机械制造及其自动化毕业设计论文
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目录摘要-----------------------------------------------------------------------------3关键词--------------------------------------------------------------------------3 第一章任务介绍---------------------------------------------------------31.1轴的零件图-------------------------------------------------------31.2零件图的分析----------------------------------------------------31.3选择加工设备(题目给定用数控车)-----------------3 第二章数控车床的简介-----------------------------------------------42.1概述-------------------------------------------------------------------42.1.1数控车床的特点及应用----------------------------------------42.1.2数控车床的发展前景-------------------------------------------62.1.3数控车床加工轴类零件的优势-----------------------------7 第三章轴类零件的分析--------------------------------------------------73.1该零件的功能分析----------------------------------------------73.2该零件的结构分析----------------------------------------------73.3该零件材料及受力分析-----------------------------------------83.4该零件的精度分析-----------------------------------------------9第四章轴的加工工艺方案---------------------------------------------94.1零件图工艺分析----------------------------------------------------94.2选择毛坯--------------------------------------------------------------104.3确定加工顺序-------------------------------------------------------104.4选择夹具及确定装夹方案--------------------------------------114.5选择加工刀具---------------------------------------------------114.6确定进给路线---------------------------------------------------124.7合理选着切削用量---------------------------------------------124.8 编写工艺卡------------------------------------------------------134.9 编写加工程序---------------------------------------------------144.10调试模拟运行程序,无误后加工----------------------164.11完成零件加工并进行精度检测--------------------------16第五章总结------------------------------------------------------------------17参考文献------------------------------------------------------------------------18致谢--------------------------------------------------------------------------------18摘要数控加工制造技术正逐渐得到广泛的应用,对零件进行编程加工之前,工艺分析具有非常重要的作用。
机械设计制造及其自动化毕业论文第一篇:机械设计制造及其自动化专业毕业论选题参考一、毕业设计目的与要求1.培养学生综合运用多学科的理论知识与技能,解决具有一定复杂程度的工程实际问题的能力。
树立正确的设计思想和掌握现代设计方法;2.培养学生建立正确的科学研究思想,树立实事求是、严肃认真的科学工作态度。
二、毕业论课题类型1.工程设计类课题工程设计是工程设计人员,根据给定的约束条件,实现工程预定功能,进行构思、规划及表达。
机械产品设计类型依据特点分为开发型、改进型、技术引进等三种类型。
机械产品设计要求具有有效性、经济性、工艺性和外观质量。
2.工程技术研究类课题包含应用研究与开发研究,其中,以应用研究为主,应用研究是以技术为目标,探讨知识应用的可能性,并运用根底研究成果,探索应用的新途径,它着重研究如何将自然科学的理论与知识转化为新产品、新工艺,使自然科学理论与社会相衔接。
开发研究是运用研究及经验性的知识,为开发新产品、新装置和新方法,或对现有产品、装置、流程、方法进行重大改进而进行的一系列创造性活动。
3.软件工程类课题软件工程类课题侧重于培养学生具备在本专业领域操作、使用计算机的能力,利用计算机技术解决本专业实际问题,使学生得到较全面的培养和训练。
毕业设计〔论〕工作,因时间限制通常只进行小规模软件开发。
三、选题1.自主选题根据学生本人实践实习所在单位的具体情况,从生产实际出发,结合所学专业知识,从生产实际中取材,进行自拟题目设计。
2.根椐以下课题进行选题工程设计类:工程设计类课题的选题内容有:1〕机械产品或机械电子产品的功能设计;2〕机械产品或机械电子产品的总体设计及结构设计;3〕机械产品的动力与传动设计;4〕机械加工工艺过程设计;5〕机械装配工艺过程设计;6〕机械工艺装备设计(包括刀具、夹具、量具、模具等);7〕专用机床和专业设备设计;8〕机械电子产品的数据采集系统、测试和监控系统、控制系统的设计。
题目例如:〔1〕无轨运行运输小车的设计小车总体设计及行走机构、升降机构设计。
机械制造与自动化毕业论文在当今快速发展的工业社会中,机械制造与自动化技术的应用日益广泛,它不仅提高了生产效率,还极大地提升了产品的质量与精度。
本文旨在探讨机械制造与自动化领域的最新进展,分析其在现代工业生产中的重要性,并提出一些可能的改进方向。
随着计算机技术与信息技术的飞速发展,机械制造与自动化技术也得到了前所未有的提升。
自动化技术的应用使得机械制造过程更加精确、高效,减少了人为因素的干扰,从而保证了产品质量的稳定性。
此外,自动化技术还有助于降低生产成本,提高企业竞争力。
在机械制造领域,自动化技术主要体现在以下几个方面:1. 自动化生产线:通过集成机器人、自动化输送系统、自动检测设备等,实现了生产过程的自动化控制,减少了人工操作,提高了生产效率。
2. 计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助制造(CAM):利用计算机软件进行产品设计和制造过程的模拟,提高了设计的准确性和制造的效率。
3. 柔性制造系统(FMS):通过模块化设计,使得生产线能够快速适应不同产品的生产需求,提高了生产的灵活性和适应性。
4. 智能制造:结合物联网、大数据、云计算等技术,实现生产过程的智能监控、分析和优化,进一步提升生产效率和产品质量。
尽管自动化技术在机械制造领域取得了显著的成就,但仍存在一些挑战和问题。
例如,自动化设备的高成本、技术更新换代快、对操作人员的高技能要求等。
为了解决这些问题,未来的研究方向可以包括:1. 降低自动化设备的成本:通过技术创新和规模化生产,降低自动化设备的制造成本,使其更加普及。
2. 提高自动化设备的灵活性和适应性:开发更加灵活的自动化设备,使其能够适应多变的生产需求。
3. 培养高技能的操作人员:通过教育和培训,提高操作人员的技能水平,使其能够更好地操作和管理自动化设备。
4. 推动跨学科研究:结合机械工程、电子工程、计算机科学等多个学科的知识,推动自动化技术的创新和发展。
总之,机械制造与自动化技术是现代工业生产的重要支撑,它的发展对于提高生产效率、降低成本、提升产品质量具有重要意义。
机械设计制造及其自动化毕业论文篇一:机械制造及其自动化毕业论文中国石油大学(北京)现代远程教育毕业设计(论文)机械设计制造及其自动化方向——机械设计制造及其自动化发展方向的研究姓名:张宝坤学号: 002912性别:女专业: 机械设计制造及其自动化批次: 0703层次:专升本电子邮箱:*****************联系方式: 0951-158********学习中心:宁夏奥鹏指导教师:崔厚玺XX年4月6日机械设计制造及其自动化发展方向的研究摘要本文主要对传统的机械设计制造和机械自动化相比较,提出了具有智能化的特征是现代机械和传统的机械在功能上的本质区别。
根据机械自动化在各行各业的应用和发展,显现出了机械自动化产品的优点和效益。
即多功能化、高效率、高可靠性、省材料、省能源,不断满足人们生活和生产多元化需求。
文章从系统的观念出发,综合运用机械技术、微电子技术,自动化技术,及过控技术在化工生产中的应用。
着重例举了锅炉汽包水位的控制和冷却剂流量和气氨排量的最佳控制方案。
提出了过程自动化控制今后的主要目标,指明了机械设计制造及其自动化的发展方向。
关键词:设计制造; 自动化; 产品; 发展; 方向目录第一章前言 51.1 机械自动化的产生和定义1.2 机械自动化的科学技术第二章机械设计制造及其自动化符合设计原则62.1满足对机器的功能要求62.2利用先进技术不断创新6第三章机械自动化技术在化工生产中的应用83.1 锅炉汽包水位控制方面的研究83.1.1 单冲量控制系统83.1.2 双冲量控制系统93.1.3 三冲量控制系统103.2 冷却器控制方案的研究3.2.1控制冷却剂的流量123.2.2 控制气氨的排量13第四章机械自动化系统的优点与效益 144.1生产能力和工作质量的提高144.2使用安全性和可靠性提高144.3调整和维修方便,使用性能改善144.4具有复合功能,适用面广154.5改善劳动条件,有利于自动化生产154.6节约能源,减少耗材15第五章机械设计制造及其自动化的发展方向165.1机电一体化165.2智能化165.3模块化165.4网络化165.5微型化175.6绿色化175.7人格化17第六章结论18 参考文献19第一章前言1.1 机械自动化的产生和定义早在1971年日本的《机械设计》杂志副刊上刊登了机电一体化这一名词,后来随着机电一体化的发展而被广泛的应用。
机械设计制造及其自动化毕业论文完整版机械设计制造及其自动化毕业论文完整版摘要本文研究了一种轴类零件的加工方法,通过分析该零件的结构和材料,选择了数控车床作为加工设备。
在实验过程中,通过对数控车床的特点和应用进行了介绍,并分析了数控车床加工轴类零件的优势。
最终,本文对该零件的功能、结构和材料进行了详细分析,为后续的加工提供了重要的参考。
关键词:轴类零件、数控车床、结构分析、材料分析、加工方法第一章任务介绍轴的零件图在本次研究中,我们选取了一种轴类零件,其零件图如下图所示:图略)零件图的分析通过对上述零件图的分析,我们可以看出该零件由三个主要部分组成,分别是轴体、轴承和轴头。
其中,轴体是该零件的主要承载部分,负责传递转矩和承受载荷。
轴承则用于支撑轴体,减小摩擦力和磨损。
轴头则用于连接其他零件,完成整个机械系统的工作。
选择加工设备(题目给定用数控车)在确定了轴类零件的结构和功能后,我们需要选择适合的加工设备进行加工。
在本次研究中,我们选择了数控车床作为加工设备。
数控车床具有高精度、高效率、高自动化程度等优势,在加工轴类零件时具有明显的优势。
第二章数控车床的简介概述数控车床是一种自动化加工设备,通过预先编写好的程序,控制刀具的运动轨迹和加工参数,实现对工件的高精度加工。
数控车床广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域。
2.1.1 数控车床的特点及应用数控车床的主要特点包括:1)高精度:数控车床具有高精度的加工能力,可以实现微米级别的加工精度。
2)高效率:数控车床的加工效率远高于传统的手工加工和普通机床加工。
3)高自动化程度:数控车床的加工过程全部由计算机控制,无需人工干预,提高了生产效率和安全性。
数控车床广泛应用于各种机械零件的加工中,特别是对于形状复杂、精度要求高的轴类零件,数控车床具有明显的优势。
2.1.2 数控车床的发展前景随着自动化技术和人工智能技术的不断发展,数控车床的发展前景十分广阔。
未来,数控车床将更加智能化、高效化、自动化,成为机械制造领域的重要生产力。
机械设计制造及其自动化毕业论文1. 引言机械设计制造及其自动化在现代工程领域中具有重要的地位和作用。
随着科技的不断进步和发展,机械工程领域的自动化技术正迅速发展和应用。
本论文将探讨机械设计制造及其自动化的相关问题,以及其在实践中的应用和发展趋势。
2. 机械设计制造的基本原理2.1 机械设计的概念和目标2.1.1 机械设计的定义2.1.2 机械设计的目标2.2 机械设计的基本原理2.2.1 材料力学与工程力学2.2.2 基本原理与理论基础3. 机械制造工艺的应用和发展3.1 机械制造工艺的分类3.1.1 传统机械加工工艺3.1.2 先进机械加工工艺3.2 机械制造工艺的发展趋势3.2.1 数控机床技术的进步3.2.2 3D打印技术的应用4. 机械自动化技术的应用和研究4.1 机械自动化技术的概念和分类4.1.1 机器人技术4.1.2 自动化控制技术4.2 机械自动化技术在制造业中的应用4.2.1 自动化生产线4.2.2 机器人应用4.3 机械自动化技术的发展趋势4.3.1 人工智能与机器学习的应用4.3.2 自动化技术与智能制造的结合5. 机械设计制造的案例分析5.1 案例一:某汽车制造厂生产线的自动化改造 5.1.1 问题分析5.1.2 设计方案5.1.3 实施效果5.2 案例二:某机械零件的设计与制造过程5.2.1 设计要求与流程5.2.2 材料选择与加工工艺5.2.3 成品检验和质量控制6. 结论本论文通过对机械设计制造及其自动化的探讨和研究,总结出机械设计制造的基本原理和工艺,分析了机械自动化技术的应用和发展趋势。
通过案例分析,展示了机械设计制造在实践中的成功应用。
机械设计制造及其自动化将继续在工程领域中发挥重要的作用,推动产业的发展和提高生产效率,为经济的快速发展提供有力支持。
参考文献:[1] XXX,XXXX. 机械设计与制造[M]. 北京:机械工业出版社,2007.[2] XXX,XXXX. 机械自动化技术[M]. 北京:科学出版社,2012.。
机械设计制造及其自动化毕业论文一、引言随着科技的飞速发展,机械设计制造及其自动化成为现代工业不可或缺的一部分。
毕业论文是机械设计制造及其自动化专业的学生展示其专业技能和知识的重要方式。
本文将探讨机械设计制造及其自动化的相关技术和未来发展趋势,并以具体的毕业论文为例,展示如何将这些理论知识应用于实际工程中。
二、机械设计制造及其自动化的主要技术1、计算机辅助设计(CAD):CAD技术是机械设计制造的基础,它能够通过计算机进行图形设计和数据分析,提高设计效率和准确性。
2、机械制造工艺:机械制造工艺是实现从设计到产品的关键环节,包括加工、装配、检验等步骤。
3、自动化技术:自动化技术是机械制造自动化的核心,包括机器人技术、自动化设备、自动化控制系统等。
4、质量控制:质量控制是保证机械产品品质的关键,包括统计过程控制、全面质量管理等。
三、毕业论文案例分析本部分将展示一篇关于机械设计制造及其自动化的毕业论文。
论文主题为“基于机器学习的机械加工过程优化”。
该论文首先对现有的机械加工过程进行了详细的调研和分析,指出当前机械加工过程存在的一些问题,如效率低下、精度不高等。
然后,论文提出了一种基于机器学习的机械加工过程优化方法。
该方法利用机器学习算法对大量的机械加工数据进行学习和分析,以找出影响加工效率和质量的关键因素,进而优化加工过程。
具体来说,该论文采用深度学习算法对机械加工数据进行学习,并根据学习结果对加工参数进行优化。
通过实验验证,该方法有效地提高了机械加工效率和精度。
四、结论与展望本文对机械设计制造及其自动化进行了深入的探讨,并展示了一篇毕业论文案例。
通过本文的介绍和分析,我们可以看到,机械设计制造及其自动化在现代工业中的重要性和应用前景。
未来,随着科技的不断发展,我们期待看到更多的创新技术和方法被应用到机械设计制造及其自动化领域,以推动工业的持续发展和进步。
随着科技的不断发展,机械设计制造及其自动化技术已经成为现代工业生产中的重要支柱。
机械设计制造及其自动化毕业论文(完整版)摘要随着科学技术的飞速发展,机械设计制造及其自动化技术已经成为现代工业的重要支柱。
本文旨在对机械设计制造及其自动化技术进行全面而深入的研究,探讨其在实际应用中的现状、问题及发展前景。
本文对机械设计制造及其自动化技术的基本概念、原理和发展历程进行了简要介绍,然后对国内外机械设计制造及其自动化技术的应用现状进行了详细分析,对机械设计制造及其自动化技术的发展趋势进行了展望。
关键词:机械设计制造;自动化;现状;问题;发展趋势第一章绪论1.1 研究背景机械设计制造及其自动化技术是现代工业发展的重要基础,对于提高生产效率、降低生产成本、提升产品质量具有重要意义。
随着我国经济的快速发展,机械设计制造及其自动化技术在我国的应用越来越广泛,对于推动我国工业的现代化和转型升级具有重要作用。
1.2 研究目的和意义本文旨在对机械设计制造及其自动化技术进行全面而深入的研究,探讨其在实际应用中的现状、问题及发展前景。
通过研究,可以为我国机械设计制造及其自动化技术的发展提供理论支持和实践指导,对于提高我国机械设计制造及其自动化技术的水平具有重要意义。
1.3 研究方法和内容本文采用文献综述、案例分析等方法,对机械设计制造及其自动化技术进行全面而深入的研究。
研究内容包括机械设计制造及其自动化技术的基本概念、原理和发展历程,国内外机械设计制造及其自动化技术的应用现状,以及机械设计制造及其自动化技术的发展趋势。
第二章机械设计制造及其自动化技术概述2.1 机械设计制造及其自动化技术的基本概念机械设计制造及其自动化技术是指利用计算机技术、信息技术、自动化技术等现代科学技术,对机械产品的设计、制造、检测、维护等全过程进行自动化控制的技术。
机械设计制造及其自动化技术主要包括机械设计、机械制造、机械自动化三个方面的内容。
2.2 机械设计制造及其自动化技术的基本原理机械设计制造及其自动化技术的基本原理主要包括计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助工程(CAE)、计算机辅助检测(CAT)等。
机械设计制造及其自动化毕业论文第一篇:机械设计制造及其自动化的综述摘要:随着工业技术的不断发展,机械设计制造及其自动化技术在现代社会中起着至关重要的作用。
本篇论文将就机械设计制造及其自动化进行综述,探讨其在不同领域的应用,并分析其对经济发展和社会进步的影响。
关键词:机械设计制造,自动化技术,应用,影响1. 引言机械设计制造及其自动化技术是现代工业中的重要组成部分。
它涉及机械设备的设计、制造、操作和维护等方面,通过自动化技术的应用,提高了生产效率、降低了成本,并且在各个行业中得到了广泛应用。
2. 机械设计制造及其自动化的应用领域2.1 制造业机械设计制造及其自动化在制造业中的应用涉及到产品的设计与制造过程。
通过使用计算机辅助设计软件和先进的机械制造设备,可以加快产品设计和制造的速度,并提高产品的质量和精度。
2.2 汽车工业机械设计制造及其自动化在汽车工业中的应用主要体现在生产线上。
自动化设备可以使汽车生产流程更加高效和精确,从而提高汽车制造的效率和质量,满足市场需求。
2.3 能源行业机械设计制造及其自动化在能源行业中的应用主要包括发电设备和输电线路的设计和制造。
通过使用自动化装置,可以提高发电设备和输电线路的运行效率和稳定性,从而提高能源的利用效率。
2.4 医疗行业机械设计制造及其自动化在医疗行业中的应用主要体现在医疗设备的设计和制造上。
通过自动化技术的应用,可以提高医疗设备的性能和精度,并提高医疗服务的质量和效率。
3. 机械设计制造及其自动化对经济发展和社会进步的影响机械设计制造及其自动化技术的应用对经济发展和社会进步有着积极的影响。
首先,它可以提高生产效率,降低生产成本,从而提高企业的竞争力。
其次,机械设计制造及其自动化技术的应用可以创造就业机会,提高就业率,促进经济发展。
同时,通过提高产品质量和服务水平,机械设计制造及其自动化技术的应用可以提升消费者的满意度,促进社会进步。
4. 结论机械设计制造及其自动化技术在现代社会中起着至关重要的作用。
机械设计制造及其自动化方向——机械设计制造及其自动化发展方向的研究姓名:学号:性别:专业: 机械设计制造及其自动化批次:层次:电子:联系方式:学习中心:指导教师:2011年11月19日机械设计制造及其自动化发展方向的研究摘要本文主要对传统的机械设计制造和机械自动化相比较,提出了具有智能化的特征是现代机械和传统的机械在功能上的本质区别。
根据机械自动化在各行各业的应用和发展,显现出了机械自动化产品的优点和效益。
即多功能化、高效率、高可靠性、省材料、省能源,不断满足人们生活和生产多元化需求。
文章从系统的观念出发,综合运用机械技术、微电子技术,自动化技术,及过控技术在化工生产中的应用。
着重例举了锅炉汽包水位的控制和冷却剂流量和气氨排量的最佳控制方案。
提出了过程自动化控制今后的主要目标,指明了机械设计制造及其自动化的发展方向。
关键词:设计制造; 自动化; 产品; 发展; 方向目录第一章前言 51.1 机械自动化的产生和定义 51.2 机械自动化的科学技术5第二章机械设计制造及其自动化符合设计原则 62.1满足对机器的功能要求 62.2利用先进技术不断创新 6第三章机械自动化技术在化工生产中的应用 83.1 锅炉汽包水位控制方面的研究 83.1.1 单冲量控制系统83.1.2 双冲量控制系统93.1.3 三冲量控制系统103.2 冷却器控制方案的研究123.2.1控制冷却剂的流量123.2.2 控制气氨的排量13第四章机械自动化系统的优点与效益 144.1生产能力和工作质量的提高144.2使用安全性和可靠性提高144.3调整和维修方便,使用性能改善 144.4具有复合功能,适用面广 154.5改善劳动条件,有利于自动化生产 154.6节约能源,减少耗材 15第五章机械设计制造及其自动化的发展方向 165.1机电一体化 165.2智能化 165.3模块化 165.4网络化 165.5微型化 175.6绿色化 175.7人格化 17第六章结论18参考文献19第一章前言1.1 机械自动化的产生和定义早在1971年日本的《机械设计》杂志副刊上刊登了机电一体化这一名词,后来随着机电一体化的发展而被广泛的应用。
美国机械工程师协会于1984年为现代机械下了如下定义:“由计算机信息网络协调与控制的,用于完成包括机械力、运动和能量流等动力学任务的机械和(或)机电部件相互联系的系统”。
它与前面提及的机电一体化是一致的,因此可以说现代机械就是指机电一体化系统。
20世纪90年代国际机器与机构理论联合会,给出了这样的定义,机电一体化是精密机械工程、电子控制和系统思想在产品设计和制造过程中的协同结合。
因此又可以说机电一体化就是在机械设计制造及其自动化基础上的发展。
1.2 机械自动化的科学技术机械设计制造及其自动化是机械技术和电子技术为主体,多门技术学科相互渗透、相互结合的产物,是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科,机械自动化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电器化”迈入了以“机械自动化”为特征的发展阶段。
它的发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科,随着生产和科学技术的发展,还将不断被赋予新的容。
但其最基本的特征可概括为:机械自动化的设计制造是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感检测技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织结构目标,在多功能、高质量、高可靠性,低能耗的意义上实现特定功能价值并使整个系统最优化的系统工程技术。
需要强调的是,机械自动化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合性技术,而不是机械技术,以及其他新技术的简单组合、拼凑,这就是现代机械与机械电气化在概念上的根本区别。
现代机械设计制造出的产品,不仅是人和手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,具有智能化的特征是现代机械自动化和传统的机械在功能上的本质区别。
第二章机械设计制造及自动化的符合设计原则2.1 满足对机器的功能要求任何一种产品都是为满足人们的某种需要而开发的,都必须具有某种主要功能,不同的产品具有不同的主要功能。
概而言之,都能对输入的物质、能量和信息(即所谓工业三大要素)进行某种处理,输出具有所需特性的物如上所述,机械自动化系统是一个综合的概念,包含了机电一体化技术和机电一体化产品两个方面的容。
作为产品,又包含着设计、制造和特定的功能以满足使用要求,而功能是由其部有机联系的结构所决定的。
2.2利用先进技术不断创新根据产品或系统的主功能不同,可对产品或系统进行分类。
以物料搬运、加工为主。
输入物质、能量和信息,经过加工处理,主要输出改变了位置和形态的物质系统(或产品)称为加工机。
如各种机床、交通运输机械、食品加工机械、起重机械、纺织机械、印刷机械、轻工机械等。
以能量转换为主,输入能量和信息,输出不同能量的系统(或产品)称为动力机,其中输出机械能的为原动机。
如电动机、水轮机、燃机等。
以信息处理为主,输入信息和能量。
主要输出某种信息。
如数据、图像、文字、声音等的产品称为信息机。
如各种仪器、仪表、计算机、传真机以及各种办公机械等。
机械自动化系统除了具备上述必须的主功能外,还应具体备其它部功能、即动力功能、检测功能、控制功能、构造功能。
基于上述的功能构成原理,既有利于设计或分析各种机械自动化的产品,又有利于开拓思路,便于创造发明和创新。
例如,根据3种不同的主功能及所以说机械自动化的发展空间非常广阔,具有极大的想向空间,需要我们利用先进技术符合科学原理来不断创新,设计制造出一流的自动化产品。
第三章机械自动化系统在化工生产中的应用生产过程中,对各个工艺过程的物理量(或工艺变量)有着一定的控制要求。
有些工艺变量直接表现生产过程,对产品的数量与质量起着决定性的作用。
例如,精馏塔的塔顶或塔釜温度,一般在操作压力不变的情况下必须保持一定,才能得到合格的产品;加热炉出口温度的波动不能超过允许围,否则将影响后一工段的效果;化学反应器的反应温度必须保持平稳,才能使效率达到指标。
有些工艺变量虽不直接地影响产品的质量和数量,然而保持其平稳却是使生产获得良好控制的前提。
3.1 锅炉汽包水位控制方面的研究锅炉汽包是生产蒸汽的设备,几乎是工业生产不可缺少的设备,保持锅炉汽包的液位高度在规定围是非常重要的,若水位过低,则会影响产气量,且锅炉易烧干而发生事故;若水位过高,生产蒸汽含水量高,会影响蒸汽质量。
这些都是危险的,因此对汽包的液位严加控制是保证锅炉正常生产必不可少的措施,3.1.1单冲量控制系统汽包水位控制手段是控制给水,基于这一原理,可构成如图3-1所示危险程度以至发生事故。
因此对于停留时间短、负荷变动较大的情况,这样的系统不能适应,水位不能保证。
然而对于小型锅炉,由于水在汽包中的停留时间较长,在蒸汽负荷变化时,假水位的现象并不显著,配上一些联锁报警装置,也可以保证安全操作,故采用这种单冲量控制系统尚能满足生产要求。
3.1.2双冲量控制系统在汽包水位的控制中,最主要的扰动是蒸汽负荷的变化。
如果根据蒸汽流量来进行校正,不仅可以补偿“虚假水位”所引起的误动作,而且使给水位控制阀的动作十分及时,从而减少水位波动,改善控制品质。
将蒸汽流量信号引入,就购入了双冲量控制系统,如图3-2所示。
从本质上看,双冲量控制系统是一个前馈(蒸汽流量)控制加单回路反馈控制的复合控制系统。
这里的前馈仅为静态前馈,若需要考虑两条通道在动态上的差异,需引入动态补偿环节。
式中 I C——液位控制器的输出;I F——蒸汽流量变送器(一般经开方器)的输出;I0——初始偏置值C1、C2 ——加法器系数。
C1的设置一般取1,C2的值应考虑到静态前馈补偿,可现场凑试,也可经理论推导得出。
设置I0的目的是使其在正常负荷下,控制器和加法器的的输出都有一个比较适中的数值。
最好在正常负荷下,I0 和 C2I F项接近而相互抵消。
3.1.3三冲量控制系统双冲量控制系统还有两个弱点:控制阀的工作特性不一定能成为线性特性,这样要做到静态补偿就比较困难;同时,对于给水系统的扰动仍不能克服。
为此可再将给水流量信号引入,构成三冲量控制系统。
三冲量控制系统的实施方案较多,如图3-3所示为其中的典型控制方案之一。
如图3-4所示,为三冲量控制系统的方框图,加法器的运算关系与双冲量控制时相同,各系数设置如下:a 系数C1通常可取1或稍小于1的数值;b 若采用气开阀;C2取正值,C2的值可按物料平衡关系进行计算;c I0的设置和取值仍与双冲量控制系统相同。
只用一台控制器及一台加法器,加法器可接在控制器之前,如图3-5(a)所示:也可接在控制器之后,如图3-5(b)所示:(a) (b)图3-5 汽包三冲量控制系统的简化接法图中加法器的正负号是针对采用气关阀及正作用控制器的情况。
图3-5(a)接法的优点是使用仪表最少,只要一台多通道的控制器即可实现。
但如果系数设置不能确保物料平衡,则当负荷变化时,水位将有余差,图3-5(b)的接法,水位无余差,但使用仪表较前者多,在投运及系数设置等方面较前者麻烦一些。
3.2冷却器控制方案的研究冷却器的热载体是冷却剂,常采用液态氨等介质作为冷却剂,利用它们在冷却器蒸发进吸收工艺物料的大量热量,使用工艺物料的出口温度下降来达到生产工艺要求,工业用冷却器的一般控制方案有以下几种。
3.2.1 控制冷却剂的流量如图3-6所示:方程中的传热面积F来实现的。
该方案控制平稳,冷量(冷却剂量)利用充分,且对压缩机入口压力无影响。
但这种方案控制不够灵活,另外蒸发空间不能得到保证,易引起气氨带液而损坏压缩机。
为此,可采用图3-7所示的物料出口温度与液位的串级控制方案,使用这种方案时,可以限制液位的上3.2.2 控制气氨排量如图3-9所示,为氨冷却器控制气氨排量的控制方案,其机理是通过改变传热速率方程中的平均温度来控制工艺物料的出口温度的,这种方案控制灵敏迅速,但制冷系统必须许可压缩机入口压力的波动。
另外,冷量的利用不充分。
为确保系统的安全运行,还需要设置一个液位控制系统,防止液氨进入氨管路而导致压缩机损坏。
根据以上分析研究可知:自动控制装置和被控的工艺设备组成了一个没有人直接参与的自动化控制系统。
操作工坐在操作室里,就能观察到整个装置的变化。
因此,保证生产过程的安全,降低了劳动强度。
近二十年来,工业生产规模的迅速发展,加剧了对人类生存环境的污染,因此减小工业生产对环境的污染的影响也纳入了过程控制的目标围。
综上所述,过程自动化控制的主要目标包括以下几个方面:1、保证生产过程的安全和平稳;2、达到预期的产量和质量;3、尽可能地减少原材料和能源损耗;4、把生产对环境的危害降到最小限度。