很高的安全系统。
已开发了带式输送机动态设计方法和应用软件,在大型输送机上对输送机的动张力进行动态分析与动态监测,降低输送带的安全系统,大大延长使用寿命,确保了输送机运行的可靠性,从而使大型带式输送机的设计达到了最高水平,并使输送机的设备成本尤其是输送带成本大为降低。
2.可控软起动技术与功率均衡技术
我们需要采用软起动方式来降低输送机制动张力,尤其是多电机驱动时,对于那种大运量产距离的带式输送机。但对软起动也需有所研究,软起动分时慢时快起动以减少对电网的冲击;但又要控制起动加速度0.3~0.1 m/ ,解决承载带与驱动带的带速同步问题及输送带涌浪现象,减少对元部件的冲击。各电机之间的功率平衡也应加以控制,并提高平衡精度。国内解决了长距离带式输送机的起动与功率平衡及同步性问题,但其调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。此外,长距离大功率带式输送机除了要求一个运煤带速外,还需要一个验带的带速,调速型液力偶合器虽然实现软启动与功率平衡,但还需研制适合长距离的无级液力调速装置。
差距三:控制系统差距
1. 驱动方式 我国为调速型液力偶合器和硬齿面减速器,国外传动方式多样,如BOSS系统、CST可控传动系统等,控制精度较高。
2. 监控装置 我国输送机采用的是中档可编程序控制器来控制输送机的启动、正常运行、停机等工作过程。这种可编程序控制器没有自动临近装置,没有故障诊断与查询等。而在国外,采用的是高档可编程序控制器PLC,开发了先进的程序软伯与综合电源继电器控制技术以及数据采信、处理、存储、传输、故障诊断与查询等完整自动监控系统。
3.输送机保护装置 我国的输送机保护装置相对于国外来说对于很多方面都是处于一种空白状态,也就是说国外所设计的保护装置,我国目前还做不到。比如国外的带式输送机除了安装了输送带跑偏、打滑、撕裂、过满堵塞、自动洒水降尘这些基本等保护装置外,还开发了很多新型监测装置,如传动滚筒、变向滚筒及托辊组的温度监测系统、烟雾报警及自动消防灭火装置、纤维织输送带纵撕裂及接头监测系统、防爆电子输送带秤自动计量系统等等。我国不但没有这些开发,而且那些基本保护其可靠性、灵敏性、寿命都较低。
差距四:可靠性、寿命上的差距
1.输送带抗拉强度 我国生产的织物整芯阻燃输送带最高为2500 N/mm,国外为3150 N/mm。钢丝绳芯阻燃输送带最高为4000 N/mm,国外为7000 N/mm。 [email protected] _l_xWG
2.输送带接头强度 我国输送带接头强度为母带的50%~65%,国外能够达到母带的70%~75%。 h-_fIO_*3
3. 托辊寿命 我国现有的托辊技术与国外比较,寿命短、速度低、阻力大,而美国等使用的新型注油托辊,其运行阻力小,轴承采用稀油润滑,大大地提高了托辊的使用寿命,并可作为高速托辊应用于带式输送机上,使用面广,经济效益显著。我国输送机托辊寿命为2万h,国外托辊寿命5~9万h,国产托辊寿命仅为国外产品的30%~40%。 J_z-_Y O_
4. 输送机减速器寿命 我国输送机减速器寿命2万h,国外减速器寿命7万h。 _P`uU_o(?
5. 带式输送机上下运行时可靠性差。 a<+O`4____
4.现如今带式输送机的发展趋势
1. 设备大型化、提高运输能力 为了适应高产高效集约化生产的需要,带式输送机的输送能力要加大。长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势,也是高产高效矿井运输技术的发展方向。
2. 提高元部件性能和可靠性 设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能和可靠性。除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性,还要不断地开发研究新的技术和元部件,如高性能可控软起动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置、快速自移机尾、高速托辊等,使带式输送机的性能得到进一步提
3. 扩大功能,一机多用化 拓展运人、运料或双向运输等功能,做到一机多用,使其发挥最大的经济效益。开发特殊型带式输送机,如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机等。
三、研究内容及实验方案
通用带式输送机由输送带、托辊、滚筒及驱动、制动、张紧、改向、装载、卸载、清扫等装置组成。我此次设计的是上行式石灰带式输送机,属于一种通用 带式输送机,主要计算与选择输送带类型,托辊类型,滚筒类型以及张紧装置。
根据使用地点的具体情况、用户要求或输送机类型情况,进行输送机的整体布置。主要包括驱动装置的形式、数量和安装位置的确定,拉紧装置的形式和安装位置的确定,机头、机尾布置,装载位置及形式,清扫装置的类型及位置的确定等。输送带绕经驱动滚筒和尾部改向滚筒形成无极的环形封闭带。上、下雨股输送带分别支承在上托辊和下托辊上。拉紧装置保证输送带正常运转所需的张紧力。工作时,驱动滚筒通过摩擦力驱动输送带运行。物料装在输送带上与输送带一同运动。通常利用上股输送带运送物料,并在输送带绕过机头滚筒改变方向时卸载。必要时,可利用专门的卸载装置在输送机中部任意点进行卸载。
四、目标、主要特色及工作进度
目标 带式输送机得研究以及设计应用中,我们对带式输送机的利用要达到效率最大化。带式输送机在不断的发展,其设计理论以及开发成果基本满足矿工业的需求,我们利用现代化的计算机技术,结合现实地点与理论,设计出更好更有特色的带式输送机。带式输送机的应用跟广泛,所以在安全装置上需要更加的用心,而且根据市场的需求,设计出性能以及质量更能满意的输送机。
特点 上行式石灰带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的传送带-流水线-传送带机械。矿井地面选煤厂及井下主要输送道中,大部分采用此种输送机。通过它我们能将物料从最初的供料点运输到最终的卸料点,其输送路线适应性强且灵活,线路长度可以短到10米,长到数十千米以上,也可以安装到小型隧道里,甚至架设在危险地面上课。对于现代化工业企业中,这是一种不可缺少的装置。
工作进度安排
1. 查阅相关资料,外文资料翻译(6000字符以上),撰写开题报告 20xx.12.27~20xx.01.21 4周
2.运动及动力参数计算 20xx.03.21~20xx.04.03 2周
3.总装图设计 20xx.04.04~20xx.04.24 3周
4 主要零、部件强度及选用计算 20xx.04.25~20xx.05.08 2周
5.绘制零、部件图 20xx.05.09~20xx.05.22 2周
6.编写设计计算说明书(毕业论文) 20xx.05.23~20xx.06.05 2周
7.毕业设计审查、毕业答辩 20xx.06.06~20xx.06.23 2周
五、参考文献
[1]孙桓等主编.机械原理.北京:高等教育出版社,2001
[2]濮良贵等主编.机械设计. 北京:高等教育出版社,2001
[3]《运输机械设计选用手册》编委会.运输机械设计选用手册. 北京: 化学工业出版社.1999
[4]范祖尧主编.现代机械设备设计手册. 北京:机械工业出版社,1996
[5]徐灏主编.机械设计手册(第四版).北京.机械工业出版社.1991
[6]Shigley J E,Uicher J J.Theory of machines and mechanisms.NewYork:McGraw-Hill Book Company,1980
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⑵ 电气自动化毕业论文开题报告
电气自动化毕业论文开题报告范文
引导语:近些年我国电气自动化专业技术的发展得到了很大的成就,已经被推广至制造业的应用中。下面是电气自动化毕业论文开题报告范文,供大家借鉴。
摘要: 我国自动化技术发展非常迅速,在冶金业中的应用我国已经自主开发出了具有世界领先水平的核心控制软件。本文从物联网技术、数学模型、自动化系统的集成与创新以及能源管控一体化对冶金工业自动化技术作了更深入的分析。
关键词: 冶金;自动化技术;发展
近些年我国自动化专业技术的发展得到了很大的成就,已经被推广至制造业的应用中。并且基于计算机技术的自动化技术应用在经济效益和社会效益中有很显著的成果。本文主要以冶金工业自动化技术为主进行分析。
物联网技术在冶金企业中的应用
继计算机、互联网与移动通信网之后,物联网被认为是世界信息产业的第三次浪潮,其具有广阔的发展前景。但是目前对物联网的研究也仅仅停留在概念阶段,物联网在冶金工业领域的应用存在很多问题,主要表现在以下两个方面:
(1)研制生产关键特殊传感器――工业用传感器。工业传感器能够对物体的状态和变化进行测量或者感知,并将其转化为计算机能够处理的电子信号。工业自动检测和自动控制实现的首要环节就是研制生产工业用传感器。在现代工业自动化生产中,必须注重自动化生产过程中的各个参数的监视和控制,从而确保设备能够正常工作,并且使产品的质量达到最佳效果,而对各个参数的监视和控制就是通过各种传感器来实现的。因此,质优价廉工业传感器有助于现代化工业生产体系的构建。
(2)通过工业无线网络技术布局和建设工厂传感网。工业无线网络将传感器技术、现代网络及无线通信技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术等结合起来,它是一种由大量随机分布的、具有实时感知和自组织能力的传感器节点组成的网状网络。继现场总线之后,工业无线网络技术是工业控制系统领域又一热点技术,它能够使工业测控系统成本得以降低并且能够使工业测控系统应用范围得以提高。工业无线网络技术引起许多国家学术界和工业界的高度重视。
过程控制数学模型在冶金自动化中的应用
冶金自动化的不断突破是离不开数学模型的。如果把数学模型这项技术掌握了,就拿到了自动化的主动权和话语权。因此,要想生产国家急需的钢铁产品,就需要高水平的自动化技术做支持,而发达国家在自动化技术发展上比较成熟,他们为了某种目的是不会将其高端技术转让出去的,他们所转让的技术基本上都是过时的要不就是有条件限制的技术。到目前为止,我国的冶金自动化已经发展到一定的水平,开展高端冶金自动化领域数学模型的自主创新条件基本成熟,能够满足市场的广泛需求。另外,我国已经构建了一个富有技术创新能力的团队,为数学模型的自主创新创造了良好的基础条件。数学模型是对象表征的控制,是对象可执行的表述,数学模型与信息技术、工艺能力以及自动化技术进行有机结合,从而使得数学模型的优势更能充分的发挥出来,因此,数学模型通常被称为自动化与信息化的核心技术。我国钢铁工业要想生产出国民经济发展需求的钢材品种,就需要建立高可用性和高精度的数学模型。高可用性和高精度的数学模型能够确保产品的质量以及节能效果,促进产品可持续发展。
过程控制数学模型在国内钢铁行业的应用与发展,目前还刚刚起步,方兴未艾,随着需求的发展,未来的数学模型还有着极大的发展空间。从现在起,形成社会的关注,这对数学模型的未来发展,会起到一定的积极作用。打破数学模型的神秘感。相信自己的力量,鼓足自己的信心,模型应用从低级向高级逐步发展,不断积累技术,不断培养人才,踏下心来,抓上几个项目,就一定能搞出名堂来,收到明显的经济效益与社会效益。发展以数学模型为核心的自动化技术,是落实“科技创造未来”的具体体现,也是我国钢铁工业实现新的腾飞的助推器。在过程控制数学模型的研发与应用上,要实现重点突破,开发出有中国特色的数学模型产品与技术,走出一条“研制一批,储备一批,生产一批”以科研促生产、以生产出产品、以产品保应用的新的可持续发展之路来。
以国产化创新型产品与技术为核心的自动化系统的集成与创新
目前,我国冶金工业自动化系统的建设,许多都处于开环控制或局部闭环控制阶段。而要实现真正意义的自动化系统的集成与创新就要在全过程方面实现真正的闭环。当然,这还要涉及到有关执行机构、检测单元等方面的支持与配合。其核心是国产化的技术与产品,并广泛采用国内外其他先进技术做支持,以保证整套系统的品质与质量。如果仍然还是停留在实现局部闭环控制上,就不能真正称之为系统的集成与创新。以国产化创新型产品与技术为核心的自动化系统的集成与创新是在控制系统、控制工程设计和组态软件、工业通信网络、制造管理和执行软件等多方面的基础上,通过集成与优化,实现真正意义上的生产管控一体化和生产过程控制智能化。
能源管控一体化建设
冶金工业是耗能大户,能耗将制约冶金工业的发展,我国冶金工业也正面临着由粗放型向精细化转型。以耗能来核定产能,或许将成为可能。所以整个冶金工业的节能降耗、低碳减排工作十分繁重,利用自动化技术来实现降低能耗,是冶金工业节能减排、实现绿色工厂的重要手段之一。
冶金企业能源管控一体化建设,如果只停留在数据采集阶段,那么意义不大。这也是目前已经普遍实现的事实。针对冶金工业能源管控的特点,一是耗能大户,二是在冶金生产过程中,又伴生出大量的可燃性气体,如焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气等。所以能源管控的工作重心是能源使用管理的优化、二次能源的安全合理使用、多种能源介质统一平台操作、改变传统的能源计量方式以及能源安全管理预警等。能源管控中心建设的特点是控制模型和管理模型的融合。
参考文献:
[1] 郭雨春,陈志,王昊宇. 冶金自动化发展的策略与思考[J]. 自动化博览, 2009, (S1) .
[2] 冶金自动化技术发展趋势[J]. 山东冶金, 2008, (S1) .
摘要: 电气自动化是电气工程中的一个分支,全称为电气工程及其自动化,其在各个行业都有着非常广泛的应用。本文笔者结合自身工作实践经验,从电气工程与电气自动化设计原则与设计特点、电气自动化应用的构成形式、电气自动化在电气工程中的应用以及电气工程中自动化技术的应用优势等方面对电气自动化在电气工程中的应用进行了探讨,希望对相关从业人员具有借鉴意义。
关键词: 电气自动化 电气工程 应用
前言:电气自动化技术作为一项知识密集型技术,其需要工程师有着较高的技术水平。不断地从电气系统的实际应用出发,深入研究电气自动化装置,熟悉其构成,在遵守规程的基础上,不断地完善该自动化装置的图纸,让系统更加的严密、富有逻辑性。同时,还要加强实际应用中对该装置运行规律的进一步探索和经验积累,让电气自动化更加完善、更加成熟。
1 电气工程与电气自动化设计原则与设计特点
1.1 电气工程中电气自动化应用的设计原则
首先最大程度满足生产产品和工艺在电气自动化的要求,这是电气自动化设计的总原则。其次电气自动化设计需要妥善处理好电气与机械之间的关系,这就是电气自动化设计的目标,即实现自动化设计的要求。再者设计中要正确选用电子设备,尽可能保证自动化设计的美观与质量可靠,操作简单安全。
1.2 电气自动化的设计特点
电气自动化设计的原则在于经济实用,更好的服务于人们的生活以及各个行业领域的生产。那么自动化设计的特点在于通过电子设备的相应连接,实现相关功能的自动化。通过微型计算机的连接,实现控制与管理的智能化与人性化,为现代化的生活创造便利。
2 电气自动化应用的构成形式
2.1 电气自动化系统的构成
一般的电气自动化系统包括以下几个方面,首先是传输信号的接收部分,通过相应的简单操作来实现电气设备信号的输入;其次为设备的信号处理部分,对于相应的传输信号进行处理;最后为电气设备的信号输出部分,用作输出处理信号。
2.2 电气自动化系统中微型计算机的导入
微型计算机导入自动化系统,可以实现系统的自动化记录与分析自动化系统的运转反馈,并根据相应的运行趋势进行判定其误差与内部发展情况。此外,计算机的应用越来越广泛,基本应用于各个领域之中,在电气自动化系统中也不例外,同过微型计算机的引入,使得电气自动化系统的控制更加的智能化与人性化,更加适应于电气自动化系统的发展。
3 电气自动化在电气工程中的应用
3.1 电气自动化电网调度的应用
电气工程中电网调度是指通过电网调度的服务器以及相应的电气自动化系统来实现电网的调度自动化。这种自动化系统设计的主要功能有,首先通过对于电网运行中的经济调度实现电网的安全稳定运行;其次通过对于相应的电力生产过程数据的监测、分析,实现电力系统负荷的自动预测;另外通过相关数据的显示,可以迅速有效的确定电网系统的故障点,使得排除故障的过程更加的有效率。
3.2 电气自动化在发电厂发散监控系统的应用
发电厂的分散监控系统通过以太网、过程控制单元以及相应的数据通讯网来实现,在实际运行中,发电厂的发散监控系统一般使用分层结构布置。其中,发电厂发散监控系统中过程控制单元是指实际运行生产中的单元,通过监控生产单元的热电阻、脉冲量等信号,通过对相应单元的实时监控,对于所监测信号的及时处理,对于一些相应的数据进行及时处理,最终实现整个发电厂生产过程的检测与控制。
3.3 电气自动化在变电站中的应用
变电站中自动化技术的应用主要是指通过变电站中通过结合应用信息处理技术与自动化控制技术以及相关的传输技术,通过计算机装置的引入,形成的变电站的运行管理的自动化系统。这种系统的主要特点在于:通过微机化的设备来取代之前的电磁时设备;以智能化的操作界面代替原来的实时人工操作;以高效安全的生产理念取代原有的不发达的生产状况。变电站中电气自动化系统主要包括自动测量装置、自动监控设备、以及简单的开关操作设备,通过电气自动化的加入,也使得变电站的发展更趋向于综合自动化方向。
3.4 电气自动化在继电保护中的应用
对于继电保护装置而言,其主要功能就是当电气系统发生了故障或者出现了过载、短路等情况时,可以在第一时间传递出警示的信号,并能够快速的切断线路连接的装置。众所周知,传统的'继电保护装置较为容易发生拒动以及误动等故障,而利用继电自动化装置则可以进行实时监测,有效地控制好电气系统各设备的运行参数。同时,其还可以进行远程控制,可以实现长时间的带电工作。通常情况下,继电保护装置可以有效地检测到电气系统中全部线路或者某些电气设备中可能会出现的异常或者故障等问题。同时,其还可以对电气系统中某些相对特定的范围内部分电气设备或者线路进行实时的监测,一旦监测到范围内有电气设备或者线路有故障或者异常情况的出现,继电保护自动化装置就可以在第一时间做出连续的解救反应。
如某电气设备或者线路出现过载或者短路等问题,继电保护自动化装置能够立刻切断和它相连接的线路,进而通过传递危险信号的方式来上报此故障。但是,因为继电保护装置的主要作用是在电气系统中发挥预防的功效,所以,其能够真正直接发挥功效的机会和条件并不多。而对于继电保护自动化装置的运行特点,其主要有误动和拒动两种故障方式。
对于误动而言,其主要指的是在电气系统没有发生异常或者故障时,继电保护自动化装置却发出错位的信号或者错误的动作;而对于拒动而言,其是继电保护自动化装置在电气系统出现异常或者故障时,没有在第一时间发现该故障或者异常情况,无法有效的处理故障或者异常,起不到其应该发挥的功效。另外,相比较与传统的继电保护装置,继电保护自动化装置能够对于特定的电气设备或者线路进行较长时间的带电实时监测,能够对于其所监测到的电气设备运行参数作控制。
4 电气工程中自动化技术的应用优势
4.1 电气自动化的监测优势一般的电气设备如变压器、断路器等等都需要进行实时的监测,以对于一些临时发生的故障进行及时的调整与排除,通过电气自动化设备就可以实现这种实时监测的要求。通过对于电气设备的一些关键参数进行监测,通过相应的反馈进行监视,可以迅速的判断出设备的故障原因并进行及时措施的采取。
4.2 电气自动化有助于实现电气工程设备的智能化现代化生活所需要的是一种现代化的管理方式,随着电气自动化系统的广泛应用于各个行业领域,对于人们生活的智能化管理、对于工业生产的自动化运行提供了便利。人们也对于这种智能化与人性化的管理模式越来越习惯。由于电气系统中对于微型计算机的完美结合,实现了生活生产的智能化,因此电气自动化在电气工程中尤其得天独厚的优势。
5 结语
综上所述,电气工程是一个国家现代化文明发展水平的重要标志,而电气自动化水平则是现代化生活生产水平的重要体现,不但支撑着现代电气工程的发展,更是一切工业发展的前提与原动力。正因如此,近些年来,电气工程中电气自动化的应用也有了十分迅速的发展,并广泛应用于各个行业领域之中。
参考文献
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[4] 梁素友 . 论电气工程与自动化控制 [J].科技导向 ,2011,(21):182
1.本课题的研究意义本课题的研究意义
1.1本课题的研究意义
电气设备检修是消除设备缺陷通过检修达到以下目的:消除设备缺陷,排除隐患,保持和恢复设备铭牌出力,提高和保持设备最高效率,电气检修及一般安全要求提高设备健康水平,确保设备安全运行的重要措施。使设备安全运行,延长设备使用年限提高设备利用率。 开展电气设备状态检修有重要的意义,可以归纳为以下几点:被监测设备全过程受控.没有死区;适时维修可避免过剩维修,节约维修资金;适时维修可避免维修不足,可避免设备带病工作,减少事故的发生,减少经济损失;诊断出设备较精确的剩余寿命,合理使用设备,避免设备浪费或设备寿命不足发生事故造成损失。
2.电气设备实施状态检修的发展前景
定期维修与状态维修是当前世界范围内广泛采用的两种维修制度,定期维修制度缺点较多,逐渐显示老化过时;状态维修优点突出,经济效益和社会效益显著。目前工业先进国家均采用状态维修制度,实施设备状态检修既是技术方面的发展进步,也是对现行检修管理体制的改革,是一项复杂的系统工程,我国现在正由定期维修制度逐步向状态维修制度过渡。①定期维修制度贯彻“预防为主”的原则,“到期必修,修必修好”,曾经起到良好的作用。但由于维修盲目性难于克服,每年造成人力、财力、物力浪费巨大且在年检大修中,容易造成事故,降低可靠率和经济效益。②状态维修制度根据电气设备的运行状况、实行“该修必修,修必修好”,克服了定期维修制度的不足,优点显著,劳动生产率与供电可靠率,经济效益与社会效益等均有明显提高。工业先进的国家已普遍实施。③随着微电子技术的发展和微机的广泛应用,监测手段不断增多,性能日益完善,为我国下一步更广泛地推行状态维修制度创造了十分有利的条件。建议有关部门有计划、有步骤地积极试点,总结经验,逐步推广。④状态维修是一项复杂而细致的工作,需要对设备历年的运行记录、检修台帐进行整理统计、分析摸底,同时进行必要的组织准备,做好相应的思想工作,争取少走或不走弯路而达到预期目的。
3 新技术在电气设备状态检修中的应用
3.1 发电机、变压器的检修 状态检修(cBM)也可称为预知维修(PM),是以获取设备运行的特征量为基础,结合设备的历史运行状况和检修情况以及现在的运行状态,从而查明故障(隐患或缺陷)性质、位置和严重程度。“不断电和带负荷”稽核技术正是基于以稽核到设备运行的特征量为基础,并采用专业的测试软件系统,来完成准确的预知性稽核设备(电气保护系统)运行数据。实现了从停电对设备健康状态进行诊断到不停电设备健康状态进行实时或定时诊断、评估和剩余寿命预测这项技术上的变革,是对状态检修理念的一种新突破。此技术能够完整的查验到当前保护系统元器件运行的主要数据、隐患内容等各项指标。并针对元器件运行的情况,了解到元器件参数是否出现异常,元器件是否发生实质性故障或出现某些异常征兆,用户可根据这种数据进行纠正或维修,减少成本、时间、人力的各种非必要支出。 新投入使用的变压器和运行5年后的主要厂、站用变压器及运行或试验中发生特殊情况的变压器都要进行吊芯检查或检修。吊芯检修是将变压器的铁芯从油箱中吊出或将变压器的钟罩吊开露出铁芯,然后根据技术标准要求,对各个部件进行检查、测量、试验,对各部位进行清洗并处理有关缺陷。
由于吊芯检修要起吊铁芯或钟罩,为防止起吊过程中的伤人或碰坏变压器部件,变压器吊芯时应采取以下安全措施:吊芯应选择在良好天气进行,并且工作场所无灰烟、尘土、水气,相对湿度不大于75%。变压器铁芯在空气中停留时间应尽量缩短。如果空气相对湿度大于75%,应使铁芯温度(按变压器油上层油温计算)比空气温度高10℃以上,或者保持室内温度比大气温度高lOT;,且铁芯温度不低于室内温度。只有在这种情况下吊芯,才能避免芯子受潮;起吊前,必须详细检查起吊钢丝绳的强度和挂钩的可靠性,以免发生起吊过程中的断绳事故。起吊所使用的器具不准超载。
①红外线点温计。红外线点温计,是一种手持的,可以方便灵活操作的测量仪器,它可以直观迅速的进行故障发热的检测,这种方式几乎适用于所有的电气设备,对电气设备的表面测温和故障发热检测准确,操作简单。
②红外线热像仪。红外线热像仪不仅可以在电气设备正常的运行状况下使用,也可以在停机检修过程中进行热像分析及检测。在正常的运行下,发电机、断路器、CT、母线及连接、工厂电缆、工厂电容器等设备的检测中都非常适用,还可以辅助进行发电机定子铁损试验和发电机转子护环的拆装工作在停机检修中也适用,红外线热像仪可以起到一定的辅助作用。
③超声波流量探测仪。这个仪器一般用在停机检修中,也可以用于在线测量发电机定子进(出)水总管的流量、在停机检修中,可以测定发电机电子线棒的流量,断路器附属系统的冷却水流量及大型变压器循环油系统的流量等。
④发电机在线综合分析专家系统。发电机在线综合分析专家系统可以综合发电机的各种工况参数,例如对温度、电压、电流、振动、励磁、绝缘、寿命等进行分析,并对照专家系统给出结论和处理意见。
3.2 注意事项 在发电机(调相机)的断路器及灭磁开关都己断开,但转子仍在转动的情况下,禁止在发电机(调相机)回路上工作,以防止因转子的剩磁在定子绕组中感应电压触电。在特殊情况下需要在转动着的发电机(调相机)回路上工作时,必须先切断励磁回路,投入自动灭磁装置,将定子出线与中性点一起短路接地。在装拆短路接地线时,应戴绝缘手套,穿绝缘靴或站在绝缘垫上,并戴护目镜。 填写小修记录。小修记录包括厂(站)名、变压器编号、铭牌、小修项目、更换部件及检修日期、环境温度、器温等,并注明检修人员。对检修后变压器上部各放气堵应充分放气,包括散热器或冷却器、套管、升高座及气体继电器等处。柠松放气堵放气,当冒油时快速拧紧。变压器上部不应遗留工具等。在退出检修现场前,应检查变压器的所有蝶门、截门是否处在应处的位.
4 结语
通过设备状态检修管理促进设备管理水平提高,是工厂系统设备管理中的一种重要方法,随着设备管理容量的变大,促进了设备管理信息化管理水平的提高。如何利用信息系统为状态检修管理服务,是迫切需要解决的新问题只要我们不断改进和创新,不断推进设备状态检修管理,完善和提高设备管理水平才能达到提高电网设备运行可靠性,提高电网的电能质量及减少电网损耗的目的。
参考资料 :
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[10] 梁景凯主编.机电一体化技术与系统.北京:机械工业出版社,1997
[11] 徐志毅主编.机电一体化实用技术.上海:上海科学技术文献出版社,1995
;⑶ 堆垛机PLC控制系统设计
仓储堆垛机PLC控制系统的实现
字数:13871,页数:59
西门子S7-200PLC
[摘要] 自动化立体仓库中最重要设备就是仓储堆垛机,仓储堆垛机是实现整个仓库系统自动功能的关键设备,担负着出库、进库等任务,是自动化立体仓库的核心部件,本文详细介绍了用PLC实现对仓储堆垛机系统控制的设计,将PLC技术和变频控制技术相结合,研究基于变频器的速度调节以及利用旋转编码器进行堆垛机的精确定位。仓储堆垛机控制系统可以实现如下控制功能:三维运动、精确定位、速度调节功能、急停功能、报警功能。
[关键词] PLC 精确定位 变频器 光电编码器 高速计数器
The Realization of the Control System of Storage Stacker Based on PLC
Abstract In the automated multi-layered storehouse the most important equipment is the tunnel stacker, the tunnel stacker is the realization entire warehouse system “automatic” the function essentional equipment. The development of the automated warehouse based on the tunnel stacker. This paper describes the realization for the control system of storage stacker based on PLC. Unified the PLC technology and the frequency conversion control technology, the change of the speed based on the transcer, as well as combined the photoelectric-encoder to constructs the system. It can achieve some functions. These functions include three-dimensional movement, exactitude orientation, emergency stop and alarm.
Key words PLC Exactitude-Orientation Transcer Photoelectric-Encoder High-Speed Counter
目录
摘要 i
Abstract ii
目录
iii
引言 1
第1章 绪论 2
1.1 堆垛机简介 2
1.2 堆垛机的结构组成
2
1.3堆垛机在国内外的发展现状
3
第2章 仓储堆垛机的控制原理 6
2.1 堆垛机的速度控制原理 6
2.1.1变频调速的工作原理
6
2.2 堆垛机的定位控制原理 7
2.2.1采用光电编码器的位移定位方法
7
2.3 速度曲线的设计
8
2.3.1一般的速度曲线 8
2.3.2速度曲线改进的函数分析过程 8
2.3.3 改进的速度曲线合理性检验 9
第3章 变频器和编码器的选型及参数设置 11
3.1 变频器的选型 11
3.1.1VS-616G5型变频器的特点 11
3.1.2 VS-616G5型变频器的端子配备
11
3.2 变频器的参数设置
12
3.3 PG速度控制卡 13
3.4编码器 13
第4章 仓储堆垛机PLC控制系统
15
4.1 概述
15
4.2出入库流程图 15
4.2.1货格层数与列数脉冲个数的分析
15
4.2.2高速计数器的参数设置
18
4.2.3堆垛机控制系统的输入/输出分配 20
4.2.4出入库顺序功能图设计 22
4.2.5报警顺序功能图设计
25
4.2.6带参数的子程序调用 25
4.3仓储堆垛机PLC控制系统的调试 26
4.3.1调试环境
26
4.3.2软件调试 26
结论
27
致谢 28
参考文献
29
附 录 30
⑷ 电梯plc的开题报告
电梯plc的开题报告
所有控制功能及信号处理均由硬件实现,线路直观,易于理解和掌握,适合于一般技术人员和技术工人所掌握是PLC控制电梯的优点之一,那么知道优点之后又该怎样去写电梯plc开题报告的开题报告呢?下面是我带来的电梯plc的开题报告,希望对你有帮助。
一、 课题来源
老师命题
二、 选题的国内外研究现状及水平、研究目标及意义(包括应用前景、科学意义、理论价值)以及主要参考文献
1、国内外研究现状及水平:
在经济不断发展,科学技术R新月异的今天,楼的高度已和经济发展同样的速度成长起来。作为建筑的中枢神经,电梯起着不可或缺的作用,电梯作为建筑物内的主要运输工具,像其他的交通工具一样,已经成为我们日常生活中一个不可缺少的组成部分。一个国家的电梯需求总量,主要受其经济增长速度、城市化水平、人口密度及数量、在全球经济持续低迷的情况下,我国国民经济仍然以较高的速度持续增长,城市化水平不断提高。这从客观上导致了我国电梯行业的空前繁荣景象,我国已经成为全球最大的电梯市场.。上世纪80年代以来,随着经济建设的持续高速发展,我国电梯需求量越来越大。总趋势是上升的,已经进入了“第三次浪潮”,而且目前还没有减速的迹象。从1949年建国以来全国共生产安装了6l万多台电梯。尽管如此,我国的电梯远未达到饱和的程度。全世界平均1000人有l台电梯,我国如果要达到这个水准,还需要增加70万台。到那时候,全国在用电梯将达到130万台,每年仅报废更新就需要6万台。到2005年,中国电梯的年产量达到13.5万台,与1980年相比,25年增长了59倍,产量每年平均增长17.8%。2005年安装验收电梯124465台,截至05年底,我国的在用电梯总数已达651794台.。如此庞大的市场需求为我国电梯行业的发展创造了广阔的舞台!我国电梯行业已经具备了很强的生产能力。兴旺的电梯市场吸引了全世界所有的知名电梯公司,美国奥的斯、瑞士迅达、芬兰通力、德国蒂森、同本三菱、东芝、富士达等13家大型外商投资公司在国内的市场份额达到了 74%”.
(1)先进技术和先进管理的引进对国内电梯企业产生了强大的推动作用。苏州江南、山东百斯特、浙江巨人、上海华立、东莞飞鹏、宁波宏大、苏州申龙和东南液压电梯等一批优秀的电梯品牌看清了自己的定位与出路。目前国内市场需要的电梯产品,我国电梯行业几乎全部可以生产,不但大量替代了进口,而且有一定的出口。国产电梯的技术水平和产品质量正在稳步提高。自1985年我国参加了国际标准化组织ISO/TCl78以来,先后等同或等效采用了一批国际标准和先进国家的标准。标准的高起点使我国电梯行业在技术上居于有利地位。许多新技术和新产品,如无机房电梯、无齿轮曳引机、永磁同步拖动技术、远程监控技术等,国际上也是刚刚出现,我国就有多企业可以生产了。国产电梯以其高质量,低成本的优势赢得了越来越多的国内外客户,为逐步进入国际市场创造了有利条件。随着计算机技术的发展,微型计算机在工业控制系统中得到了广泛的应用,在电梯控制上采用微型计算机,取代传统的继电器控制方式越来越受到人们的重视。使用微型计算机控制,它成本低,体积小,可靠性高,使用寿命长,简化了安装调试工作,使得电梯控制系统体积减小,节省能源、可靠性提高。可编程使灵活性增大。更突出的优点是微型计算机具有算术运算功能和灵活的逻辑运算功能,因此可以实现更完善的自动控制,例如对于电梯平层可以实现自适应控制,便平层情况达到最佳状态”微机控制电梯是电梯技术的方向,~些生产企业与科研单位相结合,相继推出了微机控制的电梯新机型,使控制功能得到增强,电梯的性能得到改善,明显提高了可靠性。除了合资企业外,也有其他厂家开发出了变频调速电梯新产品。另外,用可编程序控制器取代继电器控制系统的机型对单梯进行控制还是有前途的。有些生产企业开发了紧急供电装置、防火厅门、自检测以及语言合成等电梯新功能;对机械系统采用了新结构、新材料、新技术和新工艺”
(2)总之,与国外先进技术水平相比,虽然还存在一定差距,但国内电梯技术正以迅猛的发展速度赶超世界先进水平。中国电梯在亚洲市场占有越来越重要的位置,每年销售量己达l万台左右,约占亚洲市场的1/50,一些合资企业在出口创汇方面也做出了贡献“。当今世界,电梯的生产情况与使用数量已经成为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一。
(3)随着时代的发展,对人在与外界隔离封闭的电梯轿厢内,心理上的压抑感和恐惧感也有所考虑。因此,提倡对电梯进行豪华性装修,比如:轿厢内用镜面不锈钢装潢、在观光电梯井道设置宇宙空间或深海景象:进而主张电梯、扶梯应与大自然相协调,在扶梯的周围种植花草;在轿厢壁和顶棚装饰某些图案甚至是有变化的图案,并且在色彩调配上要令人赏心悦目;在轿厢内播放优美的音乐,用以减少烦躁;在轿厢内播放电视节目,乘客可收看天气预报、新闻等,同时绿色电梯也是将来发展的一个放心方向,要求电梯的智能化、安全水平、视觉协调、消除电磁辐射、舒适感等都要达到一定的要求。
2、研究的目的及意义:
电梯是垂直运行的电梯,通常简称电梯;倾斜方向运行的自动扶梯;倾斜或水平方向运行的自动人行道德总称。电梯已成为现代生活中广泛使用的运输工具,对电梯的安全性,舒适性,高效性等的不断追求推动了电梯技术的进步。目前,有可编程序控制器和微机组成的电梯运行逻辑控制系统,正以很快的速度发展着。采用PLC 控制的电梯可靠性高,维护方便,开发周期短,这种电梯运行更加可靠,并且有很大的灵活性,可以完成更为复杂的控制任务,已成为电梯控制的发展方向,,其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。
可编程控制(Progremmable Controller)系统是专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统,它采用一种可编程的存储器,在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令。通过数字式或模拟式的输入输出控制各种类型的机械设备或生产过程,通过可编程控制器可以实现由继电器实现的逻辑控制功能,而且最主要的是可编程控制器“可编程”功能,使得当改变电梯的控制功能时,只要更改程序即可,而不需要像继电器一样需要更改硬件和接线。
3、主要参考文献:
(1)何衍庆,《可编程序控制器原理及应用技巧》[M].北京:北京工业出版社,1998、皮壮行,《可编程序控制器的系统设计与应用实例》[M].机械工业出
(2)版社,2000
(3)陈家盛,《电梯结构原理及安装维修》,北京:机械工业出版社,2000
、《电梯维修与操作》,中国劳动社会保障出版社 (4)
三、 研究的主要内容、研究方案及准备采取的技术路线、拟解决的关键问题(注:本部分内容必须详细填写)
主要研究内容:
本课题的目的是在全面了解国内外电梯发展现状的基础之上,以江西长林电梯公司的一个三层电梯本体为控制对象,开发出以EMERSON公司
EC20.2012BRA型PLC为电梯控制器、采用TDl000-4T01 lOP型通用变频器的电梯控制系统,重点解决目前VVVF电梯发展过程中所存在的控制器性价比低、速度曲线实现难的问题,围绕这一主题,所开展的工作如下:
(1)根据长林公司提出的三层梯的控制的性能指标,确定一种新型的、以通用变频器、光电编码器组成的实现大闭环调速的控制方案,按该种方案 组建的控制系统价格将大幅下降。
(2)采用EMERsON公司EC20.2012BRA型PLc的编程开发软件Controlst开发出本控制器软件,实现了本电梯逻辑信号的控制、速度的PID大闭环的控制,满足所要求的性能的控制。
(3)采用国内使用最广的工业控制组态软件组态王6.51,开发出本电梯的上位机组态程序,实现了上位机对电梯系统的监测控制,可以使用该组态程序对电梯进行调试运行和实时监控。
(4)对电梯系统进行数学分析,实现控制机理的建模,在此基础上,从而对曳引电梯系统特性进行了分析,为控制策略实现和改进提供理论依据。
研究方案及准备采取的技术路线:
1、 查阅资料,选定设计方案;
2、 确定设计方案;
3、 确定工艺流程;
4、 PLC的选择;
5、 绘制程序图;
6、 实验室调制程序;
7、 比较得出结论;
8、 撰写设计论文。
拟解决主要研究内容:
(1)原有的电梯控制系统工作不稳定,故障率高,日常保养和故障检修工作十分繁重。
(2)原有的电梯依靠井道内的位置传感器获取楼层的信息,控制精度不高,平层精确度无法达到国家标准的相关规定。
(3)原有的电梯为双速电梯,起动和制动时的加速度和减速度比较大,乘客乘坐时不舒服,舒适感差。
四、 已进行的科研工作基础和已具备的科学研究条件(包括已经
取得的科研成果、已经完成的科学实验及调查研究、具备的主要仪器设备及资料与数据等),以及可行性分析
五、 课题研究起止年限、任务安排、分阶段要求和预期结果
六、指导教师审查意见
指导老师签字:
年 月 日
摘要:电梯作为垂直运输的工具,其作用在建筑物中至关重要。为了保证电梯运行既高效节能又安全可靠、操作方便,可采用可编程控制器(PLC)来控制电梯系统。本文介绍了基于PLC的电梯控制系统的研究和设计。主要涉及两台11层住宅区居民楼电梯的PLC控制系统的基本结构、工作原理以及总体设计方案,并且分析了采用PLC在电梯控制系统中应用的优势。
关键词:PLC,电梯,控制系统,基本结构
1 文献综述
随着现代经济的发展,人们的物质文化生活水平的逐步提高,建筑业得以迅速发展,大批的高楼大厦拔地而起[1]。电梯是服务于三分之一楼层的固定式升降设备,建筑的发展必然带来了电梯行业的快速发展[2]。如今电梯已和人们的日常生活密不可分,是机械电气相组合的机电一体化产品。电梯的应用日益广泛和普及,保证电梯的运行既高效节能又安全可靠,已越来越多地引起了电梯业界人士的关注[3]。
自 1889 年美国奥梯斯升降机公司推出世界第一部以电动机为动力的升降机以来,已经历了一百多年,现在电梯已成为人们进出高层建筑不可或缺的代步工具,而且作为载人工具[4],人们对电梯在可靠性、舒适性、低噪音、低能耗、操作方便性等性能方面的要求也愈来愈高,电梯群控系统应运而生,两台电梯的并联优化控制又是电梯群控较简单、也是最常见的情况[5]。两台电梯并联控制或是多台电梯群控,其最直观的感觉是两台或多台电梯并排设置并且共享各个楼层的厅外呼梯信号,并能按预定的规律进行各电梯的自动调度工作。目前电梯的控制普遍采用了两种方式,一是采用微机作为信号控制单元,第二种控制方式用可编程控制器取代微机实现信号控制[6]。微机控制系统虽然在智能控制方面有较强大的功能,但也存在抗干扰性差、系统设计较复杂、一般维修人员难以掌控其维修技术等缺陷;而PLC控制系统由于运行可靠,使用维修方便,抗干扰性强等优点[7],使得系统可靠性大大提高[8],从而PLC控制系统已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。
2 选题背景及其意义
随着科学技术的发展、城市现代化进程的突飞猛进,电梯作为高层建筑主要的垂直交通运输工具[9],必然要做到高效、安全、可靠、方便等。现代高层建筑中各办公大楼、住宅、宾馆、医院、仓库、码头、甚至是大型的货轮等都离不开它。电梯已完全融入我们的生活、生产中,满足人们生活、工作以及学习上的需要[10]。
据统计,我国在用电梯已达40多万台,每年还以约5万~6万台的速度增长[11]。并
且在实现电梯群控系统后,据一些资料数据显示,电梯并联后的运送能力提高了20%-30%左右,减少了电梯因停层而带来的加减速、开门、关门及等待的时间,因而在上、下班客流量的高峰时段,乘员候梯和乘梯的时间大大减短。电梯运行实际能量消耗的50%是在减速、加速这段运行过程中。电梯并联后,电梯停层数量的减少很大程度减少电梯运行的电力消耗[12]。如果两电梯各自独立运行,容易发生电梯响应呼梯信号而运行到站后,乘客已被另一台电梯接走而空运行的现象,长期这样必然造成很大的能源浪费,给电梯的集中管理造成较大的困难[13],而且使得电梯系统处于非最佳运行状态,难以提高运行效率,乘客的需求也不能得到最好的响应和最好的满足。
可编程控制器(PLC: Programmable Logic Controller)是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的,是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置[14]。在电梯控制系统中,PLC控制可以降低因专门设计和制造微机控制装置的成本,且 PLC 具有编程简单、控制运行可靠性高、抗干扰能力强、通用性好、功能强大、开发周期短、体积小、使用方便、可扩展性强、成本低、维护方便以及强大的网络通讯功能等优点,因此成为现代楼宇电梯控制系统的主流[15],同时在我国电梯行业有着广泛运用。这种电梯控制系统较原有电梯控制系统可以更容易的完成更为复杂的控制任务,其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。
现有的电梯控制技术仍存在缺点和不足之处,如何把更为先进的技术应用于电梯群控之中,以进一步改善运输的效果、提高运行的效率、满足乘客的需求[17],仍然需要更深入的探索和研究。因此运用可编程控制器(PLC)对电梯控制系统、特别是电梯群控系统进行研究与设计具有十分重大的意义。
[16]
3 研究内容
3.1 电梯的主要组成部分
电梯是由机械系统和电气系统两部分组成。
电梯的机械系统部分由曳引系统、轿厢和门机系统、平衡系统、导向系统以及机械安全保护装置等部分组成,如图3-1所示。
电气系统又由电力驱动系统、电气控制系统和安全保护系统三部分组成。
1一减速箱
2一曳引轮
3一曳引机底座
4一导向轮
5一限速器
6一机座
7一导轨架
8一曳引钢丝绳
9一开关碰铁
10一紧急终端开关
11一导靴
12一轿架
13一轿门
14一安全钳
15一导轨
16一绳头组合
17一对重
18一补偿链
19一补偿链导轮
20一张紧装置
21一缓冲器
22一底坑
23一层门
24一呼梯盒
25一层楼指示灯
26一随行电缆
27一轿壁
28一轿内操纵箱
29一开门机
30一井道传感器
31一电源开关
32一控制柜
33一曳引电机
34一制动器
图3-1 电梯机械部分结构示意图
3.2 系统整体方案设计
本次设计对象是某住宅区内居民楼的两台11层并联电梯,电梯轿厢可上下运行,轿厢门具有开关和限位等保护功能。轿厢内可提供上行信号、下行信号、平层检测信号、开关门限位信号、门安全信号等。
2.系统整体设计框图
3.3 PLC电梯控制系统的硬件设计
在设计中两台电梯的硬件完全相同,在设计程序之前,首先通过进行PLC的I/O点的估算,进行PLC选型,在综合考虑各方面的因素后,本课题采用西门子公司生产的S7-200型号的PLC作为电梯的控制器。
3.4 PLC电梯控制系统的软件设计。
图3-3 电梯运行流程图
3.4.1 电梯的启、停控制 3.4.2 电梯的开、关门控制
图3-4 开关门流程图
3.4.3 双电梯的并联调度
正常情况下,1台梯在底层待命,另1台梯停留在最后停靠层,称自由梯或忙梯。某层有召唤信号,则忙梯立即定向运行去接某层的客人。
2台梯因轿内指令而到达基站后关门待命时,则应执行“先到先行”原则。如A梯先于B梯到基站,则A梯立即起动运行至事先指定的中间层楼待命,并成为自由梯而B梯则成为基站梯。
当A梯上行时,如上方出现任何方向的召唤信号,或下方出现向下的召唤信号,均在A梯的一周行程中完成,而B梯留在基站不予应答运行。但如在A梯下方出现向上召唤信号,则在基站的B梯应答信号而发车上行接客,此时B梯为忙梯。
如果当A梯正在向下运行时,其上方出现任何向上或向下的召唤信号,则在基站的B梯应答信号而发车上行接客,但如A梯下方出现任何方向的召唤信号,则B梯不予应答而由A梯去完成。
如当A梯正在运行,其他各层楼的厅外召唤信号又很多,但在基站的B梯又不具备发车条件,而在30~60s后,召唤信号仍存在,尚未消除,则通过延误时间继电器,令B梯发车运行。同理,如本应A梯应答厅外召唤信号而运行的,但由于电梯门锁等故障而不能运行时,则也经30~60s的延误时间后,令B梯(基站梯)发车运行。
3.4.4 召梯信号的登记和响应 3.4.5 电梯运行的方向
3.4.6 识别井道层间距离,实现准确的平层 3.4.7 故障报警控制
通过这几个程序模块以及其他控制程序的模块组成电梯运行时所需功能的总框架。 3.5 对系统进行仿真。
这次的设计中,由于要对电梯控制系统进行仿真,所以我选用了北京亚控公司的King-view6.5组态王软件,并且结合计算机以及S7-200型的PLC对系统进行仿真。组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件,它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境,使用灵活的`组态方式,为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。PLC为控制装置,在组态软件的画面中生成的虚拟电梯为被控对象,可以通过计算机屏幕观察虚拟电梯的运行情况。PLC的输入信号可以从PLC的开关量输入端输入,也可以在组态软件的画面中用鼠标点击按钮来产生。
在系统仿真过程中,运用到的一些参数可能会有所偏差,所以要通过多次仿真调试才能更接近实际,做到更完善。
4 工作特色及其难点,拟采取的解决措施
4.1 工作特色及其难点
工作特色:随着电梯事业的快速发展,人们对电梯在运行中的可靠性、平滑性、高效性、准确性等都有了更为严格的要求,从而使电梯从故障率高、可靠性差、接线复杂等的继电器控制方式发展为如今安全高效的PLC控制方式。因此PLC电梯控制已然成为电梯行业中互相竞争的资本,所以想要突破现有的技术有一定的成就是十分困难的。
难点:
(1)了解电梯的全部运作方式,以及充分理解并且能运用PLC基本及功能的指令。 (2)通过PLC设计电梯的电梯的厅呼叫控制、电梯的到站指示控制以为电梯的自动平层控制、停留时间等功能,并实现。
(3)用PLC程序设计来实现电梯的并联控制系统。
(4)本次的设计电梯是通过系统仿真,虽然基本结构与实际的电梯能做到完全一样,但是设计中运用到的参数总会与现实稍有偏差,导致最终仿真的结果会有些不符合实际。
4.2 拟采取的解决措施
在进行设计之前,必须先将所学的可编程控制器(PLC)的基本知识、功能指令熟悉掌握,再通过图书馆、上网等方式认真查阅有关技术资料、并且分析此类资料的内容,和所学PLC知识相结合。
熟悉并联电梯的运行过程,并记录,了解其中两条电梯运作的规律以及电梯自动开关门、到站指示、显示电路等。之后选择恰当的可编程控制器的型号,以满足电梯并联控制系统的要求。参考关于电梯并联控制的书籍,对电梯运行过程更进一步的了解和掌握,通过自己的研究以及老师给出的资料进行设计,减少误差,成功完成最后电梯控制系统的仿真。本文中的电梯并联系统仿真较简单,还需要不断的改进和加强。 5 论文工作量及预期进度
2011年12月根据所选课题,完成毕业设计的资料收集工作,并进行汇总整理,研究所收集的资料,定出设计大纲,并撰写开题报告,在指导老师审阅通过后上交,进行开题答辩。
2012年1-3月:完成科技论文翻译工作;进一步了解系统工作原理,确定系统设计方案,完成系统硬件电路设计;准备中期检查。
2012年4月:完成系统各功能部分的软件设计。
2012年5月:写毕业论文,检查全部内容,进行排版整理、定稿,准备答辩。 6 预期成果及其可能的创新点
预期成果:使用可编程控制器(PLC)实现对两台11层住宅区内的民居电梯的并联控制,准确无误的实现电梯的运行过程,并通过组态软件做出仿真。最终完成一篇关于PLC电梯控制系统的论文。
参考文献
[1] 张聚丽.PLC在电梯控制中的应用[J].科技资讯,2009,(36):3.
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[19] Siemens AG.Hardware and Installation:CPU 312 IFM-318-2DP,2003.
[20] Siemens AG.Configuring Hardware and Communication Connections STEP 7V5.2 Manual,2002.
;⑸ 机械专业毕业论文开题报告
机械专业毕业论文开题报告范文(精选6篇)
在生活中,报告与我们愈发关系密切,要注意报告在写作时具有一定的格式。那么什么样的报告才是有效的呢?下面是我整理的机械专业毕业论文开题报告范文,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
论文题目:
MC无机械手换刀刀库毕业设计开题报告
本课题的研究内容
本论文是开发设计出一种体积小、结构紧凑、价格较低、生产周期短的小型立式加工中心无机械手换刀刀库。主要完成以下工作:
1、调研一个加工中心,了解其无机械手换刀刀装置和结构。
2、参照调研的加工中心,进行刀库布局总体设计。画出机床总体布置图和刀库总装配图,要有方案分析,不能照抄现有机床。
3、设计该刀库的一个重要部分,如刀库的转位机构(包括定位装置,刀具的夹紧装置等),画出该部件的装配图和主要零件(如壳体、蜗轮、蜗杆等3张以上工作图。
4、撰写设计说明书。
本课题研究的实施方案、进度安排
本课题采取的研究方法为:
(1)理论分析,参照调研的加工中心,进行刀库布局总体设计。
进度安排:
2009.3.16-3.20 收集相关的毕业课题资料。
2009.3.23-3.27 完成开题报告。
2009.3.30-4.17 完成毕业设计方案的制定、设计及计算。
2009.4.20-5.15 完成刀库的设计
2009.5.18-5.29 完成毕业设计说明书。
2009.6.01-6.08 毕业设计答辩。
主要参考文献
[1] 廉元国,张永洪. 加工中心设计与应用 [M]. 北京:机械工业出版社,1995.3
[2] 惠延波,沙杰.加工中心的数控编程与操作技术 [M]. 北京:机械工业出版社2000.12
[3] 励德瑛.加工中心的发展趋势 [J]. 机车车辆工艺,1994,6
[4] 徐正平.CIMT2001 加工中心评述[J]. 制造技术与机床,2001,6
[5] 刘利. FPC-20VT 型立式加工中心[J]. 机械制造,1994,7
[6] 李洪. 实用机床设计手册 [M]. 沈阳:辽宁科学技术出版社,1999.1
[7] 刘跃南.机械系统设计[M].北京:机械工业出版社,1998.8
[8] Panasonic 交流伺服电机驱动器 MINASA 系列使用说明书
[9] 成大先.机械设计手册第四版第 2 卷[M]. 北京:化学工业出版社,2001.11
[10] 成大先.机械设计手册第四版第 3 卷[M]. 北京:化学工业出版社,2001.11
1 课题提出的背景与研究意义
1.1 课题研究背景
在数控机床移动式加工中移动部件和静止导轨之间存在着摩擦,这种摩擦的存在增加了驱动部件的功率损耗,降低了运动精度和使用寿命,增加了运动噪声和发热,甚至可能使精密部件变形,限制了机床控制精度的提高。由于摩擦与运动速度间存在非线性关系,特别是在低速微进给情况下,这种非线性关系难以把握,可能产生所谓的尺蠖运动方式或混沌不清的极限环现象,严重破坏了对微进给、高精度、高响应能力的进给性能要求。为此,把消除或减少摩擦的不良影响,作为提高机床技术水平的努力方向之一。该课题提出的将磁悬浮技术应用到数控机床加工中,即可以做到消除移动部件与静止导轨之间存在的摩擦及其不良影响。对提高我国机床工业水平及赶上或超过国际先进水平具有重大意义,且社会应用前景广阔。
1.2课题研究的意义
机床正向高速度、高精度及高度自动化方向发展。但在高速切削和高速磨削加工场合,受摩擦磨损的影响,传统的滚动轴承的寿命一般比较短,而磁悬浮轴承可以克服这方面的不足,磁悬浮轴承具有的高速、高精度、长寿命等突出优点,将逐渐带领机电行业走向一个没有摩擦、没有损耗、没有限速的崭新境界。超高速切削是一种用比普通切削速度高得多的速度对零件进行加工的先进制造技术,它以高加工速度、高加工精度为主要特征,有非常高的生产效率,磁悬浮轴承由于具有转速高、无磨损、无润滑、可靠性好和动态特性可调等突出优点,而被应用于超高速主轴系统中。要实现高速切削,必须要解决许多关键技术,其中最主要的就是高速切削主轴系统,而选择合理的轴承型式对实现其高转速至关重要。其中,磁悬浮轴承是高速切削主轴最理想的支承型式之一。磁悬浮轴承可以满足超高速切削技术对超高速主轴提出的性能要求。但它与普通滑动或滚动轴承的本质区别在于,系统开环不稳定,需要实施主动控制,而这恰恰使得磁悬浮轴承具有动特性可控的优点磁悬浮轴承是一个复杂的机电磁一体化产品,对其精确的分析研究是一项相当困难的工作,如果用实验验证则会碰到诸如经费大、周期长等困难,在目前国内情况下不能采取国外以试验为主的研究方法,主要从理论上进行研究,利用计算机软件对磁悬浮控制系统进行仿真是一种获得磁悬浮系统有关特征简便而有效的方法。这就是本课题的研究目的和意义。
2 本课题国内外的研究现状
磁悬浮轴承的应用与发展可以说是传统支承技术的革命。由于具有无机械接触和可实现主动控制两个显著的优点,主动磁悬浮轴承技术从一开始就引起了人们的重视。磁悬浮轴承的研究最早可追溯到1937年,Holmes和Beams利用交流谐振电路实现了对钢球的悬浮。自1988年起,国际上每两年举行一届磁悬浮轴承国际会议,交流和研讨该领域的最新研究成果;1990年瑞士联邦理工学院提出了柔性转子的研究问题,同年G.Schweitzer教授提出了数字控制问题;1998年瑞士联邦理工学院的R.Vuillemin和B.Aeschlimann等人提出了无传感器磁悬浮轴承。近十年,瑞士、美国、日本等国家研制的电磁悬浮轴承性能指标已经很高,并且已成功应用于透平机械、离心机、真空泵、机床主轴等旋转机械中,电磁悬浮轴承技术在航空航天、计算机制造、医疗卫生及电子束平版印刷等领域中也得到了广泛的应用。纵观2006年在洛桑和托里诺召开的第10界国际磁轴承研讨会,磁轴承主要应用研究为磁轴承在高速发动机、核高温反应堆(HTR-10GT)、人造心脏和回转仪等方面。国内在磁悬浮轴承技术方面的研究起步较晚,对磁悬浮轴承的研究起步于80年代初。
1983年上海微电机研究所采用径向被动、轴向主动的混合型磁悬浮研制了我国第一台全悬浮磁力轴承样机;1988年哈尔滨工业大学的陈易新等提出了磁力轴承结构优化设计的理论和方法,建立了主动磁力轴承机床主轴控制系统数学模型,这是首次对主动磁力轴承全悬浮机床主轴从结构到控制进行的系统研究;1998年,上海大学开发了磁力轴承控制器(600W)用于150m制氧透平膨胀机的控制;2000年清华大学与无锡开源机床集团有限公司合作,实现了内圆磨床磁力轴承电主轴的'工厂应用实验。目前,国内清华大学、西安交通大学、国防科技大学、哈尔滨工业大学、南京航空航天大学等等都在开展磁悬浮轴承方面的研究。2002年清华大学朱润生等对主动磁悬浮轴承主轴进行磨削试验,当转速60000r/min、法向磨削力100N左右时,精度达到小于8m的水平,精磨磨削效率基本达到工业应用水平。2003年6月,南京航空航天大学磁悬浮应用技术研究所研制的磁悬浮干燥机的性能指标已通过江苏省技术鉴定,向工业应用迈出了可喜的一步。2005年“济南磁悬浮工程技术研究中心”研制的磁悬浮轴承主轴设备,在济南第四机床厂做磨削试验,成功磨制出一个内圆孔工件,这是我国第一个用磁悬浮轴承主轴加工的工件。此项技术填补了国内空白。近几年来,由于微电子技术、信号处理技术和现代控制理论的发展,磁悬浮轴承的研究也取得了巨大进展。
从总体上看,磁悬浮轴承技术正向以下几个方向发展:
(1)理论分析更注重系统的转子动力学分析,更多地运用非线性理论对主动
磁悬浮转子系统的平衡点和稳定性进行分析;更注重建立系统的非线性耦合模型以求得更好的性能。
(2)注重系统的整体优化设计,不断提高其可靠性和经济性,以期获得磁悬浮轴承更加广泛的应用前景。
(3)控制器的实现越来越多的采用数字控制。为达到更高的性能要求,控制器的数字化、智能化、集成化成为必然的发展趋势。由于数字控制器的灵活性,各种现代控制理论的控制算法均在磁悬浮轴承上得到尝试。
(4)发展了多种新型磁悬浮轴承如:无传感器磁悬浮轴承、无轴承电机超导磁悬浮轴承、高温磁悬浮轴承。此外,磁悬浮机床主轴在各方面也有较大的发展空间如:高洁净钢材Z钢和EP钢的引入;陶瓷滚动体,重量比钢球轻40%;润滑技术的开发,对于高速切削液的主轴,油液和油雾润滑能有效防止切削液进入主轴;保持架的开发,聚合物保持架具有重量,自润滑及低摩擦系数的特点从应用的角度看,磁悬浮轴承的潜力尚未得到的发掘,而它本身也未达到替代其它轴承的水平,设计理论,控制方法等都有待研究和解决。
3 课题的研究目标与研究内容
3.1 研究目标
控制器是主动控制磁悬浮轴承研究的核心,因此正确选择控制方案和控制器参数,是磁悬浮轴承能够正常工作和发挥其优良性能的前提。该课题主要研究单自由度磁悬浮系统,其结构简单,性能评判相对容易、研究周期短,并且可以扩展到多自由度磁悬浮系统的研究。针对磁悬浮主轴系统的非线性以及在控制方面的特点,该课题探索出提高系统总体性能和动态稳定性的有效控制策略。
3.2 主要研究内容
(1)阐述课题的研究背景与意义,对国内外相关领域的研究状况进行综述。
(2)对磁悬浮机床主轴的动力学模型进行分析,并将其数值化、离散、解耦和降阶等,为后续研究
1、 目的及意义(含国内外的研究现状分析)
本人毕业设计的课题是”钢坯喷号机行走部件及总体设计”,并和我的一个同学(他课题是“钢坯喷号机喷号部件设计”)一起努力共同完成钢坯喷号机的设计。我们的目的是设计一种价格相对便宜,工作性能可靠的钢坯喷号机来取代用人工方法在钢坯上写编号。
对钢坯喷号是钢铁制造业必然需要存在的一个环节,这是为了实现质量管理和质量追踪。我们把生产钢坯对应的连铸机号、炉座号、炉号、流序号以及表示钢坯生产时间的时间编号共同组成每块钢坯的唯一编号,适当的写在钢坯的表面。这样就在钢铁厂的后续检验或在客户使用过程中,如果发现钢坯的质量有问题,就可以根据这个编号来追踪到生产这个钢坯的连铸机、炉座、炉号、流序及时间等重要信息,及早的发现并解决生产设备中存在的问题。
目前,在国外像日本、美国等一些发达国家已经实现了对钢坯的自动编号,虽然其辅助设备较多,价格较贵,但大大提高生产的自动化进程和效率。并且钢坯喷号机具有设备利用率高、位置精度高、可控制性能好等优点。而在国内,除了少数的几家大型钢铁企业(宝钢、鞍钢等)引进了自动钢坯喷号机,大部分的钢铁企业仍然处在人工编号的阶段。
实现钢坯喷号的机械化和自动化是提高生产效率和降低生产成本的重要途径之一,钢坯喷号机无论在国内还是国外都会有很大的市场。一方面因为人工的工艺流程不但浪费了大量的能量,而且打断了生产的自动化进程,从而致使生产效率降低,生产成本增加。另一方面由于生产钢坯的车间温度很高,有强烈的热辐射,同时还有大量的水蒸气和粉尘,因此对其中进行人工编号的工人的劳动强度非常大,并且对身体是一种摧残,容易得职业病。所以无论从那个方面看都急需一种价格相对便宜,工作性能可靠的钢坯喷号机来代替人工编号。
作为一个大学生,毕业设计对我来说是展示我大学四年学习成果的一个机会,也是对我的综合能力的一个考验。我本人对“钢坯喷号机行走部件及总体设计”的课题也非常感兴趣,我一定会努力完成这次毕业设计的。总的来说,钢坯喷号机对于钢铁厂和这次毕业设计对于我都是具有现实意义的。
2、基本内容和技术方案
本课题是基于机械设计与电子控制结合的技术来设计钢坯喷号机。经连连轧的钢坯规格为160mmx200mm的方形钢坯,用切割机割成定长,由300mm宽的输出通道送出。
1.基本内容
先拟定钢坯喷号机的总体方案,然后确定钢坯喷号机行走部件的传动方案及结构参数,最后画出钢坯喷号机行走部件的装配图以及零件图。
2.系统技术方案
(1)工作过程:启动机器PLC控制步进电机带动钢坯喷号机到相应的位置,按下启动键发送控制信号传到控制部件(PLC),控制部件发出控制命令给执行部件(主要是行走部件及喷号部件,行走部件带动喷头靠近钢坯表面,然后喷头进行喷号),喷号完成后喷头上升并清洗号码牌。再次移动喷号到下一个钢坯处。
(2)要求实现的功能:行走部件功能(喷号机整体左右的移动,喷号部件的上下前后移动,喷头的左右移动)、喷号部件功能(喷头喷号,清洗号码牌,号码牌的更换)。其中号码为(0—9)十个数字,号码可以变化更换。每个号码大小为35mmx15mm,号码间距为5mm。
(3)实现方案:
行走功能的实现:由于在钢坯上喷号并不需要很精确的定位,所以采用人工控制步进电机的方式移动整体喷号机来粗调。采用液压缸提供动力来推动喷号部件,并采用行程开关控制电机来实现喷号部件上下移动,下行程开关可以控制喷号部件与钢坯表面之间的间距和发出信号使喷头开始喷涂料并向右移动。采用液压缸推动,滚轮在导架上滚动的方式实现喷好机构的前后移动,并采用行程开关控制电机来实现喷头的左右移动,右行程开关可以控制喷头停止喷涂料并回到初始位置和喷号部件向上移动。
喷号功能的具体实现方案由和我一组的同学确定。
3、进度安排
3-4周 认真阅读和学习有关资料和知识,并翻译英文文献
5-7周 钢坯喷号机行走部件的传动方案及总体设计
8-9周 确定钢坯喷号机行走部件结果参数
10-13周 完成钢坯喷号机行走部件装配图及零件工作图
14-15周 准备并进行毕业答辩
1. 设计(或研究)的依据与意义
十字轴是汽车万向节上的重要零件,规格品种多,需求量大。目前,国内大多采用开式模锻和胎模锻工艺生产,其工艺过程为:制坯→模锻→切边。生产的锻件飞边大,锻件加工余量和尺寸公差大,因而材料利用率低;而且工艺环节多,锻件质量差,生产效率低。
相比之下,十字轴冷挤压成形的具有以下优点:
1、提高劳动生产率。用冷挤压成形工艺代替切削加工制造机械零件,能使生产率大大提高。
2、制件可获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。冷挤压十字轴类零件的精度可达ITg---IT8级,表面粗糙度可达Ra O.2~1.6。因此,用冷挤压成形的十字轴类零件一般很少再切削加工,只需在要求特别高之处进行精磨。
3、提高零件的力学性能。冷挤压后金属的冷加工硬化,以及在零件内部形成合理的纤维流线分布,使零件的强度高于原材料的强度。
4、降低零件成本。冷挤压成形是利用金属的塑性变形制成所需形状的零件,因而能大量减少切削加工,提高材料的利用率,从而使零件成本大大降低。
2. 国内外同类设计(或同类研究)的概况综述
利用切削加工方法加工十字轴类零件,生产工序多,效率低,材料浪费严重,并且切削加工会破坏零件的金属流线结构。目前国内大多采用热模锻方式成形十字轴类零件,加热时产生氧化、脱碳等缺陷,必然会造成能源的浪费,并且后续的机加工不但浪费大量材料,产品的内在和外观质量并不理想。
采用闭式无飞边挤压工艺生产十字轴,锻件无飞边,可显着降低生产成本,提高产品质量和生产效率:
(1)不仅能节省飞边的金属消耗,还能大大减小或消除敷料,可以节约材料30﹪;由于锻件精化减少了切削加工量,电力消耗可降低30﹪;
(2)锻件质量显着提高,十字轴正交性好、组织致密、流线分布合理、纤维不被切断,扭转疲劳寿命指标平均提高2~3倍;
(3)由于一次性挤压成型,生产率提高25%.
数值模拟技术是CAE的关键技术。通过建立相应的数学模型,可以在昂贵费时的模具或附具制造之前,在计算机中对工艺的全过程进行分析,不仅可以通过图形、数据等方法直观地得到诸如温度、应力、载荷等各种信息,而且可预测存在的缺陷;通过工艺参数对不同方案的对比中总结出规律,进而实现工艺的优化。数值模拟技术在保证工件质量、减少材料消耗、提高生产效率、缩短试制周期等方面显示出无可比拟的优越性。
目前,用于体积成形工艺模拟的商业软件已有“Deform”、“Autoforge”等软件打入中国市场。其中,DEFORM软件是一套基于有限元的工艺仿真系统,用于分析金属成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。DEFORM无需试模就能预测工业实际生产中的金属流动情况,是降低制造成本,缩短研发周期高效而实用的工具。二十多年来的工业实践清楚地证明了基于有限元法DEFORM有着卓越的准确性和稳定性,模拟引擎在大金属流动,行程载荷和产品缺陷预测等方面同实际生产相符保持着令人叹为观止的精度。
3. 课题设计(或研究)的内容
1)完成十字轴径向挤压工艺分析,完成模具总装图及零件图设计。
2)建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。
3)十字轴径向挤压成形过程数值模拟。
4)相关英文资料翻译。
4. 设计(或研究)方法
1)完成十字轴径向挤压成形工艺分析,绘制模具总装图及零件图。
2)写毕业论文建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。
3)完成十字轴径向挤压成形过程数值模拟。
4)查阅20篇以上与课题相关的文献。
5)完成12000字的论文。
6)翻译10000个以上英文印刷符号。
5. 实施计划
04-06周:文献检索,开题报告。
07-10周:进行工艺分析、绘制模具二维图及模具三维模型设计。
11-13周:进行数值模拟。
14-16周:撰写毕业论文。
17周:进行答辩。
一、毕业设计题目的背景
三级圆锥—圆柱齿轮减速器,第一级为锥齿轮减速,第二、三级为圆柱齿轮减速。这种减速器具有结构紧凑、多输出、传动效率高、运行平稳、传动比大、体积小、加工方便、寿命长等优点。因此,随着我国社会主义建设的飞速发展,国内已有许多单位自行设计和制造了这种减速器,并且已日益广泛地应用在国防、矿山、冶金、化工、纺织、起重运输、建筑工程、食品工业和仪表制造等工业部门的机械设备中,今后将会得到更加广泛的应用。
二、主要研究内容及意义
本文首先介绍了带式输送机传动装置的研究背景,通过对参考文献进行详细的分析,阐述了齿轮、减速器等的相关内容;在技术路线中,论述齿轮和轴的选择及其基本参数的选择和几何尺寸的计算,两个主要强度的验算等在这次设计中所需要考虑的一些技术问题做了介绍;为毕业设计写作建立了进度表,为以后的设计工作提供了一个指导。最后,给出了一些参考文献,可以用来查阅相关的资料,给自己的设计带来方便。
本次课题研究设计是大学生涯最后的学习机会,也是最专业的一次锻炼,它将使我们更加了解实际工作中的问题困难,也使我对专业知识又一次的全面总结,而且对实际的机械工程设计流程有一个大概的了解,我相信这将对我以后的工作有实质性的帮助。
三、实施计划
收集相关资料:20XX年4月10日——4月16日
开题准备: 4月17日——4月20日
确定设计方案:4月21日——4月28日
进行相关设计计算:4月28日——5月8日
绘制图纸:5月9日——5月15日
整理材料:5月15日——5月16日
编写设计说明书:5月17日——5月20日
准备答辩:
四、参考文献
[1] 王昆等 机械设计课程设计 高等教育出版社,1995.
[2] 邱宣怀 机械设计第四版 高等教育出版社,1997.
[3] 濮良贵 机械设计第七版 高等教育出版社,2000.
[4] 任金泉 机械设计课程设计 西安交通大学出版社,2002.
[5] 许镇宁 机械零件 人民教育出版社,1959.
[6] 机械工业出版社编委会 机械设计实用手册 机械工业出版社,2008
1. 设计(或研究)的依据与意义
十字轴是汽车万向节上的重要零件,规格品种多,需求量大。目前,国内大多采用开式模锻和胎模锻工艺生产,其工艺过程为:制坯→模锻→切边。生产的锻件飞边大,锻件加工余量和尺寸公差大,因而材料利用率低;而且工艺环节多,锻件质量差,生产效率低。
相比之下,十字轴冷挤压成形的具有以下优点:
1、增强劳动生产率。用冷挤压成形工艺代替切削加工制造机械零件,能使生产率大大增强。
2、制件可获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。冷挤压十字轴类零件的精度可达ITg---IT8级,表面粗糙度可达Ra O.2~1.6。因此,用冷挤压成形的十字轴类零件一般很少再切削加工,只需在要求特别高之处进行精磨。
3、增强零件的力学性能。冷挤压后金属的冷加工硬化,以及在零件内部形成合理的纤维流线分布,使零件的强度高于原材料的强度。
4、降低零件成本。冷挤压成形是利用金属的塑性变形制成所需形状的零件,因而能大量减少切削加工,增强材料的利用率,从而使零件成本大大降低。
2. 国内外同类设计(或同类研究)的概况综述
利用切削加工方法加工十字轴类零件,生产工序多,效率低,材料浪费严重,并且切削加工会破坏零件的金属流线结构。目前国内大多采用热模锻方式成形十字轴类零件,加热时产生氧化、脱碳等缺陷,必然会造成能源的浪费,并且后续的机加工不但浪费大量材料,产品的内在和外观质量并不理想。
采用闭式无飞边挤压工艺生产十字轴,锻件无飞边,可显着降低生产成本,增强产品质量和生产效率:
(1)不仅能节省飞边的金属消耗,还能大大减小或消除敷料,可以节约材料30%;由于锻件精化减少了切削加工量,电力消耗可降低30%;
(2)锻件质量显着增强,十字轴正交性好、组织致密、流线分布合理、纤维不被切断,扭转疲劳寿命指标平均增强2~3倍;
(3)由于一次性挤压成型,生产率增强25%.
数值模拟技术是CAE的关键技术。通过建立相应的数学模型,可以在昂贵费时的模具或附具制造之前,在计算机中对工艺的全过程进行分析,不仅可以通过图形、数据等方法直观地得到诸如温度、应力、载荷等各种信息,而且可预测存在的缺陷;通过工艺参数对不同方案的对比中总结出规律,进而实现工艺的优化。数值模拟技术在保证工件质量、减少材料消耗、增强生产效率、缩短试制周期等方面显示出无可比拟的优越性。
目前,用于体积成形工艺模拟的商业软件已有“Deform”、“Autoforge”等软件打入中国市场。其中,DEFORM软件是一套基于有限元的工艺仿真系统,用于分析金属成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。DEFORM无需试模就能预测工业实际生产中的金属流动情况,是降低制造成本,缩短研发周期高效而实用的工具。二十多年来的工业实践清楚地证明了基于有限元法DEFORM有着卓越的准确性和稳定性,模拟引擎在大金属流动,行程载荷和产品缺陷预测等方面同实际生产相符保持着令人叹为观止的精度。
3. 课题设计(或研究)的内容
1)完成十字轴径向挤压工艺分析,完成模具总装图及零件图设计。
2)建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。
3)十字轴径向挤压成形过程数值模拟。
4)相关英文资料翻译。
4. 设计(或研究)方法
1)完成十字轴径向挤压成形工艺分析,绘制模具总装图及零件图。
2)毕业论文建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。
3)完成十字轴径向挤压成形过程数值模拟。
4)查阅20篇以上与课题相关的文献。
5)完成12000字的论文。
6)翻译10000个以上英文印刷符号。
5. 实施计划
04-06周:文献检索,开题报告。
07-10周:进行工艺分析、绘制模具二维图及模具三维模型设计。
11-13周:进行数值模拟。
14-16周:撰写毕业论文。
17周:进行答辩。
;⑹ plc毕业设计开题报告
plc毕业设计开题报告
我们眼下的社会,报告使用的次数愈发增长,报告中提到的所有信息应该是准确无误的。你所见过的报告是什么样的呢?下面是我整理的plc毕业设计开题报告,仅供参考,欢迎大家阅读。
1、选题意义和背景。
可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC)具有可靠性高、抗干扰能力强、功能丰富等强大技术优势,已经成为目前自动化领域的主流控制系统。然而,从目前的应用情况来看,PLC还大都只是承担最基本的控制功能,如顺序控制、数据采集和PID反馈控制。各个PLC厂家也在其产品中设计了PID模块。虽然PID算法控制有很高的稳定性,但对于一些复杂控制系统,PID控制很难满足控制要求,这也使PLC的发展面临着一种挑战。随着越来越多的PLC产品与IEC1131-3标准兼容,PLC控制系统越来越开放,将先进控制算法嵌入PLC常规控制系统成为可能。本课题从工业控制实际应用角度出发,对PLC的控制功能进行深入的研究和探讨,以提高和扩展PLC控制器的应用水平和应用范围。本课题:PLC先进控制策略的研究与应用,其目的是通过研究使一些先进控制算法在PLC及组态系统上得以实现,并开发相应的应用程序,经过验证后最终应用到工业过程控制中去。
在PLC组态系统中实现先进控制算法,包括预测控制算法和模糊逻辑控制算法,形成具有人工智能的控制模块及网络系统,能大大提高系统的控制水平,改善控制质量。从经济角度来看,目前PLC生产商的一些产品具备先进控制模块,如模糊模块。但它们的价格十分昂贵,且封闭性较强,不适合我国中小型企业的工业改造。因此开发较为通用的先进算法实现技术,对于我国中小型企业的工业改造具有很大的意义,既可降低生产成本,又可提高经济效益。
模糊控制与预测控制是智能控制中技术较为成熟的分支,因此,研制和开发出适合工业环境的实时先进控制开发工具,实现模糊控制、预测控制嵌入PLC,与常规控制集成运行,让先进控制从教授、专家手中走出来,实现先进控制的工程化、实用化、转化为社会生产力,对缩短控制系统开发周期,加快先进控制技术的广泛应用,提高我国的工业自动化水平有着重大的意义。
2、论文综述/研究基础。
在过程工业界,从40年代开始,采用PID控制规律的单输入单输出简单反馈控制回路己成为过程控制的核心系统。目前,PID控制仍广泛应用,即便是在大量采用DCS控制的最现代的工业生产过程中,这类回路仍占总回路80%-90%.这是因为PID控制算法是对人的简单而有效操作的总结和模仿,足以维护一般过程的平稳操作与运行,而且这类算法简单且应用历史悠久,工业界比较熟悉且容易接受。
然而,单回路PID控制并不能适用于所有的过程和不同的要求[4}0 50年代开始,逐渐发展了串级、比值、前馈、均匀和Smith预估控制等复杂控制系统,即当时的先进控制系统,在很大程度上满足了单变量控制系统的一些特殊的控制要求。在工业生产过程中,仍有10%-20%的控制问题采用上述控制策略无法奏效,所涉及的被控过程往往具有强藕合性、不确定性、非线性、信息不完全性和大纯滞后等特性,并存在着苛刻的约束条件,更重要的是它们大多数是生产过程的核心部分,直接关系到产品的质量、生产率和成本等有关指标。随着过程工业日益走向大型化、连续化,对工业生产过程控制的品质提出了更高的要求,控制与经济效益的矛盾日趋尖锐,迫切需要一类合适的先进控制策略。自50年代末发展起来的以状态空间方法为主体的现代控制理论,为过程控制带来了状态反馈、输出反馈、解疆控制、自适应控制等一系列多变量控制系统设计方法}s}.上述多变量控制策略有其自身的不足之处,工业过程的复杂性使得建立其正确的数学模型比较困难。同时,计算机技术的持续发展使得计算机控制在工业生产过程中得到了广泛的应用,强大的计算能力可以用来求解过去认为是无法求解的问题,这一切都孕育着过程控制领域的新突破。
整个80年代,出现了许多约束模型预测控制的工程化软件包。通过在模型识别、优化算法、控制结构分析、参数整定和有关稳定性和鲁棒性研究等一系列工作,基于模型控制的理论体系己基本形成,并成为目前过程控制应用最成功,也最有前途的先进控制策略。近年来,人工智能技术有了长足的长进并在许多科学与工程领域中取得了较广泛的应用。就过程控制而言,专家系统、神经网络、模糊系统是最有潜力的三种工具。专家系统可望在过程故障诊断、监督控制、检测仪表和控制回路有效性检验中获得成功应用。神经网络则可以为复杂的非线性过程的建模提供有效的方法,进而可用于过程软测量和控制系统的设计上。模糊系统不仅是行之有效的模糊控制理论基础,而且有望成为表达确定性和不确定性两类混合并提炼这些经验使之成为知识进而改进以后的控制,也将是先进控制的重要内容。
由于先进控制受控制算法的复杂性和计算机硬件两方面因素的影响,早期的先进控制算法通常是在PC机和UNIX机上实施的。随着DCS功能的不断增强,更多的先进控制策略可以与基本控制回路一起在DCS控制站上实现。国外发达国家几乎所有企业都采用了DCS系统或其它智能化设备来实现对生产过程的控制,并在此基础上通过实施先进控制与优化较大的提升了系统的性能。可以说,高性能控制系统,尤其是DCS系统的普及为先进控制的应用提供了强有力的硬件和软件平台。国外从70年代末就开始了先进控制技术商品化软件的开发及应用,并在DCS的基础上实现先进控制和优化。如爱默生公司的DeltaV和Honeywell公司的TDC3000,其先进控制软件RMPGT和RPID等在现场的实际应用都集中在自己的DCS系统上。传统的PLC由于不支持浮点运算以及先进控制所必须的精确的时间,因此,除了模糊逻辑控制外,其他的先进控制并没有在PLG平台上实现。然而,在过程工业中大多系统使用先进灵活的PLC控制系统,因此1996年Barnes提出了一种基于PC-PLC通讯的混合方式,通过控制网络实现计算机与PLG的通讯,从而实现先进控制。
3、参考文献。
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4、论文提纲。
第三章PLC模糊控制器的研究与实现
3.1模糊控制算法与系统
3.1.1模糊控制理论
3.1.2模糊控制系统
3.1.2.1模糊控制器的组成
3.1.2.2模糊控制算法
3.1.2.3模糊控制器的结构
3.2 PLC模糊控制器设计
3.2.1 PLC模糊控制器结构
3.2.2模糊控制器离线部分设计
3.2.2.1模糊控制器离线部分算法设计内容
3.2.2.2基于MATLAB模糊逻辑工具箱的设计
3.2.3 STEP7实现模糊控制器设计
3.2.3.1模糊算法流程图
3.2.3.2模糊算法的功能块
3.2.4 PLC模糊控制器的仿真验证
3.2.4.1仿真系统的建立
3.2.4.2仿真结果验证
第四章PLC预测控制器的研究与实现
4.1广义预测控制算法
4.1.1单值广义预测控制
4.1.2单值广义预测控制律计算
4.2 PLC单值广义预测控制器的设计与实现
4.2.1单值广义预测算法的实现步骤
4.2.2单值广义预测控制器的设计
4.3单值广义预测控制器的仿真验证
4.3.1仿真模型的建立
4.3.2仿真结果分析比较
第五章基于PLC的空调性能检测实验室计算机控制系统
5.1工艺流程与控制方案
5.1.1工艺过程简述
5.1.2控制要求
5.1.3控制方案设计
5.2控制系统结构及配置
5.3监控系统组态设计
5.4 57-300 PLC控制系统设计
5.4.1硬件系统组态
5.4.2 PLC控制程序设计
5、论文的理论依据、研究方法、研究内容。
目前,PLC的应用十分广泛,涉及到过程控制的方方面面。但在控制策略上,它依然沿用传统的PID控制。许多PLC开发商把PID算法做成模块,固化在PLC中。
但从长远角度看,对于一些复杂的控制系统,PID很难满足控制要求,这就需要把先进的控制算法嵌入到PLC的设计中。本课题以此为主要研究内容。
工业过程的复杂性以及对于控制日益提高的要求,各种先进控制算法越来越多地深入到控制领域,但由于PLC的编程目前还限于低级语言(如梯形图),所以,给在PLC上实现先进控制算法带来了困难。SIEMENS在PLC的编程系统STEP7中提供了比较丰富的功能模块,因此,本课题首先是通过对控制算法的研究与改进和对STEP?功能的开发,使先进控制策略在S7-300 PLC上得以较好的实现。本论文重点研究基于PLC的模糊控制器的实现,这一领域目前研究的比较多,因此在总结前人研究方法的基础上,设计出一个基于PLC的通用的模糊控制器,并使其固化在STEP7软件中。此外,对于PLC预测控制虽已有一些研究,但都仅限于理论方面,尚未给出PLC上实现的实例。本课题也想在此方面有所创新,开发出基于PLC的预测控制实现技术。
本论文第一章简要介绍了课题的来源背景、主要内容、目的意义以及国外相关工作的研究状况等。
第二章介绍了SIMATIC S7-300 PLC的主要特点,系统组成及控制系统的配置与实现,同时介绍了STEP?软件的功能及结构,组态环境,以及一些基本算法的实现方法。
第三章重点阐述了模糊控制的基本理论、模糊控制算法、模糊控制器的结构及设计方法。提出了基于PLC的模糊控制器的实现方法,即采用MATLAB离线设计,PLC在线查询的方式。给出了STEP?实现模糊算法的流程图及部分程序。
最后建立一个过程仿真系统,对PLC模糊控制器进行仿真验证。
第四章介绍了预测控制的基本理论,重点阐述了广义预测控制算法,并结合PLC的特点,提出了基于PLC的.单值广义预测控制器的设计方法,给出了STEP7实现单值广义预测算法的步骤与流程图。最后建立一个二阶大滞后的对象模型,构成仿真控制系统,与PID控制进行比较分析,验证PLC预测控制器的有效性。
第五章是作者在研究生期间参加的某空调性能检测实验室基于PLC实现的计算机控制系统,从系统控制方案的设计、系统配置和硬件构成、监控系统的设计等几个方面分别进行了详细的论述。
第六章结论与体会,总结自己在课题研究和项目研究的过程中的一些体会和心得,分析了工作中的不足,提出了以后工作的注意事项,改进方法。
6、研究条件和可能存在的问题。
I.尽快建立样板工程,把己经取得的研究成果应用到工程实际过程中,通过实践检验,发现问题以便不断改进和提高。
2. PLC预测控制器目前只应用了简单的单值广义预测算法,有其自身的局限性,如控制精度不高。目前,应用较为成熟的是MPC算法,因此可以把PLC-MPC控制器作为今后研究的一个重点。
3.对于PLC模糊控制器的改进,主要是在算法上,为了提高控制效果,单纯的模糊算法是不足的,改进型模糊算法如模糊PID可以改善控制器性能,因此可以开发PLC模糊PID控制器。
4.进一步挖掘STEP?软件的功能,开发过程对象仿真模块,给出基于PLC建立仿真系统的方法和步骤,为工业实阮应用缩短调试时间,保证系统的可靠性。
7、预期的结果。
1.通过对先进控制各种算法的分析比较,对先进控制理论有了进一步认识,从中学到了不少解决问题的方法,理解了传统控制方法与先进控制方法的区别。
2.基于PLC实现先进控制与基于PC实现先进控制相比较,最重要的一个优势在于PLC实现先进控制不需要通讯协议,而基于PC实现先进控制,在系统设计和运行之前必须正确的配置PC与PLC之间的通讯协议,因此可以降低系统得开发时间。其次,在系统运行时,在下位机上完成先进控制算法比在上位机完成更具有实时性。在可靠性方面,由于基于PC实现先进控制,现场的数据和信号要经过通讯传给上位机,这难免会出现数据的丢失和信号的误差,从而使系统的控制精度下降,而基于PLC实现先进控制避免了这类现象的发生。
3.西门子57-300 PLC功能强、处理速度快、模块化结构易于扩展,被广泛的应用于自动化控制系统中;其相应开发软件STEP7采用模块化编程方法,提供多种编程语言,丰富的功能模块,能实现较为复杂的功能和算法。因此二者结合 起来,为先进控制的设计与开发提供了很好的软硬件平台。
4. PLC模糊控制器采用MTALAB离线设计和PLC在线查表的方法,把复杂的模糊推理过程交给计算机离线完成,得到模糊控制量查询表供PLC在线调用。此方法将复杂琐碎的模糊控制系统的开发工作变得简单明了,大大缩短了开发周期,同时也提高的PLC控制的实时性,是目前被广泛采用且效果良好的PLC模糊控制器的设计方法。
5. PLC单值广义预测控制器采用简单实用的单值广义预测控制算法,它需要调整参数少、在线计算时间短,可适用于PLC类控制采样周期较短的快速动态过程系统。仿真结果表明:PLC单值广义预测控制器保持了预测控制的性能,控制效果较PID控制有很大改善,同时具有计算量小,响应迅速的优点。
8、论文写作进度安排。
20xx.05-20xx.06 开论文会议
20xx.06-20xx.07 确定论文题目
20xx.07-20xx.02 提交开题报告初稿
20xx.02-20xx.06 提交论文初稿
20xx.07-20xx.08 确定论文终稿
20xx.08-20xx.09 论文答辩
⑺ 毕业设计开题报告基本要求怎么写
1、毕业设计(论文)开题报告应包括以下内容:
(1)研究的目的;
(2)本论文国内外研究的历史和现状(文献综述);
(3)主要研究内容;
(4)课题的准备情况;
(5)工作进度计划;
(6)参考文献。
2、开题报告的撰写应符合科技文献规范,且不少于2000字;参考文献应不少于15篇,(这个不同的学校有不同的规定,我们学校就是2000字和15篇)包括中外文科技期刊、教科书、专著等。
3、开题报告正文字体采用宋体小四号,1.5倍行距。附页为A4纸型,左边距3cm,右边距2cm,上下边距为2.5cm,字体采用宋体小四号,1.5倍行距。
4、“课题来源”一栏可选项有:科学技术 、生产实践 、社会经济、经典、自拟、其它。
5、“成果形式”一栏可选项有:毕业设计、毕业论文。
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一.学位论文题目:二氧化硫对小麦种子萌发早期水解酶活性变化的研究
二.所选课题的来源、目的、意义及该课题在国内外的概况:
● 课题来源
自选课题
研究目的
研究SO2促进小麦种子萌发的最佳浓度,分析小麦种子萌发过程中水解酶活性的变化,进而研究SO2做为一种新型信号分子的信号转导机制。
● 研究意义
近年来,SO2做为一种新型信号分子已经在哺乳动物及人类身上展开了实验及临床研究,然而SO2在植物体内的研究目前还未见报道...
● 国内外研究概况
1. 种子的萌发与休眠
种子萌发(seed germination)是种子的胚从相对静止状态变为生理活跃状态,并长成营自养生活的幼苗的过程,生产上...
2. 谷物种子中的水解酶及研究进展
3. 二氧化硫研究进展
主要参考文献
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三.课题研究的主要内容及拟解决的问题和预期效果:
● 主要内容
● 拟解决问题
● 预期效果
四.实验设计方案及所需要的主要设备、仪器、材料(名称、规格型号)及其数据(实验大纲另订)。
● 实验方案
研究设计方案
● 所需主要仪器设备
实验流程图
五.关键问题,现有条件及解决办法:
● 关键问题
● 现有条件及解决方法
六.进度安排及完成毕业论文日期:
一、 选题意义 1、 理论意义 2、 现实意义 二、 论文综述 1、 理论的渊源及演进过程 2、 国外有关研究的综述 3、 国内研究的综述 4、 本人对以上综述的评价 三、论文提纲 前言、 一、 1、 2、 3、 ··· ··· 二、 1、 2、 3、 ··· ··· 三、 1、 2、 3、 结论 四、论文写作进度安排
1.课题的研究背景和现状,意义;2.课题研究的主要内容;3.创新点;4.技术路线;5课题的进程安排。我是学机械的。
第1章 绪论
1.1 概述
随着时代科技的迅猛发展,微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代,使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化,并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统,使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。
作为重量测量仪器,智能电子秤在各行各业开始显现其测量准确,测量速度快,易于实时测量和监控的巨大优点,并开始逐渐取代传统型的机械杠杆测量称,成为测量领域的主流产品。
本文设计的电子秤以单片机为主要部件,用汇编语言进行软件设计,硬件则以半桥传感器为主,测量0~500g电子秤,随时可改变上限阈值,并达到阈值报警的功能。称重传感器输出的电量是模拟量,数值比较小达不到A/D转换接收的电压范围。所以送A/D转换之前要对其进行前端放大、整形滤波等处理。然后,A/D转换的结果才能送单片机进行数据处理并显示。其数据显示部分采用LCD显示,成本低且能很好地实现所要求的功能。
本次课设完成的电子秤的主要优点是:
1、实时测量与监控。
2、阈值修改与重设功能。
3、超值报警功能。
4、测量精度高。
5、显示速度快、准确。
本文设计的电子秤虽然是一个极其简单的智能仪器,但是通过它可以更深入的了解智能仪器的工作原理以及其优异的性能。
1.2 本文的主要内容
本文分为五章,第一章主要介绍课题的产生背景和本文讲述的主要内容;第二章主要方案的论证,包括任务的分析实现、硬件和软件的方案设计;第三章详细介绍半桥电子秤的硬件设计;第四章讲述半桥电子秤的软件设计;第五章主要论述调试与分析过程。
看看和你要求一样吗237513901
怎么写开题报告呢?
首先要把在准备工作当中搜集的资料整理出来,包括课题名称、课题内容、课题的理论依据、参加人员、组织安排和分工、大概需要的时间、经费的估算等等。
第一是标题的拟定。课题在准备工作中已经确立了,所以开题报告的标题是不成问题的,把你研究的课题直接写上就行了。比如我曾指导过一组同学对伦教的文化诸如“伦教糕”、伦教木工机械、伦教文物等进行研究,拟定的标题就是“伦教文化研究”。
第二就是内容的撰写。开题报告的主要内容包括以下几个部分:
一、课题研究的背景。 所谓课题背景,主要指的是为什么要对这个课题进行研究,所以有的课题干脆把这一部分称为“问题的提出”,意思就是说为什么要提出这个问题,或者说提出这个课题。比如我曾指导的一个课题“伦教文化研究”,背景说明部分里就是说在改革开放的浪潮中,伦教作为珠江三角洲一角,在经济迅速发展的同时,她的文化发展怎么样,有哪些成就,对居民有什么影响,有哪些还要改进的。当然背景所叙述的内容还有很多,既可以是社会背景,也可以是自然背景。关键在于我们所确定的课题是什么。
二、课题研究的内容。课题研究的内容,顾名思义,就是我们的课题要研究的是什么。比如我校黄姝老师的指导的课题“佛山新八景”,课题研究的内容就是:“以佛山新八景为重点,考察佛山历史文化沉淀的昨天、今天、明天,结合佛山经济发展的趋势,拟定开发具有新佛山、新八景、新气象的文化旅游的可行性报告及开发方案。”
三、课题研究的目的和意义。
课题研究的目的,应该叙述自己在这次研究中想要达到的境地或想要得到的结果。比如我校叶少珍老师指导的“重走长征路”研究课题,在其研究目标一栏中就是这样叙述的:
1、通过再现长征历程,追忆红军战士的丰功伟绩,对长征概况、长征途中遇到了哪些艰难险阻、什么是长征精神,有更深刻的了解和感悟。
2、通过小组同学间的分工合作、交流、展示、解说,培养合作参与精神和自我展示能力。
3、通过本次活动,使同学的信息技术得到提高,进一步提高信息素养。
四、课题研究的方法。
在“课题研究的方法”这一部分,应该提出本课题组关于解决本课题问题的门路或者说程序等。一般来说,研究性学习的课题研究方法有:实地调查考察法(通过组织学生到所研究的处所实地调查,从而得出结论的方法)、问卷调查法(根据本课题的情况和自己要了解的内容设置一些问题,以问卷的形式向相关人员调查的方法)、人物采访法(直接向有关人员采访,以掌握第一手材料的方法)、文献法(通过查阅各类资料、图表等,分析、比较得出结论)等等。在课题研究中,应该根据自己课题的实际情况提出相关的课题研究方法,不一定面面俱到,只要实用就行。
五、课题研究的步骤。
课题研究的步骤,当然就是说本课题准备通过哪几步程序来达到研究的目的。所以在这一部分里应该着重思考的问题就是自己的课题大概准备分几步来完成。一般来说课题研究的基本步骤不外乎是以下几个方面:准备阶段、查阅资料阶段、实地考察阶段、问卷调查阶段、采访阶段、资料的分析整理阶段、对本课题的总结与反思阶段等。
六、课题参与人员及组织分工。
这属于对本课题研究的管理范畴,但也不可忽视。因为管理不到位,学生不能明确自己的职责,有时就会偷懒或者互相推诿,有时就会做重复劳动。因此课题参与人员的组织分工是不可少的。最好是把所有的参与研究的学生分成几个小组,每个小组通过民主选举的方式推选出小组长,由小组长负责本小组的任务分派和落实。然后根据本课题的情况,把相关的研究任务分割成几大部分,一个小组负责一个部分。最后由小组长组织人员汇总和整理。
七、课题的经费估算。
一个课题要开展,必然需要一些经费来启动,所以最后还应该大概地估算一下本课题所需要 的资金是多少,比如搜集资料需要多少钱,实地调查的外出经费,问卷调查的印刷和分发的费用,课题组所要占用的场地费,有些课题还需要购买一些相关的材料,结题报告等资料的印刷费等等。所谓“大军未动,粮草先行”,没有足够的资金作后盾,课题研究势必举步维艰,捉襟见肘,甚至于半途而废。因此,课题的经费也必须在开题之初就估算好,未雨绸缪,才能真正把本课题的研究做到最好。
毕业设计开题报告
1、课题背景介绍
临沂市位于山东省东南部,素有“山东南大门”之称,下辖3区9县,面积1。72万平方公里,人口1000万,是山东省面积最大、人口最多的行政区。临沂城水资源丰富,纵贯南北的沂河、柳青河、青龙河和横穿东西的祊河、涑河等5条河流在中心城区交汇,位于临沂城区段的沂河橡胶坝长1248米,为世界之最,已被列入世界吉尼斯记录,上游形成的沂蒙湖水面130万平方米,湖水碧波荡漾,面积相当于两个杭州西湖,2001年被国家水利部评定为国家级水利风景区。
过去由于只注重工业经济的发展,城市建设和环境保护等工作被忽略,市区滨河地段杂草丛生,1片荒芜;挖沙船到处挖沙,使河边变得坑坑洼洼,脏乱不堪;1些不法单位拉来建筑垃圾倾倒在沂河及涑河沿岸的堤坝上,许多工厂将废水也排放到河里,使河水变得浑浊不堪,污染严重,无法饮用。不少居民也将生活垃圾倾倒在这里,使河边变成了垃圾场,1到夏天,熏人的气味扑面而来,严重影响了居民的生活和城市形象。
为了适应经济的发展,扩大城市建设规模,合理利用充足的水资源,同时改善人们的生活环境,提升城市品位,临沂市 *** 决定投入巨沂资规划建设临市区内的滨河区域。
2、课题拟设计研究的主要内容、实验方案
在上述情况的影响下,我这次所报的毕业设计课题为“临沂市沂河沿岸(局部)景观设计”,所以滨水空间的规划、绿化和景观设计是这次课题设计研究的主要内容。
水是人们生活中必不可少因素,自古以来就被赋予多种属性,被当作理想人格的的1种象征,使得其在性、情、景、意交融中充满了生命的灵性;在中国古代文化中,水逐渐成为1种根源性的隐喻,是代表自然与城市“合1”的最好模型。可以说水是古代除了封建礼制以外,对城市规划特色形成起作用的最重要的因素。其作用从饮用、灌溉、运输发展到现在的提供活动、景观的载体,故滨水空间的性质也在不断变化。
在全球化背景下,我国当前进入快速城市化阶段,城市建设也陷入了不断趋同、特色危机重重的窘境;在工业化时期几近湮灭的水的特性再次成为 *** 城市生命力的重要因素。因此在这次设计中应充分利用城市与水的“骨架”与“血肉”关系,因地制宜,融合水与空间、文化的时空联系,塑造出城市的特色与个性,使城市绿化面积扩大,景观更加秀丽宜人,市区环境质量得到全面改善,最终形成“水在城中游,城在水中立,水体与绿地相互依托并融为1体的丰富多彩的、富有地方特色的滨水生态城市”而贡献1份力量。
实验方案:
通过对课题所涉及的地区进行实地测量考察,以及搜集查阅相关资料,对设计的方案进行综合严密的验证。从设计理念、设计原则、风水分析、构图分析、植物配置几大方面展开工作,并在老师的指导下设计出合理的方案。
设计理念:沂河贯穿临沂市区,是离城市公共密集地区较近的生态系统之1,是
城市向乡村延伸,乡村向城市渗透的区域,这种渗透体现的是1种人与自然的对话,在本方案中,以人与自然的和谐统1为设计理念。
设计原则:A、生态原则:维持沂河生态环境是进行城市建设的基本门槛。
B、适应自然和社会运动周期的原则:关注人的活动周期和季节
变化,创造出适应季节变化的景观。
C、经济原则:通过设计对环境的改造,创造更舒适的生活环
境,实现其使用价值,同时也带动周围的土地升值。
风水分析:风水上讲究,曲生吉,直生煞,在本方案中,以曲线(主路)来化解直线带来的煞气。
构图分析:本方案设计设计地段位于沂河和其最大支流枋河交汇处,河道比较弯曲,因此在设计中,以北斗7星为主构图元素,根据人文和地理将其分为3个区域:
A区:古文化区,临沂市是1座历史悠久的城市。古称琅琊,距今已有2400年历史。闻名中外的汉代帛画和《孙子兵法》、《孙膑兵法》竹简等,就出土在临沂市银雀山下。我国许多历史文化名人,如春秋时期的曾子、子路,战国时期的荀况,东汉珠算发明家刘洪,西汉经学家匡衡,3国时期著名军事家诸葛亮,东晋书圣王羲之,南北朝文艺批评家刘勰,唐代书法家颜真卿等,有的出生于此,有的在这里生活过,都留下了难以湮灭的印迹。
B区:自然生态区,以沂河自然风光为主题,以生态亲水公园为中心,形成适合休闲娱乐的场所。
C区:沂蒙革命精神区,临沂市是著名的革命老区。革命战争年代,沂蒙人民为抗击外来侵略和中国革命的胜利作出了巨大的贡献和牺牲,3万沂蒙的优秀儿女献身疆场。车轮滚滚的支前队伍、送子送郎参军的动人场面、红嫂的感人故事、名垂青史的台儿庄战役、孟良崮战役记下了这1段光荣的革命业绩。
植物配置:从人性化、乡土性、生态原则3方面进行植物配置。
3、相关文献综述
中国建材出版社出版,汤振宁编著的《城市河道景观设计》1书,以大量实景照片向我们展示了北京,上海,韩国等地的1些优秀河道景观设计,本书内1些优秀设计作品的作者分别为具有丰富施工经验和设计经验的专业人士,使该书具有很好的实用价值,同时该书也具有较强的实用性和前瞻性,给我这次所做的课题提供了很多的参考。
上林国际文化有限公司编著,华中科技大学出版社出版的《滨水区域景观规划》1书,挑选了如“广州市番禹区桥河——河两岸城市设计”,“海南洋浦经济开发区滨海生活服务区设计”等34个典型滨水区域,对照其不同的设计思路历程,阐述了滨水景观规划的设计着眼点。从不同角度,不同细节的解析,使我对滨水景观设计有了更全面的认识。比如该书中强调的人体工程学、环境心理学、审美心理学等要素,因此在这次设计中、使我深入地去了解人们的生理特点、行为心理和视觉感受等方面对景观的设计要求,以便于做出更好的设计。
上海人民美术出版社出版,沈蔚、李竹等编著《室外环境艺术设计》1书介绍了环境艺术设计这门涉及生态、园林、建筑、结构、材料、城市规划等领域的综合性边缘学科,它的实质是以现实条件和自然环境为基础,人性化地对环境进行科学和艺术改善及创造,使之更适应于人们生活、工作和休闲等各种社会生活和人文交流,有益于人们的身心健康和社会的文明进步。阅读该书使我了解了景观设计的元素、手法、进行的基本程序、表达的方法,以及设计的实施,尽可能实现它的功能性、艺术观赏性、科学合理性、经济性。通过学习和研究此书,使我对景观设计有了更专业的认识。
化学工业出版社出版,卢新海、杨祖达编著的《园林规划设计》介绍了园林设计的要素、方法、步骤等具体的内容。内容包括中外园林、园林设计的基本理论、园林设计的原则与依据、园林设计的依据,园林设计的依据、构成要素的规划与设计及各类绿地的规划设计。其中我国古典园林创作的优秀手法,布局形式,依据与原则等给我的设计带来很大的启发。
4、预期成果
实施这1工程将使城市绿化面积扩大,景观更加秀丽宜人,很好地改善市区人们生活环境现状,整体上提升临沂市的城市品位与城市形象,同时通过设计重塑环境,关注城市与自然的关系,建设1个概念明确的公共滨水地带,完成城市公共
⑻ 毕业设计开题报告
【 #报告# 导语】开题报告是指开题者对科研课题的一种文字说明材料。以下是 无 整理的毕业设计开题报告,欢迎阅读!1.毕业设计开题报告
随着信息技术迅猛发展,计算机的更新换代越来越快,一些“不起眼”的计算机外设也得到了很好的发展,如现在很热的光电鼠标就是一个很好的例子,它的核心是一个光电式传感器,光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器,它可以用于检测能转换成光电变化的其它非电量,如零件直径,表面粗糙度,应变力,位移,振动,速度,加速度,以及物体的形状,工作状态的识别等,也可用于检测直接引起光电变化的非电量,如光强,光照度,辐射测温,气体成分分析等。光电式传感器具有非接触响应快,性能可靠等特点(当然用它做成的光电鼠标也具有这些特点)。
光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制辩培的。光电传感器及其特殊性能再很多场合得到了广泛的应用。而且应用光电传感器设计出的产品比普通产品更有可靠的灵活性和方便性。所以本可以在研究光电鼠标工作原理的基础上讨论光电传感器在实际当中的应用很有必要。
2、研究现状
鼠标自从诞生到今天,已经有38个年头了,这38年来,鼠标无论在性能还是工作原理上都有了许多变化。“mouse”换代发展反映了计算机技术的普及和应用电子技术的突飞猛进。同时也证明了一个结论:原创+科技进步=产品的生命。
曾经获得计算机界最权威的“图灵奖”的道格拉斯?恩格尔巴特(DouglasEnglebart)博士于1968年12月9日在IEEE会议上展示了世界上第一个鼠标。如图所示:一个木质的小盒子,盒子下面有两个互相垂直的轮子,每个轮子带动一个机械变阻器获得X、Y轴上的位移,在盒子的上面则有一个按钮开关提供连通信号。鼠标的这款鼻祖与今天的鼠标结构大不相同,甚至还需要外置电源给他供电才能正常工作。然而他却引领了一个科技领域的几次革命,带给计算机工作者一次次的欢欣鼓舞。
1983年苹果公司受到仙童公司STAR计算机的启发,在当年推出的Iisa电脑上第一次使用了鼠标作为GUI(Graphicaluserinterface)界面操作工具。这款电脑虽然不成功,但它为转年推出的Macintosh以及MACOS操作系统提供了经验,鼠标的黄金年代来临了。这个时候的鼠标还是老式的机械式鼠标,但是对于最初的产品已经有了新的改良,鼠标球取代了不灵活的单滚球,单键设计被更加灵活的双键/三键所取代,可供电的标准RS232串行口设计取代了早期的独立接口,现代鼠标的基本结构已经成型。1982年罗技公司发明的世界第一款光机鼠标,光机结构是鼠标发展的发明。也就是这个时候现在鼠标的结构设计基本成熟,光机鼠标统治了鼠标市场达2019年之久。
1984年罗技的第一款无线鼠标研制成功,那时候还依靠红外亏灶帆线作为信号的载体。虽然说这款产品由于性能方面的诸多问题而告失败,但是罗技在无线方面的创新也给后来的产品带来了发展的潜能。
1996年销雹由微软发明的鼠标滚轮是鼠标发展十分重大的发明,今天滚轮已经成为鼠标的标配之一。现在流行的滚轮设计一般包括两种,一是机械式滚轮,也就是用滚轮来带动一个机械电位器以获得信息,微软的很多鼠标都是采用这种结构。它的优点就是滚动比较精准,但是机械结构存在磨损问题。
2.毕业设计开题报告
一、本课题研究现状、研究目及意义
1研究现状:
目前,国内对水果分级装备的研究起步较晚,商品化的水果品质检测分级设备比较少;但是,随着机器视觉技术的发展,有越来越多的学者开始对苹果、柑橘、黄桃等水果的品质特征进行研究,并研制了部分水果检测分级装备。由于国内相关技术的不成熟,现有的检测分级装置检测研究对象多为苹果、芒果、猕猴桃、柑橘等小型水果,而目前针对哈密瓜的分级研究基本上处在理论层面,还没有应用到实际生产中,仍需要进行继续深入的研究。目前,哈密瓜的市场需求量在逐年增加,因此迫切需要一种针对哈密瓜大小分级的设备及技术解决当前的问题。
2研究目的与意义:
哈密瓜是新疆地区的名优特产,素有“瓜中”的美称,含糖量高,奇香袭人,不仅香甜可口,而且营养成分十分丰富,被誉为“水果皇后”.然而,目前哈密瓜采摘后的检测方式主要采用人工分拣方法,效率低下,随意性大,往往带有人的主观因素,造成分选不规范,分选精度低;同时分拣时间长,水果腐烂变质及客户等待时间较长等问题突出,造成资源和时间的双重浪费,致使经济效益下降,最终影响了哈密瓜在市场上的竞争力。因此,对哈密瓜进行自动化分级显得尤为重要。
本研究针对目前新疆哈密瓜主要依靠人工在田间地头进行分级的现状,设计了一种翻转式哈密瓜分级装置。
二、本课题研究内容
1总体设计
1.1总体结构
本装置包括机架、进料口、卸料口、传送系统、承载水果装置、控制系统和分级执行装置。传送系统包含电动机、同步皮带、主动链轮、从动链轮和链条输送带;控制系统包含对射式激光传感器、传感器支撑架、三菱PLC和PLC支撑架;分级执行装置包含分级执行装置支撑架、支撑轴、调速电机、凸轮和棘轮。
1.2工作原理
工作时,电动机带动传送系统工作,传送系统带动承载水果装置工作,哈密瓜由进料口进入承载水果装置。当承载水果装置通过对射式激光传感器区域时,哈密瓜触发对射式激光传感器,按照所触发的对射式激光传感器的对数将哈密瓜分为大、中、小3个等级;对射式激光传感器将信号传给三菱PLC,通过预先设置好的程序使三菱PLC控制相应的调速电机转动,调速电机控制凸轮转动;凸轮通过转动使相应的水果托盘翻转,进而使哈密瓜进入相应的卸料口,实现哈密瓜的分级;拉伸弹簧拉动水果托盘回到初始位置,凸轮继续转动至初始位置后通过与棘轮作用停止转动,等待下一次转动。
2哈密瓜承载装置设计
2.1材料与方法
本次试验材料选用品种为“金皇后(欣源蜜6号)”的成熟哈密瓜样本,样本个数为100个,产地为新疆兵团农六师103团哈密瓜种植基地。根据当地瓜农的经验和哈密瓜的全生育期(85~110天左右),在哈密瓜成熟期对此种哈密瓜进行两批次采收,每次均采收50个,且采收时间间隔不能超过3天,共得到100组有效试验数据。
2.2水果托盘曲线确定
通过对哈密瓜球度的计算,可以看出“金皇后(欣源蜜6号)”品种哈密瓜形状规则,接近于球形,因此需要设计一种类球形的水果托盘。选取哈密瓜理论平均纵径做为椭圆的长轴r1,哈密瓜理论平均横径做为椭圆的短轴r2,并选定用于设计水果托盘的曲线。
2.3承载水果装置设计
承载水果装置由转动轴、减震弹簧、水果托盘支撑座、水果托盘缓冲垫、装置支撑座、拉伸弹簧和水果托盘组成。其中,装置支撑座与链条长销轴相联,减震弹簧固定在水果托盘支撑座和装置支撑座之间;水果托盘通过转动轴与水果托盘支撑座联接,其缓冲垫固定在水果托盘支撑座上,拉伸弹簧用于联接水果托盘和水果托盘支撑座。承载水果装置是哈密瓜分级装置中的关键部件,该装置中水果托盘的主要作用是实现哈密瓜承载传送和翻转;减震弹簧和水果托盘缓冲垫主要作用是当哈密瓜由进料口传送至水果托盘时实现减震和缓冲,避免哈密瓜出现损伤;拉伸弹簧的主要作用是当水果托盘翻转后将水果托盘拉回原位置。
3分级系统设计
3.1分级执行装置设计
分级执行装置由凸轮、棘轮、支撑轴和调速电机组成。其中,支撑轴固定在分级执行装置支撑架上,棘轮固定在支撑轴上,凸轮绕支撑轴转动。通过固定在分级执行装置支撑架上的调速电机
带动凸轮绕支撑轴转动,凸轮在转动过程中通过与水果托盘作用,驱动水果托盘翻转,进而使哈密瓜翻转并实现哈密瓜的分级;凸轮每次工作后都回到初始位置,通过与棘轮的作用实现凸轮静止。
3.2分级控制系统工作原理
分级控制系统由多对对射式光电传感器、三菱PLC和调速电机组成。首先,通过试验获取哈密瓜相关数据建立哈密瓜质量-纵径数学模型,根据所建立的数学模型确定对射式光电传感器的安装位置,并确定哈密瓜经过传感器时触发传感器个数与哈密瓜质
量的关系;然后,PLC通过获取传感器被触发个数的信息间接获取哈密瓜的等级信息,并根据间接获取的哈密瓜等级信息控制相应的调速电机转动;调速电机控制凸轮旋转并驱动水果托盘翻转,最后完成哈密瓜的分级。
三、实施方案
1哈密瓜表面清理及编号。对所采收的哈密瓜使用干毛巾进行表面清洗,用小刀切除果梗,并对哈密瓜进行编号,将编号为1~100的记号纸贴在哈密瓜果梗处。
2哈密瓜外形尺寸测量。对已经编号的哈密瓜样本,使用高度划线游标卡尺测量哈密瓜样本纵向长轴的长度a、横向短轴的两个长度b和c.其中,短轴的两个长度b、c测量方式是短轴处相互垂直的两个位置进行测量,通过公式(1)求出哈密瓜的球度.在测量哈密瓜纵径时需要人工将哈密瓜竖立,由于竖立过程人工参与,可能存在一定的偏差,故此处均采取多次测量取平均值的方法。每个哈密瓜样本的尺寸数据测量3次并详细记录每次所测量的数据,将每个哈密瓜样本的3组试验数据取平均值作为哈密瓜的尺寸数据,并最终以100个哈密瓜的平均横纵经值做为哈密瓜的理论横纵经值。
四、进度安排
第1-4周实习调研、收集资料。
第5周完成开题报告。
第6-7周完成总体方案设计。
第8-11周完成机械结构、驱动系统、控制系统设计计算。
第12-15周绘制装配机总装配图、零件图;并绘制驱动系统原理图、控制系统原理图。
第16周整理文档图纸完成毕业设计说明书。
第17周校对所有设计内容参加毕业设计论文答辩。
五、已查阅主要参考文献
3.毕业设计开题报告
随着企业信息化和网络技术的迅猛发展,越来越多的企事业单位都建立了自己的信息系统。由于这些信息系统在不同阶段不同环境下开发,而且大都建立在面向各自部门内部业务处理的基础之上,因此每个系统有各自的运行环境和数据存储方式。同时在信息组织上面,往往各个部门之间又存在交叉信息。而这些交叉信息的组织无疑导致了大量的重复劳动;甚至,由于获取信息的渠道、时间等的差异,而导致表征相同信息的数据出现歧义,无法确定信息的正确版本。为了更好地实现资源共享,提高资源管理效率,迫切需要建立1个公共的集成环境,对用户提供统1和透明的访问界面。
在打破各信息系统间的彼此封闭,实现数据交换和共享的努力中,往往会遇到以下这些问题:
(1)数据库建立的时候没有考虑到数据共享的问题。
(2)不同的数据库采用了不同的DBMS,甚至是不同的操作系统。
(3)不同数据库中表征相同信息的表或表征相同属性的字段可能命名各异。
(4)各数据库可能不在同1个网络中。
为解决上述数据共享问题,我们在此提出在统1安全框架下,面向各自信息描述、分布式异构数据环境下数据集成的概念。通过数据的标准化,相关分布式异构数据源得以共享数据资源,并保持实时同步更新。
在数据集成环境下,当某个数据源数据有变动时,必须把数据变动信息及时传递给相关目标数据源。这就需要为每个数据源分别建立1个叫数据源伺服器的组件来实现异构数据源间的同步通信。具体来说数据源伺服器负责异构数据差异监控信息的保存、异构数据源同步客户端用户的信息维护、实时安全的更新信息的主动式同步分发,以及接收更新信息后向本地数据源的数据同步。可见数据源伺服器在异构数据集成中是必不可少的,这正是设计研究它的意义所在。
2、国内外同类设计的概况综述
数据集成是指1种中间件(Middle-Ware或Mediator),它屏蔽了各种异构数据间的差异,提供1个访问异构数据的统1接口。能够使应用程序以统1的方式访问各种分布的、结构各异的数据源,就如同访问单1数据源1样。并能为数据和内容源提供实时的读和写,能变换这些数据以进行商业分析和数据交换。
集成平台与集成框架技术是在20世纪80年代末90年代初,随着企业信息集成与系统集成复杂度的提高,采用常规的集成方法已难以适应集成的要求,于是作为先进的应用集成工具,集成平台与集成框架技术就应运而生。
目前常用的数据集成方法有:联邦系统、数据仓库和Mediated系统。
(1)联邦系统
将所有数据源统1到1个单1的集成系统中。该方法比较简单,集成系统有统1的模式,不用考虑分布数据的转化和统1。但是,构造这样的集成系统需要很长的开发时间,要求高性能的主机设备,实现代价较高。
(2)数据仓库(DataWarehouse)
将所有数据源的数据都抽取出来进行预处理,合成1个全局模式,并存储在单1的数据仓库中供用户查询。数据仓库支持对历史数据的访问,用户也可以通过数据仓库提供的统1数据接口进行决策支持的查询。这种方法查询处理性能高,但数据可能缺乏时效性,并且创造数据仓库比较费时费力(数据仓库中的数据在存储之前必须经过1定的筛选处理)。
(3)Mediated系统
通过提供所有异构数据源的虚拟试图来完成数据集成,集成的数据源可以是数据库、遗产系统和Web数据源等。系统提供用户1个全局模式,用户的操作只针对该模式,不必关心数据源的位置、模式和访问方法。虚拟数据库不存储任何自己的数据,而是将用户的查询翻译成1个或多个对数据源的查询,然后中介器(Mediation)对各个数据源的查询结果进行综合处理,将结果返回给用户。该方法并不将各数据源的数据集中存放,而是通过中介器/包装器(Mediation/Wrapper)体系结构满足上层的集成应用需求。Mediation/Wrapper方法解决了数据更新的问题从而弥补了数据仓库方法的不足。但是,由于针对各个数据源的包装器(Wrapper)要分别建立,因此异构数据源的Wrapper建立问题又给人们提出了新的挑战。
通过对以上数据集成方法的分析比较,Mediated系统性价比高,时效性强,是较合理的集成方法。随着组件技术的发展,还可将组件技术应用到数据集成中。WebServices是1个崭新的分布式计算模型,利用XML、SOAP、UDDI、WSDL和WSFL等标准构造1个松耦合的分布式计算环境,实现各个异构平台的通讯和数据共享。
在此背景下,本文提出的异构数据集成框架是采用中介器/包装器体系结构的Mediated系统。该系统基于面向对象的Java和XML技术,以元数据为基础、WebService为实现手段。Mediated异构数据集成系统主要采用数据源伺服器屏蔽各种数据源的差异,通过1个XML接口引擎作为低层关系数据库或其他数据源的包装,在不改变数据源数据类型和结构信息的前提下,完成某种数据类型与系统集成模(XMLSchema)之间的双向映射,并实现集成模式操作至低层数据源操作的转换,为用户提供了对数据源的查询和更新机制。
3、课题设计的内容
本课题主要研究基于WebServices面向服务的公用异构数据集成平台的搭建、统1安全认证、异构数据共享与安全传输。本人侧重于数据源伺服器的设计。数据源伺服器完成异构数据差异监控信息的保存、异构数据源同步客户端用户的信息维护(包括:更新状态、在线状态监控等)、实时安全的更新信息的主动式同步分发,以及接收更新信息后向本地数据源的数据同步。
数据源伺服器包含3个主要功能模块:数据接收整理模块、数据差异比较模块与数据同步更新模块。数据接收整理模块对主本数据进行适当的整理和加工,便于后面的模块功能处理;数据差异比较模块扫描经过整理的主本数据,通过数据间的比较获得数据的变化,生成主本数据变动信息;数据同步更新模块根据主本数据变动信息完成对副本的刷新。
数据伺服器接收主本数据源通过TCP连接传过来的数据流暂存在缓冲池,经过整理和差异比较后将变动信息通过UDP协议转发给副本数据源。主本数据变化信息包括变化了的数据以及完成这1变化的数据操作,这些信息保存在"主体数据变动信息"的数据表中。在数据量较大的情况下,可考虑转化成相应XML格式文档后经压缩成jai包再转发给副本数据源伺服器,完成副本数据源选择性的数据同步更新。
4、设计方法
4.1研究方法:
(1)采用Java编程技术,通过TCP协议完成变动信息的接收和临时存储。
(2)采用Java编程技术,通过UDP协议完成同步客户端的更新数据高速传输。
(3)采用JDBC和XML技术,实现本地数据源选择性的数据同步。
4.2研究措施:略