东南大学自动化学院本科毕业设计方案开题报告模板.docVIP

毕业设计（论文）开题汇报

院（系）自动化学院

专业自动化

设计（论文）题目 XZ系列芯模振动制管机芯模制管机PLC控制系统设计

学生姓名 王碧波 学号

起止日期 12月20日至6月10日

设计地点 江苏华光双顺机械制造

指导教师 王晓俊

顾问教师 周杏鹏

开题日期2月25日

一、选题背景和意义：

中国排水关管生产普遍采取离心工艺，悬辊工艺。

离心工艺是管模平卧在离心机上旋转,使管模内混凝土混合料受到离心力沿着管模四面分散,各组分沿离心力方向沉降排出空气和多出水分,使混凝土达成密实。混凝土中石、砂、水泥等质量不一样，所受离心力大小和沉降速度也就不一样。混凝土层、水泥砂浆层水泥浆层和浮浆层分布于外、中、内层即称外分层。伴随作业进行，水泥粒子也要沉降外移，粗骨料间水泥浆继续沉降，水泥颗粒便从中分离出来，在粗骨料表面上形成一层水膜，称内分层。分层造成管强度低，且管壁存在很多毛细孔道；同时塑性混凝土易造成合缝处跑浆、跑水，不利于安全文明生产，也造成水泥浪费。生产承插口管时需二次以上喂料成型、中途停车排浆，不利于快速生产。生产中噪声污染大。存在“飞车”隐患。

悬辊工艺是管模平卧套置于辊轴上,管模内混凝土混合料在离心力作用下均匀分布于内壁,当混凝土料厚度超出管模挡圈时,受到辊压力作用而逐步密实。辊轴和混凝土料团接触面不平引发振动也有利于混凝土密实。从根本上改变了离心工艺切向产生结构弊端。悬辊制管采取干硬性混凝土辊压密实成型，混凝土坍落度为零，水灰比小，强度较高，混凝土消耗水泥量小；干法生产工艺，无废浆废液排出，改善了劳动条件利于安全文明生产；制管时噪音污染小于离心工艺；工艺缺点：卧式生产决定了不能立即脱模，模具占用时间长，不利于同一规格管短时间内大批量生产；用悬辊工艺制作承插口和企口管时承口处混凝土密实效果较差；在喂料成型管端部时，尘土飞扬造成环境污染。

芯模振动工艺近几年引进渐多，芯模振动工艺是内、外模垂直竖立于地坑内底托（盘）上，内模高频振子振动力使混凝土混合料液化而充满模型并排出空气，逐步密实；液压力带动定型环轻微搓动碾压使管子上端部密实成型。相比于前两种工艺，芯模振动工艺有以下优点：（1）地下封闭立式成型，地面控制，生产和工作环境大大改善，工人劳动强度低，利于安全文明生产；（2）采取干硬性混凝土，坍落度为零，水灰比小。（3）混凝土混合料振动得充足、均匀，密实度极高，尤其适合于顶管生产。（4）成型后可立即脱模，每种口径只需一套模具，模具投资费用降低；（5）不需蒸汽养护，可罩上塑料薄膜，24h后即可吊运至露天堆场；（6）振动频率、振幅和激振力能够依据生产不一样大小管子方便进行调整；（7）立式振动成型，能成型特大口径管子，可成型异型管子，能满足产品多样化生产。承口置于下部，适合于承插口、企口管生产，根本改变了卧式生产承口强度低工艺弊端；（10）生产效率较高，可确保大工程和应急工程对管材需求；（11）内外模确保了管子内径和外径尺寸正确。

工艺缺点：（1）因为采取干硬性混凝土，干法生产，成型后立即脱去内外模，管子内外壁易产生粗糙拉痕，且光洁度不如离心管、悬辊管。（2）尽管在地坑内成型，还是伴有噪音产生。

经过对比芯模振动工艺在自动化程度，节能环境保护效益，提升产品质量降低成本等方面存在显著优势，在目前东部产业升级大背景下，这些优势能够显著提升企业竞争和生产能力，产生良好经济和社会效益。江苏华光双顺机械制造引进国外同类设备，并将其国产化必将为企业和同行发展提供新契机。

二、课题关键问题及难点：

1、熟悉芯模振动工艺步骤和已经有手动控制芯模振动设备硬件布局，为设备升级做准备。手动控制芯模制管设备通常由以下几部分组成：工作平台、旋转搓压机、回转布料机、芯模振动器、模具设备（内模、外模、底托盘、插口盘）、液压系统、电器控制系统、自动翻管吊架、脱模吊架。而芯模振动器关键和拖动电机转速、芯模偏心距（由电动阀调整）和振动棒和内模接触因数决定。

2、了解西门子PLC产品系列，学习产品选型，产品硬件安装维护方法。西门子PLC各个部件设计均采取了模块化结构(单元式PLC除外)，由导轨及电缵将模块连接起来。用户能够依据需要灵活地配置电源模块、CPU模块、数字量I/O模块、模拟量I/O模块，通信模块等已满应用要求。PLC选型要考虑到满足系统功效而且含有良好性价比。所以在设计控制系统时，PLC模块数量和型号选择关键依据系统输入、输出点总量来确定。选型可参考依据：

(1)选择PLC容量和输入输出点时应留有富裕，所以全部应大于系统实际所需要，其中输入输出点应该留出15%-20%。

(2) 依据负载类型和启停频率等