毕业设计(论文)-机械设计制造及其自动化发展方向的研究.doc
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1、西安电子科技大学网络教育 毕业论文设计任务书学习中心邯郸学习中心专 业机械制造及其自动化学 号7081141082003姓 名白宇生题 目机械设计制造及其自动化开展方向的研究任务与要求任务:本文从系统观念出发,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运用,着重列举了锅炉汽包水位的控制和冷却剂流量和气氨排量的最正确控制方案。提出来过程自动化控制今后的主要目标,指明了机械制造及其自动化的开展方向。要求:1.阅读指定的有关书籍,掌握相关的文献资料。2.撰写大纲,初稿,进行修改,直至定稿3.论文撰写应简明扼要,文理通顺,章节层次清楚,观点明确,论述有据。论文全文字数不少于10
2、000字,中文摘要200300字。4.论文写作过程中,应当按时与指导教师联系,严格按照学院规定的论文写作的各个环节的要求去做。开始日期完成日期西安电子科技大学网络教育 毕业论文设计工作方案学习中心邯郸学习中心专 业机械制造及其自动化学 号7081141082003姓 名白宇生题 目机械设计制造及其自动化开展方向的研究工作进程起止时间工作内容6月1日6月7日选题。进入毕业设计选题系统进行选题。6月8日6月30日开题。与指导教师见面会,由导师对学生进行开题指导8月10日-8月20日中期检查9月20日-30日论文验收。将论文初稿交导师审阅,学生将修改后并经导师签字、填写评语的论文,正式胶装1份,复印
3、再简装2份交给学习中心。论文辩论。主要参考书目:1刘武发,刘德平,?机电一体化设计根底?北京化工工业出版社2007.52杨世明,腾献根,赵振宏,段魏?机械设计? 电子工业出版社 2007.33张建民等,机电一体化系统设计 北京:高等教育出版社 20014赵松年,张奇鹏,机电一体化机械系统设计 北京:机械工业化出版社 19965齐卫红,林春丽,王水红?过程控制系统? 北京 电子工业出版2007.56刘巨良 过程控制仪表 北京:化工工业出版社 1998.7温希东 自动控制原理及其应用 西安电子科技大学出版社20048王树青 工业过程控制工程 北京 化工工业出版社20039陆德民 石油化工自动化控制
4、设计手册 北京 化工工业出版社 200010孙虎章 自动化控制原理 北京 中央播送电视大学出版社 199411蒋慰孙 过程控制工程 北京 化工工业出版社 1999主要仪器设备:西安电子科技大学网络教育 毕业论文设计评审表学习中心邯郸学习中心专 业机械制造及其自动化学 号7081141082003姓 名白宇生题 目机械设计制造及其自动化开展方向的研究论文评语及成绩指导教师签名: 年 月 日评语内容应包括:学生的工作态度和投入时间、精力情况;运用根本技能获取、利用信息的情况;学生对根底知识、专业知识的掌握程度;分析、解决问题和进行创新的能力;论文设计的质量情况;是否同意辩论。辩论小组意见组长签名:
5、 年 月 日辩论小组对评定的“优秀和“不及格成绩需给出明确和详细的意见!综合评审组意见组长签名: 年 月 日机械设计制造及其自动化开展方向的研究摘 要 本文主要对传统机械设计制造和机械自动化相比较,提出来具有智能化的特征是现代机械和传统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开展,显现出了机械自动化的优点和效益。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。关键词: 设计制造,自动化,产品,开展,方向目 录第一章 前言111.1 机械自动化的产生和定义.111.2 机械自动化的科学技术.11第二章 机械设计制造及其自动化符合设计原那么122.1
6、 满足对机器的功能要求.122.2 利用先进技术不断创新12第三章 机械自动化在化工生产中的应用133.1锅炉汽包水位控制方面的研究133.1.1 单冲量控制系统133.1.2双冲量控制系统133.1.3 三冲量控制系统.15第四章 机械自动化的优点和效益16 4.1 生产能力和工作质量的提高16 4.2 使用平安和可靠性的提高.16 4.3调整和维修方便,使用性能改善.16 4.4具有复合作用,使用面广.17 4.5改善劳动条件,有利于自动化生产.17 4.6节约能源,减少耗材.17 第五章 机械制造及自动化的开展方向.18 5.1机电一体化.18 5.2 智能化.18 5.3模块化.18
7、5.4网络化.19 5.5微型化.19 5.6绿色化.19 5.7人格化.19第六章结论.21参考文献.22致谢.23 第一章 前言1.1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开展而被广泛的应用。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
8、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根底上的开展。1.2 机械自动化的科学技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,是正在开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开展阶段。它的开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开展,还将不断被赋予新的内容。但其最根本的特征可概括为: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
9、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那么2
10、.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质、能量与信息的主功能。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,而功能是由其内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
11、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、内燃机等。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、 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,还应具体备其它内部功能、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,便于创造创造和创新。所以说机械自动化的开展空间非常广阔,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
12、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范围,否那么将影响后一工段的效果;化学反响器的反响温度必须保持平稳,才能使效率到达指标。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。 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范围内是非
13、常重要的,假设水位过低,那么会影响产气量,且锅炉易烧干而发生事故;假设水位过高,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控制器不但不能开大给水阀来增加给水量,以维持锅炉的物料平衡,而是关小控制阀的开度,减小给水量。等到假水位消失后,由于蒸汽量增加,送水量反而减小,将使水位严重下降,波动很历害,严重时气包水位降到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,也可以保证平安操作,故采用这种单冲量控
14、制系统尚能满足生产要求。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。 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。为此可在将给水流量信号流入,构成三流量控制图。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,利用它们在冷却器内蒸发进吸收工艺物料的大量热量,使用工艺物料
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