机械工程及自动化开题报告

时间:2023-10-23 07:49:20 其他范文 收藏本文 下载本文

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机械工程及自动化开题报告

篇1:机械工程及自动化开题报告

机械工程及自动化开题报告

设计(论文)题目:基于PLC的机械手自动操作系统设计

1 本课题的来源及研究的目的和意义

本课题目的主要是利用PLC作为载体设计一套程序驱动机械手进行预订动作,实现对工件抓取,实现自动化。

机械手技术涉及的学科相当广泛,其一,它能够部分的代替人工操作;其二,它能够按照生产工艺的要求,遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸;其三,它能操作必要的机具进行焊接和装备,从而改善了公认的劳动条件,显著提高了劳动生产率,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐,尤其在高温、高压、粉尘、噪音一级带有放射性和污染的场合,应用的更为广泛。

机械手是在机械化,自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。随着电子技术的广泛应用,机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术,它更加促进了机械手的发展,使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。在现代生产过程中,机械手被广泛的运用于自动生产线中,它更加促进了机械手的发展,使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。

2 国内外研究的现状及发展趋势

2.1 国外研究现状

机械手起源于美国,1954年美国工程师德尔沃最早提出机械人的概念; 1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手[11]。1959年美国德尔沃与英格伯制造了世界上的第一台机械人; 1962年美国正式将机械人的使用性提出来,且制造出类似人的手臂; 1967年日本成立了人工手研究会,并召开了首届机械手学术会; 1970年在美国召开了第一届工业机械人学术会,并的到迅速普及; 1973年辛辛那提公司制造出第一台小型计算机控制的的工业机械人,当时是液压驱动,能载重大成就45KG;到1980年在日本得到普及,并定为“机械人元年”此后在日本机械人得到了前所未有的发展与提升。目前世界高端工业机械手均有高精化,高速化,多轴化,轻量化的发展趋势[12]。定位精度可以满足微米及亚微米级要求,运行速度可以达到3M/S,量产产品达到6轴,负载2KG的产品系统总重已突破100KG[1]。

现代式工业中,生产过程的机械化,自动化已成为突出的主题[13]。化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。采用全自动化机械手进行装配更是目前研究的重点,国外已研究采用摄像机和力传感装置和微型计算机连在一起,能确定零件的方位达到镶装的目的。但在机械工业中,加工、装配等生产是不连续的。因此,装卸、搬运等工序机械化的迫切性,工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。工业机械手主要用于机床加工、铸造、热处理等方面,动作灵活多样,适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产,广泛应用于柔性自动线。[2]

2.2 国内研究现状

我国的工业机械手是从80年代七五科技攻关开始起步,在国家的支持下,通过七五,八五科技的攻关,目前国内生产了部分机器人关键元器件,开发喷漆,孤焊,点焊,装配,搬运等机器人,其中有130多台喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线上获得规模应用,孤焊机器人已经应用在汽车制造厂的焊装线上。的那总的看来,我国的`工业机械手技术及工程应用的水平和国外比还有一定的差距。虽然目前国内生产工业机械手的企业并不多,很多产品的生产技术还主要依靠进口,高科技的技术主要还掌握在国际龙头厂商手里。国内机械手厂家主要还是受到控制系统的困扰,没有比较成熟稳定的伺服系统,所以不能生产高端机器。我国本土企业生产的机械手产品还主要流通在中低端市场,因此决定了很多本土生产企业在争夺市场时主要还是采取价格战。随着技术的进步,日臻成熟,会有更多的厂商加入此行业[3]。

我国国家“863”机械手技术主题自成立以来一直重视机械手技术在产业中的推广和应用和推进机械手技术以提升传统产业,利用机械手技术发展高新产业。目前,政府正在使用各种办法加大中国装备制造业在市场中占据的份额,井提供优惠措施鼓励更多企业使用机械手及技术以提升技术水平。国内越来越多的企业在生产中采用了工业机械手,各种机械手生产厂家的销售量都有大幅度的提高[4]。

3 课题的研究内容、目标及可行性分析

3.1 课题研究内容

(1) 对机械手动作进行构思,设计出一套工作的整体方案

(2) 对机械手整体进行简单设计

(3) 各气缸选型,PLC和传感器的选型

(4) 系统硬件的设计和机械手控制程序的设计

(5) 组态软件MCGS的设计

(6) 通过PLC来控制机械手,完成自动控制并且连接MCGS进行调控

3.2 需要实现的目标

该设计任务要求设计一个基于PLC控制的气动机械手系统,用于搬运工件,系统具有自动、手动控制功能[14]。图1为该机械手工作示意图,用来将左工作台上的工件搬到右工作台上[5]。要求机械手的全部动作由气缸驱动,气缸由电磁阀控制。对于顺时针转动/逆时针转动、上升/下降、左移/右移,其运动由双线圈两位电磁阀控制,即上升电磁阀线圈得电时机械手上升,下降电磁阀线圈得电时机械手下降;左移电磁阀线圈得电时机械手左移,右移电磁阀线圈得电时机械手右移。对于夹紧/松开,其运动由单线圈两位电磁阀控制,线圈得电时机械手夹紧,断电时机械手松开[6]。

要求将机械手的原点(即原始状态)定在左位、高位、松开状态。在原始状态下,先通过控制底部摆转缸和手部摆转缸的转动调整机械手和工作台的相对位置,使其在同一平面内,继而检测到左工作台上有工件时,机械手下降到低位,夹紧工件,上升到高位,右移到右位[10]。在右工作台上无工件时,机械手下降到低位,松开工件,然后上升到高位,左移回原位。

3.3 可行性分析

(1)技术可行性

本课题所涉及的研究目标,在国内外已经有相当成熟的理论基础和技术基础。通过文献调查,机械手PLC控制系统的设计,绝大部分可以使用电气工程及其自动化专业知识进行构建,其他的部分则可以通过自学,调用已经开发好的一些功能模块完成课题涉及到的技术要求[7]。

(2)经济可行性

本课题通过对既有平台的使用,能够设计出比较完善的机械手控制系统,没有任何经济上的负担,通过本课题可以自主利用我校实验机房的软硬件设备,既节省了学校的经费,又锻炼了学生的自我研发意识和自己动手的能力[8]。

(3)操作可行性

本课题要求对可编程控制技术有比较细致的了解,能够通过对于已有文献的学

已有技术的研习,利用自己在大学学习的电气工程专业相关的知识,PLC控制程序

的设计。从可操作性的角度来讲,完全可行[9]。

4 小结

PLC机械手已经在现代工业中扮演着一个重要的角色。随着机械手应用的普及,机械手向着专用化,机械结构模块化,可重构的方向发展,机械手的动作更加灵活多样,其控制方式也在向着多元化的方向发展,PLC应用技术为现代机械控制发挥了极大作用,大大改善了工人的劳动条件,显著的提高了劳动生产率,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐[15]。在PLC控制的过程中,还有许多问题需要解决,PLC在机械手开发应用还有很大的空间。

参考文献

[1] 蔡自兴. 机器人学的发展趋势和发展战略[M].机器人技术与应用,.

[2] 张波. 多功能上下料机械手液压控制系统[J]. 液压与气动,,8:31-32.

[3] 李允文.工业机械手设计[M].北京:机械工业出版社,.

[4] 张建民.工业机器人[M].北京:北京理工大学出版社,1992.

[5] 史国生.PLC在机械手步进控制中的应用[J].中国工控信网,,1:44-46.

[6] 常晓玲.电气控制系统与可编程控制器[J].机械工业出版社,7:21-24.

[7] 常建生.检测与转换技术[M].机械工业出版社,2001.

[8] 贾德胜.PLC应用开发实用子程序[M].人民邮电大学出版社,.

[9] 刘建华.三菱FX2N系列PLC应用技术[M].机械工业出版社,2003.

[10] 俞国亮.PLC原理与应用[M].清华大学出版社,.

[11] 王希敏. 工业机械手发展途径[M]. 机械工程师,1990,02.

[12] 邓重一. 接近开关原理及其应用[M]. 自动化博览,2003,05.

[13] 陈建明. 电气控制与PLC应用第二版[M]. 北京:电子工业出版社,.1.

[14] 廖常初. PLC编程及应用 第三版.北京.机械工业出版社..3-4.

[15] 张宏林. PLC应用开发技术与工程实践 第2版.北京.人民邮电出版社..

本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):

1 要研究或解决的问题

本文研究基于PLC的机械手自动控制系统的设计,本课题采用三菱小型PLC,通过气缸、机械手和传感器等执行动作。PLC控制上述组成部件,电机驱动机械手完成移动和旋转动作,在各个站点上完成抓取操作。利用组态软件对PLC进行监控。本课题完成控制程序设计、硬件选型、硬件接线、流程介绍和组态设计。

2 拟采用的研究手段

(1) 前期准备:通过对工作原理的理解和对相关涉及部件知识的学习,最后选择最优控制设计方案。

(2) PLC的选型和组成部件选择:控制核心为三菱PLC,执行元件:机械手、气缸、动力元件、步进电机。

(3) PLC程序编写:由于设计对象为机械手自动控制,停留点较多,需要用到多点定位方法,程序须有点标记和比较指令。

(4) 检查修改:对程序及其他问题进行检查,然后加以修改。

篇2:机械工程论文开题报告

机械工程论文开题报告

论文题目:轻型客车前轮制动器设计

1. 课题的意义

汽车是做重要的现代化交通工具.汽车也是数量最多,最普及,活动范围最广泛,运输量最大的交通工具 T8 R; M+ l( J.在现代社会中,没有哪种交通工具可以与汽车媲美.汽车是在“面”上发挥作用,并可以实现“门对门”的便利.正因为如此,汽车在过去的数十年中迅速发展成为最主要,最受青睐的交通工具. 目前,全世界汽车包有辆有7亿左右,按全世界人口平均约9人就有1辆,其中轿车最多,占保有总量的80%左右.汽车普及率美国最高,平均约1.3人拥有1辆;西欧,北欧,日本等发达地区和国家,平均约2人拥有1辆;韩国,东欧,俄罗斯等地区和国家平均约5~10人拥有1辆.汽车扩大了人的活动范围和相互交流,使社会变的丰富多彩.汽车还促进了公路建设和运输繁荣,改变了城市的面貌和布局,有助于各地区经济文化交流和偏远地区的开发. 社会对汽车不断增长的要求,促使汽车工业日益繁荣.一辆汽车有上万个零件,由钢铁,有色金属,塑料,橡胶,玻璃,纺织品,木材,涂料等繁多材料制成;涉及冶金,机械制造,化工,电子,电力,石油,轻工的部门,汽车的销售和运营还涉及金融,商业,旅游,服务等第三产业.可以断言,没有哪个行业与汽车完全无关.

制动系是汽车底盘上重要的一部分:汽车上用以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力,从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置统称为制动系统。其作用是:使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车;使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车;使下坡行驶的汽车速度保持稳定。

而制动器是制动系中直接制约汽车的一个关键装置,是汽车上最重要的安全件。汽车的制动性能直接影响着汽车行驶安全性。

目前,汽车所用的制动器几乎都是摩擦式的,可分为鼓式和盘式两大类。鼓式制动器摩擦副中的旋转元件为制动鼓,其工作表面为圆柱面;盘式制动器的旋转元件则为旋转的制动盘,以端面为工作表面。鼓式制动器根据其结构都不同,又分为:双向自增力蹄式制动器、双领蹄式制动器、领从蹄式制动器、双从蹄式制动器。其制动效能依次降低,最低是盘式制动器;但制动效能稳定性却是依次增高,盘式制动器最高。也正是因为这个原因,盘式制动器被普遍使用。但由于为了提高其制动效能而必须加制动增力系统,使其造价较高,故低端车一般还是使用前盘后鼓式。

用来让轮胎与地面加大摩擦系数的设备,主要分为鼓式和碟式,也是用来驻车用的,鼓式迅间制动力度大,但发热后制动力下降得快;碟式制动技术性大,迅间制动力不够鼓式的大,但发热后还是可以保持较为良好的制动较果,而且高级的碟式杀车有6个刹车泵,可以做好很好的制动较果,所以现代小车都是采用碟式制动器。

汽车上一般都设有脚制动和手制动两套独立的制动机构。使用制动的目的是强制汽车迅速减速直至停车,或在下坡时维持一定车速,另外,还可用来使停歇的汽车可靠地保持在原地不溜滑。在行车中,正确使用制动,不仅有利于保证行车安全,而且有利于节约燃料,减少轮胎磨损,防止机件损坏。应该如何正确使用制动?你会使用制动吗? 一、预见性制动

驾驶员按照自己的目的或针对已发现的情况,为停车采取的提前减速制动措施,称预见性制动。方法是迅速抬起油门踏板,充分利用发动机的牵制作用,同时轻踩制动踏板,使汽车降低车速。当汽车接近停止时,踏下离合器踏板,将变速器挡位置于空挡,将车平稳地停在预定的位置上。

2.基本内容和技术方案

基本内容:

1)、学习、研究盘式制动的发展.

2)、对汽车整体的数据进行总结

3)、盘式制动器的.参数及其计算

4)、盘式制动器部件的设计及其计算

技术方案:

盘式制动器与鼓式制动器相比,有以下优点:一般无摩擦助势作用,因而制动器效能受摩擦系数的影响较小,即效能较稳定;浸水后效能降低较少,而且只须经一两次制动即可恢复正常;在输出制动力矩相同的情况下,尺寸和质量一般较小;制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小,不会象制动鼓的热膨胀那样使制动器间隙明显增加而导致制动踏板行程过大;较容易实现间隙自动调整,其他保养修理作业也较简便。对于钳盘式制动器而言,因为制动盘外露,还有散热良好的优点。盘式制动器不足之处是效能较低,故用于液压制动系统时所需制动促动管路压力较高,一般要用伺服装置。

目前,盘式制动器已广泛应用于轿车,但除了在一些高性能轿车上用于全部车轮以外,大都只用作前轮制动器,而与后轮的鼓式制动器配合,以期汽车有较高的制动时的方向稳定性。在货车上,盘式制动器也有采用,但离普及还有相当距离。因此本次设计轻型客车的前轮采用盘式制动器。

3国内外发展现状

3.1盘式制动器在我国的应用现状

随着我国汽车工业技术的发展,特别是轿车工业的发展,合资企业的引进,国外先进技术的进入,汽车上采用盘式制动器配置正逐步在我国形成规模。特别是在提高整车性能、保障安全、提高乘车者的舒适性等方面都发挥了很大的作用。以下就盘式制动器在我国各类车型上的运用状况做一个简单的分析:

1)在轿车、微型车、轻卡、SUV及皮卡方面:在从经济与实用的角度出发,一般采用了混合的制动形式,即前车轮盘式制动,后车轮鼓式制动。因轿车在制动过程中,由于惯性的作用,前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70%-80%,所以前轮制动力要比后轮大。生产厂家为了节省成本,就采用了前轮盘式制动,后轮鼓式制动的混合匹配方式。采用前盘后鼓式混合制动器,这主要是出于成本上的考虑。

2)在大型客车方面:气压盘式制动器产品技术先进性明显,可靠性总体良好,具有创新性和技术标准的集成性。我国从开始在大客车和载重车上推广盘式制动器及 ABS防抱死系统,因进口产品价格太高,主要用于高端产品。7月1日交通部强制在7——12米高Ⅱ型客车上 “必须”配备后,国产盘式制动器得以大行其道。北京公交电车公司、上海公交、武汉公交、长沙公交、深圳公交、广州公交等公司,都在使用为大客车匹配的气压盘式制动器。

3)重型汽车方面:作为重型汽车行业应用型新技术,气压盘式制动器已经属于成熟产品,目前具有广泛应用的前景。203月红岩公司率先在国内重卡行业中完成了对气压盘式制动器总成的开发。元月份中国重汽卡车事业部在提升和改进卡车底盘的过程中,在桥箱事业部配合下,将22.5英寸气压盘式制动器成功“嫁接”到了重汽斯太尔重卡车前桥上。气压盘式制动器在重汽斯太尔卡车前桥上的成功“嫁接”,解决了令整车厂及用户困扰已久的传统鼓式制动器制动啸叫、频繁制动时制动蹄片易磨损、雨天制动效能降低等一系列问题。气压盘式制动器首次在斯太尔卡车前桥上的应用,也为今后开发重汽高速卡车提供了经验和技术储备。与此同时陕西重汽、北汽福田、一汽解放、东风公司、江淮汽车等国内大型汽车厂均完成了盘式制动器在重型汽车方面的前期试验及技术贮备工作,盘式制动器在某些方面可以说成为未来重卡制动系统匹配发展的新趋势。

总体来看,以来,我国盘式制动器市场需求增长速度发展非常快。从中国汽车工业协会统计的情况来看,20我国盘式制动器的产量只有57.58万套,到2004年迅速增长到468.72万套,增长7倍多,年平均增长率高达68.9%,增长至1000万套。

最新的统计表明,1~7月,我国乘用车中刹车制动器用鼓式制动器只占20%,并且前轮制动已经全部采用盘式制动器。过去5年里,我国盘式制动器应用的增长非常迅速,国内从事盘式制动器的企业也逐渐在增多。

但是在商用车上,特别是卡车上,鼓式制动器还占有绝大的比例。目前阻碍盘式制动器在商用车上的推广的主要因素是购置成本相对高,加上用户认知度低、市场成熟度不够。

3.2盘式制动器的国外发展趋势

上个月底,全球商用车技术的领导者、一级供应商威伯科(WABCO)汽车控制系统公司宣布在华组建合资企业生产气制动盘式制动器。威伯科亚太区总裁刘良表示“在中国建立此生产基地标志着威伯科战略性地进驻中国日益增长的气制动盘式制动器市场,”这意味着威伯科为成为中国商用车制造商的重要合作伙伴这一目标又跨出了重要的一步,同时在中国进一步拓展气制动盘式制动器市场。

在当前全球金融危机的时局下,很多汽车业的国际巨头都在裁员减产,威伯科(WABCO)此时在中国投资生产盘式制动器,让我们感受到,中国盘式制动器的市场潜力巨大,竞争也将是激烈的。

在国外,经过几十年来的发展,生产气(液)压盘式制动器的技术目前已经比较成熟,形成了系列产品。例如:博世(Bosch)公司、威伯科(WABCO)公司、阿文美驰公司等每年的产量都在20—50万台以上;在欧、美、日等发达国家,已把盘式制动器作为标准件装备在多级别的轿车、客车、中型、重型汽车上。我国在此项目上起步较晚,大部分是随着欧系、日系轿车的引进而上马的轿车、微型车用液压盘式制动器,各厂家产品相对单一。气压盘式制动器则大部分是在—间汽车热中上马的生产厂家,国内目前真正形成规模化生产的企业有武汉元丰、淅江万向、一汽四环等,总体上数量不多,但开发气压盘式制动器热火朝天的局面大有愈演愈烈的趋势。

预计未来几年,随着我国公路交通条件的改善,高等级公路的发展,新法则要求的实施,车辆性能的不断提高,盘式制动器作为新型的能提高汽车主动安全性的产品将会得到快速的推广和应用,有着广阔市场前景。现在汽车盘式制动器的研究和开发应注重的问题主要是:提高制动器的制动效能、防止尘污和锈蚀、减轻重量、简化结构、降低成本、向电子报警和智能化系统的发展,以及实用性更强与寿命更长等。

4.目前的工作条件

在论文导师张缓缓的指导下我独立完成这个课题。目前我有几篇相关论文可以作为参考,《汽车理论》《机械设计》课也已上过。

5.进度安排

第1-2周:了解制动器的总体概述.

第3周: 英文文献阅读和翻译。

第5-6周:选用盘式制动器,并计算参数

第7-13周:盘式制动器的部件及其计算

第13-14周:撰写毕业设计论文初稿。

第15周: 完成并修改毕业论文。

第16周: 准备论文答辩。

6.参考文献:

[1]王望予. 汽车设计[M]. 第4版. 北京: 机械工业出版社. 2005

[2] 余志生. 汽车理论[M]. 第4版. 北京: 机械工业出版社. 2006

[3] L.鲁道夫.汽车制动系统的分析与设计[M]. 北京:机械工业出版社,1985

[4]陈家瑞.汽车构造[M]. 北京:人民交通出版社 ,2006

[5]《汽车工程手册》编辑委员会.汽车工程手册. 北京:人民交通出版社,2001

[6]吴文琳.汽车底盘构造手册[M].北京:化学工业出版社.

[7]齐晓杰.制动系统[M].北京:化学工业出版社,2005

[8]刘惟信.汽车制动系的结构分析与设计计算[M]. 北京:清华大学出版社,2004

[9] 刘惟信,汽车设计[M],北京:清华大学出版社,2001

[10]方泳龙.汽车制动理论与设计[M].北京:国防工业出版社,2005

[11]John Fenton.Hand Book of Vehicle Design Analysis.[M] Warrendale,PA,USA:SAE,Inc,1996

[12]沈荣华,邹定平,黎桂英,汽车盘式制动器优化设计,机械研究与应用,[J],1999,12(1):9-21

[13]葛振亮,吴永根,袁春静,汽车盘式制动器的研究进展[J],公路与汽运,2006,112(1):9-11

[14]姜平,黄文娟,基于MATLAB的盘式制动器优化设计[J],机械工程与自动化,2007,34(6):160-161

[15]雷勇 陈新龙 陈世平,盘式制动器在ZK6118客车上的应用[J],客车技术与研究,2007,1:2

[16] GB7258-2004,机动车运行安全技术条件[S]

篇3:机械工程论文开题报告

机械工程论文开题报告范例

题目名称:儿童餐椅设计

1 题目来源

来源于社会生产实际。

目前世界近70多亿人口中,14岁以下的儿童占到了三分之一;中国13亿人口中,14岁以下的儿童及婴幼儿就有3.8亿,占中国人口的近30%,中国每年出生人口约1700万,对于儿童这样一个庞大的群体,必然对适合他们使用的符合他们需求的产品产生巨大的需求。

另一方面儿童是一个差别于成人的较为特殊的群体,其无论在生理还是心理或行为等方面都有着自身显著的特点,他们的身体生长发育很快,但是并没有完全成熟,他们的智力,个性正在发展,且有着极大的可能性;他们的行为经常超越成人观念中的常规,等等这些,要求成人们必须以儿童的角度深入放入研究和理解他们的爱好、需求、以便更好地培养儿童成才。

然而在我们的生活环境中针对儿童行为需求开发的产品还很匮乏,即使已经有的儿童产品在其开发过程中对儿童心理的科学研究也比较欠缺,还不能完全迎合孩子们的发展需求,童年是一个人发展的至关重要的一个阶段,是身心成长及人格形成的基础阶段,儿童成长的好坏也同时关系到社会文明未来的趋势,如何满足儿童成长的需要,如何在生活中为他们提供一种更好地服务以便促进他们的发展,也是现代设计“以人为本“理念的重点应用,因此儿童产品的设计有着深刻的必然性和必要性。

2 研究的目的和意义

作为一名设计师除了从生理发育,娱乐趣味,产品功能等视角来思考儿童产品的设计之外,还应该回归到探索产品的使用情景与该产品使用过程中用户所表现出的行为及心理,并深入研究这些行为心理与产品的关联性,从而是设计出来的产品更加符合消费者的需求。从餐椅本身而言,这是与“就餐”这一最基本的生活行为息息相关的家具产品,是儿童每天最基本活动的组成部分,接触甚为亲密,餐椅设计的科学与否将会对儿童的健康成长产生直接或间接影响。

因此本研究的主要目的在于对儿童就餐行为的研究,从儿童本省出发得出更加科学、人性化的儿童餐椅设计原则。使儿童餐椅设计更符合使用者的行为心理,尽可能降低不合理设计对儿童发展带来的负面影响,引导孩子完成一次次预约的就餐体验。

3 阅读的主要参考文献及资料名称

[1] 杨建刚,彭艳芳.儿童类产品的人性化设计[J].科技促进发展,

[2] 卢晓欧.从“发展心理学”角度进行儿童居室配套儿童家具设计研究[D].2007.1

[3] 朱家雄.2-6岁游戏活动[M].上海:上海教育出版社.:21

[4] 罗碧娟.儿童产品的'人性化设计[J].包装工程.

[5] 朱智贤.儿童心理学[M].北京,人民教育出版社.

[6] 李彬彬.儿童心理学[M].北京:中国轻工业出版社.

[7] 宋红.儿童家具设计方法研究及应用[D].2007.3

[8]李圆圆.儿童户外游戏场地设计与儿童行为心理的耦合性研究[D]..5

[9]王艳群.健康工业设计理念之儿童产品设计研究——学龄前儿童握笔器设计研[D].2007

[10]李嘉文.幼儿园儿童玩具设施的设计研究[D].2006

[11]刘玮.郝华奇.张娟.儿童心理及儿童玩具设计[J].267-269

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[16]李霞.基于多元智能理论的儿童玩具设计的探索性研究[D].2006

[17] 张福昌.造型基础.第l版[M].北京:北京理工大学出版社,1994

[18] 赵江洪.设计心理学[M].北京:北京理工大学出版社,2004

[19] 刘志峰,刘光复.绿色设计[M].北京:机械工业出版社,1999

[20] 王玉林,苏全忠,曲远方.产品造型设计材料与工艺[M].天津:天津大学出版社,1994

4 国内外研究现状

4.1 发展心理学

发展心理学是心理学的一个重要分支,是研究个体在从受精卵到死亡的整个过程中心里发生、发展的特点和规律的学科,“它有助于人们建立科学的心理发展观,人生观和世界观,有助于消除年长者与年轻者的代际差异,有助于个人与个人,个人与集体之间的和谐共处和共同发展。

4.1.1 按心理学的儿童阶段分类

发展心理学强调心理社会性的“毕业发展观”,“这一理论认为发展是个体与环境相互作用的产物,研究人的发展必须考虑个体和社会两者的需要和目标,在人成长的不同阶段有不同的发展任务,从中取得的成就,心理社会性的积极面和消极面以及由此所产生的世界观;个体面对新挑战时的应对资源和应对方式,最终积累体现为一个人的个性化。

该理论将人的毕生发展分为11个阶段:(1)、胎儿期(从怀孕到出生)(2)、婴儿期(从出生到2岁),(3)、学步期(2到3岁),(4)学前期(4到6岁),(5)、儿童中期(6到12岁),(6)、青少年早期(12到18岁),(7),青少年晚期(18到24岁),(8),成人早期(24到34),(9),成人中期(34到60),(10),成人晚期(60到75岁),(11),高寿期(75以后)。

瑞士著名心理学家让皮亚杰针对儿童的心理和认知发展规律,创立了“连续渐进”理论,即儿童的发展需要经过四个阶段:感知运动阶段(出生~2岁),前运动阶段(约2岁~6岁),具体运算阶段(6岁~11岁)和形式运算阶段(11岁~15岁)。在连续渐进的发展阶段中,儿童通过与环境积极接触,心理和认知能力得到发展,这里的“环境”包含了人文环境、社会环境、空间环境和建筑环境等内容。

4.1.2 “儿童早期”儿童的身心特点

“发展心理学”普遍将为2~6岁的儿童定义为“早期儿童”即前运算思维阶段,是学步期与学前期儿童的总和,这阶段的儿童身体变化明显、运动技能与认知能力都得到很大提升,同时,生物和环境因素对其变化有着密切的关系并起到一定的影响,从前人的研究成果来看这一阶段的儿童对餐椅设计的探索具有代表意义,他们的主要身心特点有:

(1)、在学步期(2到3岁),儿童的发展任务是增强运动能力、语言能力、交流能力、进行幻想游戏的能力和自我控制的能力,这些任务的目的是让儿童在社会团体中逐渐地独立。

“发展心理学”认为儿童前期特别是学步期儿童形成自主性的主要机制是模仿,他们想要模仿自己看到的一切行为,以此积累自我的技能,同时,模仿也是参与社会和保持社会交往的一种方法。

(2)、大多数学前期(4到6岁)儿童的发展任务是性别认同、早期道德发展、个体的自我理论的获得和在同伴游戏中参与的新水平。

4.2 相关研究

4.2.1 儿童行为的探讨

格赛尔认为行为是个体全部的心理表现,研究了行为就等于研究了心理,所以,他展开了对行为的长期而详细的观察和描述,并据此概括出了行为发展准则,这是他对儿童共性的研究,另外,他还对儿童的独特性进行了研究,认为每个儿童以及每个年龄都是独特的。

瑞士心理学家让皮亚杰的“发生认识论”较好的解释了儿童行为心理发展问题,皮亚杰的发生认识论对于我们理解儿童产品对儿童成长的影响很有帮助,儿童的心理发展主要来自于儿童自身的活动。

华生是行为心理学的代表,19他发表《行为主义者眼光中的心理学》,主张即便最复杂的行为也是由条件反射形成的。

4.2.2 儿童家具现有研究方向及设计方法

尽管儿童餐椅的这类产品已较为常见,但其相关理论研究扔显匮乏,对儿童就餐行为的研究则主要集中在营养学及家庭教育领域,对餐椅设计的相关支持还显得非常薄弱,尽可以从儿童家具等方面获得一些参考。

在产品语义学的基础上提出一种儿童家具设计方法------基于语义空间的儿童家居设计方法,该方法采用定性和定量相结合,比较并建立了各抽象语义词汇的相对关系,建立了抽象语言和儿童家具形态关联的3*3特征语义阵列类型,使设计目标更加清晰,为儿童家具形态过程提供了有利的辅助:建立了儿童家具形态要素抽取分类体系,对影响儿童家具形态要素的因素及组合规则进行了系统分析,很好地解决了基于语义的儿童家具形态设计运作系统的易用性和高效性的问题。

设计并实现了一个“计算机辅助儿童家具形态设计系统”,该原型系统能够辅助设计人员依据语义风格的模糊隶属度来设定约束条件,从而选择合适的形态设计方案和要素,提高设计效率和设计方案质量。

荷兰人机工程学研究人员等人通过人体测量学的方法对欧洲儿童学习家具进行了一系列的探索,研究更符合儿童身体需求的桌椅尺寸。研究人员依据英国和德国的国家标准数据得到了荷兰儿童的人机数据得到了荷兰儿童的人机数据,并提出了主要步骤为:目标人群的选择,人体测量模型的建立及百分点排除统计,身高对此影响相对较弱。

Nguyen Bich Diep为探索儿童课桌椅舒适性的问题,对越南小学生进行了生理及人机的测试研究,在实验中,研究人员分别选择了城市与郊区的两所小学的240名学生,其中男女生各240名,并按照6、8、10岁三个不同的年龄段进行分类,通过研究发现,绝大多数现有座椅不符合儿童生理需求,一定程度上对儿童发育造成伤害,这种人机的不匹配程度是随着年龄段有规律的分布,但就性别而言并未出现差异。

4.3 小结

总而言之,现有儿童产品的设计研究已经到了部分行为学和心理学的理论和思想,但涉及面不广且不够深入,对儿童就餐行为和餐椅设计的研究还较为空白。

5 研究范围与步骤

5.1 研究范围与局限

5.1.1 研究拟解决的问题

本研究拟解决的问题主要包括:

① 分别从儿童和看护人两方面探索餐椅使用者的行为特点和身心体验。

② 归纳儿童就餐行为特点并总结其就餐行为模式。

③ 研究比较儿童餐椅的现状。

④ 通过对就餐行为的分析提出餐椅设计的指导方向。

5.1.2 研究的局限性

本次研究的主题是儿童但是他们身心发育并不健全,行为和情绪的控制能力相对薄弱,知识架构尚未完善,对文字的识别能力以及语言的理解和表达能力也具有很高的不稳定性和不可靠性。因此用于成人对象的一些研究方法很难使用在儿童身上。这大大局限了研究的开展,增加了研究的难度,为了得到科学有效的研究结果,必须采用其他心理学和行为学的方法。

5.2 研究涉及的方法

对儿童的心理学研究需要涉及到很多行为学的研究方法,相关的有,问卷法、观察法、个案研究、访谈法、调查法等等。对于儿童的餐椅研究,由于受到儿童本身认知的局限性,本次研究较为适用的有:问卷法、观察法、访谈法和调查法。

5.3 研究框架和流程

在综合各类研究方式,比较其适用程度和可行性后,得出本次研究的主要技术路线和流程如下图所示

6 完成毕业设计(论文)所必须的具备的工作条件(如工具书、计算机辅助设计、某类市场调研、实验设备、和实验环境条件等)及解决的方法

(1). 调研餐椅设计的设计案例

(2). 掌握常用绘图、造型及渲染软件,温习人机工程学,设计心理学。

(3). 需要一定数量的与本专题研究相关的资料,需要现代化的文献检索系统并有网络文献检索的能力。

(4). 需要配置较高的台式电脑,还要有计算机辅助设计的能力。通过计算机画图,可以实现设想与构造的连接,以便于满足个方面性能的要求。可以利用Photoshop、CD软件进行平面设计,又可利用3D MAX等软件进行空间造型的设计。

(5). 阅览室:相关专业权威文献资料的查阅。图书馆:相关参考书目借阅。

(6). 能对该产品开展市场调查分析能力,有较好的手绘基础。

(7). 能够用平面软件和三维造型软件设计效果图。

(8). 有模型制作能力。

(9). 有较强的创新能力和动手能力。

(10). 及时和导师进行沟通,阶段性汇报工作,发现问题,及时解决问题。

总之,充分已用各方面现有条件,以便于更好的满足于设计要求。

7 工作的主要阶段、进度与时间安排

1 20xx.1.10-20xx.1.20 上/18-19周 指导老师下达设计任务书,学生搜集开题报告中外文翻译等相关资料。

2 20xx.1.26-20xx.1.30 上/20周 文献检索,课题调研

3 20xx.2.1-20xx.2.14 寒假 撰写开题报告、外文翻译

4 20xx.2.28-20xx.3.9 寒假 儿童餐椅设计构思

5 20xx.3.9-20xx.3.26 第1-3周 深入了解儿童餐椅结构、组成、功能

6 20xx.3.27-20xx.4.09 第3-5周 准备开题答辩

7 20xx.4.10-20xx.5.16 第5-10周 调研分析方案可行性,优化设计方案

8 20xx.5.17-20xx.5.30 第10-12周 设计方案确定

9 20xx.5.31-20xx.6.3 第13周 计算机辅助设计

10 20xx.6.3-20xx.6.13 第13-14周 设计报告书的书写及模型制作

11 20xx.6.14-20xx.6.20 第15周 毕业设计展览,毕业答辩

篇4:机械工程毕业论文开题报告

机械工程毕业论文开题报告

题目:基于压电陶瓷的机器人抑振系统设计

一、本课题的研究意义、研究现状和发展趋势

1、课题的来源和意义

机器人抑震系统的产生是为了解决因机器人在运动时产生有害震动的问题,为了满足设计师把机械臂设计得更加灵巧,减小机械臂的重量的要求,导致机械臂的刚度减小,挠性增大,机械臂在高速运动时候产生有害而强烈的震动。压电分流阻尼技术可以很好解决这个问题。

基于压电陶瓷的机器人抑震系统设计的核心部分就是压电分流阻尼技术,这个技术的主要元器件包括压电陶瓷、电阻、电感,电阻和电感我们都很熟悉,这里我们着重了解一下压电陶瓷这一电子元器件。

1880年皮埃尔居里和雅克居里兄弟发现电气石具有压电效应。1946年美国麻省理工学院绝缘研究室发现,某些材料在机械应力作用下,引起内部正负电荷中心相对位移而发生极化,导致材料两端表面出现符号相反的束缚电荷的现象,称为压电效应。具有这种性能的陶瓷称为压电陶瓷。

设计一种成熟的机器人抑震系统对机器人高效、准确的实现功能具有很大帮助。不能很好地控制机器人的震动,将会给机器人带来很多危害,甚至无法实现功能。比如,空间站第一阶段的装配约需遥控机器人工作 47 小时,其中等待消除残余振动的时间约占总时间的 20%-30%,高速激光切割机器人在运行过程中末段操作器最大加速度可达 3-5g,而轨迹精度却要求在±0.2mm范围内,航天器的柔性附件在展开过程中诱发的振动可使航天器的姿态失稳,一些系统的展开过程竟达 6-8 小时,需要如此长时间的原因是避免造成大的振动,因此,机器人抑震系统的研究对如何在提高速度,减小机械臂重量的同时保证精度、效率和可靠性十分必要。

2、课题的研究现状

随着科技日新月异的发展,机器人在生活、生产以及航空航天领域的广泛使用,使得对机器人抑震系统的研究显得十分必要和有意义,机器人抑震系统的核心技术就是压电分流阻尼技术20世纪90年代以来,压电分流阻尼(shuntpiezoelectric damping)技术在结构振动与噪声控制中的应用越来越引起专业研究者们关注。Hagood等首先提出了压电分流阻尼的概念。该方法的基本原理是通过压电式作动器把振动结构的机械能转换为电能,然后通过分流电路中的电阻把电能消耗掉。

基于压电陶瓷的机器人抑震系统设计之所以被广泛应用于机器人抑震系统中,是因为它有众多其它机器人抑震系统无法比拟的优势,其优点主要集中于以下几点:

1、原理简单明了,易于理解

基于压电陶瓷的机器人抑震系统的核心技术是压电分流阻尼原理,就是利用震动引起压电陶瓷的.变形,从而产生电动势,在分流阻尼电路中形成电流而发热,实现了将机械能以热能的形式消耗掉,达到抑震的作用。

2、结构紧凑,占用空间小、无复杂电路

基于压电陶瓷的机器人抑震系统有压电陶瓷和分流阻尼电路两部分组成,压电陶瓷体积非常小,分流阻尼回路主要由导线、电阻和电感三部分组成,电感和电阻主要有串联和并联两种,所以说,整个压电陶瓷分流阻尼系统结构非常紧凑,占用空间也十分小,电路也很简单。

3、自动化程度高

基于压电陶瓷的机器人抑震系统只要设计无误,正确安装在需要抑震的机器上,即可实现抑制震动的功能,在实现抑震的过程中无需人工操作。

4、节能,不需要外接电源

基于压电陶瓷的机器人抑震系统不需要外接电路驱动整个系统,十分节能,其只是将机器震动的机械能转化成热能,以达到抑制震动的目的。

5、工作稳定,反应快

基于压电陶瓷的机器人抑震系统无复杂的电路,而且不需要复杂的软件处理传感器采集的信号,抑制震动是将机械能通过电能转化成热能从而达到抑制震动的目的,这个速度十分迅速。

3、发展趋势

柔性机械臂在震动的过程中不可避免产生弹性震动,对机器人柔性臂的振动抑制成为重要的研究课题,基于压电陶瓷的机器人抑震的方法也在不断地发展和优化,有关发展趋势主要有以下几种:

1、对压电陶瓷布置位置进行优化设计,让压电陶瓷位于柔性臂的不同位置,进行抑制震动实验,分析压电陶瓷在不同位置时候的抑震时间和效果,选取最合理的位置。

2、采用先进的控制器,工程领域广泛使用的PID控制器就是对误差信号进行比例、积分、微分等运算,并将其运算结果作用于受控对象,将压电分流回路与PID控制器相结合,组成抑震效果更好的抑震系统。

3、为了更好地抑制低频震动,采用主动控制方法,主动控制是将作动器和传感器黏结或嵌入柔性机械臂中,并与控制器相连组成智能结构机械臂,在一定的控制规律下,有作动器产生的作用力来抵消机械臂的震动能量。

4、震动控制更加智能,随着科学技术,一种所谓的智能梁被提出,它指内嵌或外贴有分布传感器和分布作动器的柔性机械臂,通过这些材料产生的做动应变来实施震动控制。

二、研究方案及工作计划

在机器人逐渐普及的今天,国内外对机器人的研究投入也在迅速增加,对机器人的要求也越来越高,新一代机器人具有高速、重载、高精度、高的灵活性以及结构简单轻便的特点,尤其在机械臂重量方面,为了减轻机械臂的质量和体积,如今在很多场合的机械臂都使用柔性机械臂,相对于刚性机械臂,柔性机械臂的刚度大大减小,这就给机器人在运动过程中带来了振动,为了解决机器人在工作中的的振动问题,国内外都有比较深入地研究,但是,机器人抑振系统的研究绝不是一朝一夕的事情,直到机器人发展到如今地步,关于机器人由于高速运动而带来的振动问题依然值得研究人员去深入研究。

本课题将采用压电分流阻尼技术,把振动的机械能转化成电能,然后通过压电分流阻尼回路以热能的形式消耗掉,已达到抑振的效果,为了更好地达到抑振的效果,我们将把机械臂的结构简化成悬臂梁的模型,采用ANSYS有限元分析软件,对模型的固有频率进行测试,根据测试结果,对分流阻尼回路的电路进行优化设计,使分流阻尼回路能够在不同模态下对机械臂都能有很好的抑制振动的效果。为了更好的设计分流阻尼回路,本文设计了测试系统,该系统测试了基于压电陶瓷的机器人抑振系统在不同频率和激励强度下抑振系统的输出参数。课题难点是对柔性机械臂建模并用ANSYS软件对其进行模态分析,分流阻尼回路的优化设计也是一个难点。对于这两个难点首先ANSYS分析将采用简化模型的方式解决;分流阻尼回路的优化设计将采用加一个负阻抗变换器的方法,使其达到频率自适应的功能。

三、工作计划

第一 二周 完成开题报告

第三周 查找资料。选择方案

第四周 完成方案的选择

第五周 完成前言部分

第六周 进行框架设计,大体计算结果

第七周 选择参考文献,共十五篇,其中英文五篇,并选择一篇翻译

第八周 完成说明书的前半部分(草稿)

第九周 完成说明书的正文部分,并准备中期检查报告

第十周 准备计算及软件分析

第十一周 完成计算

第十二周 熟悉软件

第十三周 完成软件

第十四周 对设计进行完善

第十五周 完成说明书

第十六周 完成后期检查,并进行修缮

第十七周 修改设计中的不足之处,准备答辩

第十八周 进行答辩

三、阅读的主要参考文献

[1] Vladímir Villaverde Huertasa*, Boris Roha-Ilkiv. Vibration Suppression of a Flexible Structure. Procedia Engineering. Slovak University of Technology in Bratisava. 48 ( ) 233 – 241

[2] Zhang Jianying*, Liu Tun, Zhao Zhiping. Study on Component Synthesis Active Vibration Suppression Method Using Zero-placement Technique. Chinese Journal of Aeronautics . Received 14 August ; accepted 12 December 2007

[3] Yuvaraja Ma, Senthilkumar Mb. Comparative study on Vibration Characteristics of a Flexible GFRP Composite beam using SMA and PZT Actuators. Procedia Engineering 64 ( ) 571 – 581

[4] M. Schwankla*, M. Rübnera, R.F. Singera, C. Krnera. Integration of PZT-ceramic modules using hybrid structures in high pressure die casting. aChair of Metals Science and Technology, University of .Erlangen-Nuremberg, Martensstr. 5, 91058 Erlangen, Germany. Procedia Materials Science 2 ( 2013 ) 166 – 172

[5] Qiu Lei, Yuan Shenfang*, Wang Qiang, Sun Yajie, Yang Weiwei. Design and Experiment of PZT Network-based Structural Health Monitoring Scanning System. Received 7 October 2008; accepted 23 April 2009

[6] Timothy N. Chang, Member, Roger Kwadzogah, and Reggie J. Caudill Vibration Control of Linear Robots Using a Piezoelectric Actuator. IEEE/ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS, VOL. 8, NO. 4, DECEMBER 2003

[7] Kah How Koha, Chengkuo Leea*, Takeshi Kobayashib. A 3-D MEMS VOA using translational attenuation mechanism based on piezoelectric PZT thin film actuators. Procedia Engineering 5 613–616

[8] 董春兵. 基于压电驱动器的柔性臂扭振控制研究`[J].浙江大学工学硕士学位论文.2005.1

[9] 孙立宁,王洪福,曲东升.柔性臂动力学建模及比较研究[J].压电与声光

[10] 褚 明, 空间柔性机械臂的动力学特性与主动控制研究「D].北京邮电大学博士论文

[11] 詹训慧.分布式压电智能结构的建模与振动控制[D]中国科技大学博士论文,2007.

[12] 单业涛. 基于模糊控制的 2R 柔性臂压电陶瓷抑振跟踪实验研究[D].北京工业大学工学硕士学位论文

[13] 王洪福. 基于双重驱动的两连杆机器人柔性手臂控制方法研究[D].哈尔滨工业大学博士论文.

[14] 曹青松. 周继惠. 黎 林. 叶 兰. 基于模糊自整定PID算法的压电柔性机械臂振动控制研究[J] 华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室,南昌

[17] 周四新,和青芳. 《Pro/E Wildfire 3.0》[M].电子工业出版社

[18] 韩建海. 《工业机器人》[M].华中科技大学出版社.2006.1

篇5:机械工程及自动化专业实习报告

一、实习目的:

机械制造与自动化专业是一门实践性很强的专业,结业实习是专科教学过程中很是重要要的一个教育环节,是学生在校进修时署理论联系现实、增添实践常识、培育自身各方面能力的主要手段。

通过实习,了解包装印刷企业出产流程、包装印刷工艺流程、包装印刷企业打点和包装印刷机械等相关常识:涉猎相关学科常识,使机械制造与自动化专业的学生初步具有科学研究与解决工程现实问题的能力和较强的实践脱手能力,成为高级应用型人才。

结业实习是专科专业进修中必不可少的主要部门,经过一段时间的出产实习后,使自己具备足够的手艺,应付未来市场的挑战并连结强劲的竞争力,并为下一步的结业设计打下坚实的基础。 实习要求:

1、明晰实习使命、进修实习纲要,提高对实习的认知,做好思维筹备;

2、当真完成实习内容,按规定记实习笔记,撰写实习陈述,收集相关资料;

3、虚心向工人和手艺人员请教,尊敬他人。实时清算实习笔记、陈述等。不断提高剖析问题、解决问题的能力;

4、自觉遵守宿舍、实习单位的有关规章轨制,遵从指导教师的率领,培育精神文明的风气。

二、报告内容:

机械设计制造及其自动化就业方向

1:通过下厂生产实习,深入生产第一线进行观察和学习,获取必须的感性知识和使学生叫全面地了解机械制造厂的生产组织及生产过程,了解和掌握本专业基础的生产实际知识,巩固和加深已学过的理论知识,并为后续工作打下良好的基础。

2:在实习期间,通过对典型零件机械加工工艺的分析,以及零件加工过程中所用的机床,夹具量具等工艺装备,把理论知识和实践相结合起来,增加分析和解决问题的工作能力。

3:通过实习,广泛接触工人和听工人技术人员的专题报告,学习他们的好增产经验,技术革新和科研成果和他们在四化建设中的贡献精神。

4:通过参观有关工厂,掌握一台机器从毛坯到产品的整个生产过程,组织管理,设备选择和车间布置等方面的知识,扩大知识面。 5:通过记实习日记,写实习报告,锻炼与培养我们的观察,分析问题以及搜集和整理技术资料等方面的能力。

三、实习内容和感受:

转眼间,一个多月的实习就结束了。经由这一个月的实习,让我真正体味到了工作和学校的区别:在网络教学中,我们是很自由的,而且有良多是自由时间。我们可以自由的放置自己的时刻,可是工作了就不一样了,我们必需按照公司的规定做事,而且每年也只有很短假期了。所以说从学校到社会是一个思想的改变,身边接触的人也完全换了角色,教员变成老板,同窗变成同事,相处之道完全不一样。在这巨大的改变中,我们可能彷徨,,无法马上顺应新的环境。我们也许看不惯企业之间残酷的竞争,无法忍受同事严苛的眼神和言语。良多时间感受自己没有受到领导重用,所干的只是一些无关紧要的杂活,自己的提议或工作不能获得老板的肯定。做不出成就时,会有来自各方面的压力,老板的眼色同事的嘲讽。而在学校,有同窗教员的关心,每日只是上上课,很轻松。常言道:工作一两年胜过十多年的念书。实习时间虽然不长,可是我从中学到了良多常识,关于做人,做事,做学问。“在奥鹏学校里学的不是常识,而是一种叫做自学的能力”。加入工作后才能深刻体味这句话的寄义。

我们是20XX年6月19日来到合肥天彩厂的,接待我们的是天里的杨总,初度碰头,就感受杨老是位很温和、很亲切的领导。而在接下来的日子里的接触也证实了这点。我们被放置在动力部实习,动力部主若是负责机械维护及其机械维修方面的工作。我们也主要是进修这些方面的常识和相关的工作经验。刚来的时候,我们没有什么经验,只能跟着师傅进修,在对公司机械修理及维护过程中,自己当真不雅察看各类机械,最直接的就是工艺。对我们即将结业的人来说,这方面仍是很好办的。后面,因为对机械有了体会,我能对产物加工中特定的工艺动作怎么实现的进行思考。这样能加速进修理解和常识的堆积。因为我们要常进车间去,所以多车间的出产状况也都有一个大概的了解。天彩首要由印刷车间、复合车间、制品车间、年夜袋车间和吹膜车间,这其中给我印象最深刻的是制品车间,主若是因为这个车间的设备最容易出现故障,可能是因为它里面的设备斗劲陈旧吧。当然其他车间有些工具也是要时常要改换的,好比像印刷车间的油墨泵,它是用来开机时抽送油墨的,当停机一段时刻不工作,它就可能堵塞,堵塞了就得拿到维修房进行疏浚。有时候一天都需要改换几个油墨泵,那样我们的工作就很辛劳。此刻来说说为什么制品车间让我印象最深刻吧。制品车间主若是进行制袋过程的一个车间,在这个过程中要用到切刀、打孔器等等。正因为如此,所以切刀和打孔器经常呈现问题,这时就需要我们去换刀以及调刀,换刀可能换切刀或圆刀,相对来说,换圆刀更为轻易,因为他的调刀过程很简单,而调切刀的要求就很高,既要求很好的切断物品袋,又要求在切过的袋边很平整,没有毛边。这个月里,我跟着师傅去了几回车间调刀,没次用时都在1个小时以上,其中有两次分袂用了两个半小时和接近四个小时,所以感受这个调刀过程是很坚苦的。它需要我们有耐心,不能因为久久不能调好它而抛却,这是不负责任的漠视,而且调好它也是我们动力部应做的工作,所以我们要坚持,要慢慢堆集经验,才能更好、更快的完成它。

这是第一次正式与社会接轨,踏上工作岗位。天天在划定的时刻上下班,上班时间要当真准时地完成自己的工作使命,不能轻率了事。凡事得谨慎小心,否则随时可能要为一个小小的错误承担严重的后果,支出巨大代价,再也不是一句对不起和一纸道歉书所能解决。 工作中我发现做任何事不能单蛮干,应合理应用各类常识来解决问题,同时也要注重团队合作。任何一个厂都有一套严格慎密的出产系统,在系统中每个环节都是紧紧相扣,每个环节的工作人员都应该严格遵守规章轨制。青春不是用来挥霍的,而是我们拼搏的本钱。我不想今生都庸庸无为,我想有个幸福的家庭和人生。所以我会一心朝着我目标走去。连结一颗乐观、积极进取的心,相信“天生我材必有用”。

我是学机械的,在书本上学过良多理论常识,似乎通俗易懂,但从未付诸实践过,也许等到真正需要用时,才会体味到难度有多大;我们在教员那儿那里或书本上看到过良多出色的工具,似乎垂手可得,也许亲临其境或亲自上阵才能意识到自己能力的欠缺和常识的匮乏。在实习时代,我拓宽了视野,增添了见识,体验到社会竞争的残酷,而更多的是但愿自己在工作中堆集各方面的经验,为未来自己走创业之路做筹备。作为我在踏出社会之前的为数不多的几回实践中,此次的实践简直给以了我良多。此后,我将继续连结当真负责的工作立场,进一步完美和充实自己,争夺在往后的进修中更好的完美自己,在往后的实践中更好的运用自己的常识,做一个合格的学生,未来做一名对社会有用的人。

篇6:自动化毕业论文开题报告

课题名称基于FPGA的数字电压计的设计

1 课题设计的目的和意义

传统的数字电压计设计通常以大规模ASIC(专用集成电路)为核心器件,并辅以少量中规模集成电路及显示器件构成。ASIC完成从模拟量的输入到数字量的输出,是数字电压表的心脏。这种电压计的.设计简单、精确度高,但是这种设计方法由于采用了ASIC器件使得它欠缺灵活性,其系统功能固定,难以更新扩展。后来发展起来的用微处理器(单片机)控制通用A/D转换器件的数字电压计的设计的灵活性明显提高,系统功能的扩展变得简单,但是由于微处理器的引脚数量有限,其控制转换速度和灵活性还是不能满足日益发展的电子工业的需求。而应用EDA(电子设计自动化)技术及FPGA(现场可编程门阵列),其集成度高、速度快、性能十分可靠、用户可自由编程且编程语言通俗易懂、系统功能扩展非常方便。采用FPGA芯片控制通用A/D转换器可使速度、灵活性大大优于由微处理器和通用A/D转换器构成的数字电压计。

数字电压计的高速发展,使它已成为实现测量自动化、提高工作效率不可缺少的仪表,数字化是当前计量仪器发展的主要方向之一,数字电压计已经进入了精密标准测量领域。这个课题的目的和意义在于使自己掌握对数字电压表的理解,自己动手设计数字电压计并进行系统仿真。

现代电子设计技术的核心为EDA技术。EDA技术就是依靠功能强大的计算机,在EDA工具软件平台上,对以硬件描述语言VHDL为系统逻辑描述手段完成的设计文件,自动的完成逻辑编译,逻辑化简,逻辑分割,逻辑综合,结构综合,以及逻辑优化和仿真测试,直至显示既定的电子线路系统功能。

2 课题设计的主要内容

2.1 数字电压计

采用EDA(电子设计自动化)技术和FPGA(现场可编程门阵列)芯片设计数字电压计。整个设计采用VHDL语言,由ADC0809转换控制模块、数据转换模块、译码模块和显示模块组成。并在MAX+PLUS Ⅱ下进行软件编程实现正确的工作时序后,将编译结果下载到FPGA芯片上生成SoC(片上系统)。

2.2 FPGA

现场可编程门阵列FPGA是一种新型的高密度PLD,采用CMOS-SRAM工艺制作。FPGA的结构一般分为三部分:可编程逻辑块,可编程I/O模块和可编程内部连线。配置数据可以存储在计算机上,设计人员可以控制加载过程,在现场修改器件的逻辑功能,即所谓现场可编程。

2.3 ADC0809转换器

ADC0809是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关,它可以根据地址码锁存译码后的信号,只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。

2.4 VHDL语言程序

VHDL主要用于描述数字系统的结构,行为,功能和接口。VHDL的程序结构特点是将一项工程设计,或称设计实体(可以是一个元件,一个电路模块或一个系统)分成外部(或称可视部分)和内部(或称不可视部分),即涉及实体的内部功能和算法完成部分。

状态机是一类很重要的时序电路,是许多数字电路的核心部件。除了输入信号、输出信号外,状态机还包括一组寄存器,它用于记忆状态机的内部状态。状态机寄存器的下一个状态及输出,不仅同输入信号有关,而且还于寄存器当前状态有关。

3 设计方案

3.1 硬件设计部分

3.1.1 硬件电路设计

硬件电路包括模数转换电路,控制电路和显示电路。

3.1.2 FPGA功能模块设计

(1)A/D转换的控制模块设计

采用Altera公司EP1K30TC144-3 FPGA芯片作为系统的核心器件,负责ADC0809的A/D转换的启动、地址锁存、输入通道选择、数据读取。主要采用VHDL的多进程状态机完成。

(2)数据转换模块设计

本设计采用5 V参考电压,测量范围为0~5 V,由于转换器为8位,则电压的最小分辨率为0.02V,通过编写查表程序,对电压进行BCD编码,将8位二进制数转换为BCD码。

(3) 显示模块设计

本模块的任务是把数据处理模块处理得到的BCD码转换成能被显示器识别的字型编码。8位二进制数转换成BCD码后为12位,因此需3个七段显示器显示结果。为了节省资源,采用扫描方式控制显示器的显示,扫描时钟由CLK提供,其频率应大于100 Hz,否则会有闪烁现象。

3.2 软件测试部分

选EP1K30TC144-3为目标器件并进行引脚锁定后,将程序下载到目标配置器件。先对ADC0809进行初始化,改变其模拟通道输入电压。采样电路对电压进行采样后,FPGA控制ADC0809对信号进行模数转化,然后将二进制数转换为BCD码,最后通过译码程序将结果显示在七段显示器上。在实验过程中,需要反复的调试每个模块的功能,使的整个系统完成正确的测量和显示电压功能。

4 实施计划

(1)1-4周 查阅资料,撰写开题报告,翻译外文资料。

(2)4周 开题报告答辩。

(3)5-10周 进行毕业设计的理论研究、方案设计、软硬件设计、工艺设计、实验测试等。

(4)11周 中期检查

(5)11-13周 撰写毕业设计论文并完成初槁

(6)14-15周 指导教师检查、批改论文;学生修改论文,定稿。

(7)15周 毕业设计答辩资格审查。

(8)16周 毕业设计答辩。

5 主要参考文献

[1] 谢淑如.Protel PCB 99 SE电路板设计.北京:清华大学出版社,.

[2] 褚振勇.FPGA设计及应用.西安:西安电子科技大学出版社,.

[3] 陈耀和.VHDL语言设计技术.北京:电子工业出版社,.

[4] 康华光.电子技术基础(模拟部分).北京:高等教育出版社,2001.

[5] G.. Desquilbet, C. Foucher, and P. Fauquembergue, Statistical Analysis of Voltage Dips, Amsterdam, The Netherlands, PQA-94.

篇7:电气工程及其自动化开题报告

电气工程及其自动化开题报告

设计(论文)题目:电力系统规划及发电厂电气部分设计

1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写字左右的文献综述:

文 献 综 述

一 电力系统规划

1. 电力系统概述

电力系统由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置(主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等)转化成电能,再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心,通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量,为地区经济和人民生活服务。[1] 电源点与负荷中心多数处于不同地区,也无法大量储存,故其生产、输送、分配和消费都在同一时间内完成,并在同一地域内有机地组成一个整体,电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此,电能的集中开发与分散使用,以及电能的连续供应与负荷的随机变化,就制约了电力系统的结构和运行。据此,电力系统要实现其功能,就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统,以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度,确保用户安全、经济、优质的电能。[2]

2. 电力系统规划设计的重要性

电能是当今社会应用最广泛的二次能源。国民经济的建设与发展,人民物质文化生活的保障与提高,都离不开电能。电能供应的中断或减少将影响国民经济的各个部门。“科技要发展,电力要先行”,因此,做好电力工程建设的前期工作,落实发、送、变电本体工程的建设条件,协调其建设进度,优化其设计方案,最大限度地节约国家基建投资,意义尤为重大。而电力系统规划设计正是电力工程前期工作的重要组成部分,它是关于单项本体工程设计的总体规划,是具体建设项目的方针和原则,是一项具有战略意义的工作。[3]

3. 电力系统规划设计的任务

其任务是根据规划地区的国民经济和长期社会发展目标、经济布局和能源资源开发与分布情况,宏观分析电力市场需求,进行煤、水、电、运和环境等综合分析,提出电力可持续发展的基本原则和方向,电源的总体规模。设计电网布局、结构和建设项目。对建设资金、电价水平、设备、燃料及运输等进行测算和分析。[4]在该规划设计中要选择电力系统电源容量、地理接线图、电气主接线图、选择各种电气设备等。

4. 基本设计内容

(1).电力电量平衡

电力电量平衡是电力电量与需求之间的平衡。主要分析研究以下几个问题:

①.确定电力系统需要的发电设备容量。

②.确定电力系统需要的备用容量。

③.确定电力系统需要的调峰容量,使之能满足设计年不同季节的系统调峰需要。

其中备用容量的考虑:

①负荷及国民经济备用:一般取最大负荷的2%~5%,低值适用于大系统,高值适用于小系统。

②事故备用:取最大负荷的10%与最大一台单机容量的最大值。

③检修备用:火电厂夏季检修,一年一次,每台机组检修时间为一个月,水电厂冬季检修,两年一次。[5]

(2).电气主接线的选择

电气主接线是由电气一次设备按电力生产的顺序和功能要求连接而成的接受和分配电能的线路,是发电厂、变电所电气部分的主体,也是电网的重要组成部分。

电气主接线设计的基本要求是可靠性、灵活性、经济性。

电气主接线的基本接线形式一般包括单母线接线、单母线分段接线、单母分段带旁路母线接线、双母线接线、双母分段接线、双母线带旁路母线接线、一台半断路器接线、变压器—母线组接线、桥型接线、多角型接线、单元接线。针对不同情况采用不同接线。

(3).发电厂及变电所主变压器的选择

发电厂变压器台数选择:当有发电机电压直配线时,按在机压母线上的主变一般不少于两台选择;大容量的发电机一般采用单元接线。

变电所变压器台数的选择:变电所一般装设两台主变压器。

发电厂主变压器容量的选择:采用单元接线的主变容量应与发电机容量配套,按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后,留10%的欲度选择。对于扩大单元接线的变压器容量应按单元接线选择原则计算出的两台机容量之和选择;接于发电机电压母线上的主变容量选择应取以下三种结果的最大值:[发电机出力最大,而发电机电压母线上的负荷最小时,扣除厂用负荷后,主变将剩余的功率送入系统;发电机电压母线上的最大一台机停机或因故限制出力,主变应能从系统倒送功率来满足负荷和厂用电;若发电机电压母线上接有两台或两台以上主变时,其中最大一台主变退出运行,应保证70%以上功率送出。] [6]

变电所主变压器容量的选择:所选择的几台主变的容量和应该大于等于变电所的最大综合计算负荷;装有两台及以上主变的变电所中当其中一台主变停运时,其余主变的容量一般应满足60%(220kv及以上电压等级的变电所应满足70%)的全部最大综合计算负荷,以及满足全部I类负荷和大部分II类负荷。[6]

(4).进行短路计算

主要的计算步骤:1)绘制相应电力系统发电厂,变电所的接线图2)确定短路电流有关的运行方式3)计算各元件的正,负及零序阻抗(电抗)4)绘制相应的短路电流计算阻抗图5) 根据需要取不同的短路点进行短路电流计算6) 列出短路电流、母线电压计算结果表。[7]

(5).变电所高压断路器的选择

电气设备选择原则为:先按正常工作条件选择出设备,然后按短路条件校验其动稳定和热稳定。其中选择断路器应考虑七个方面——种类和型式、额定电压、额定电流、额定开断电流、额定关合电流、热稳定校验、动稳定校验。

(6).进行潮流计算

潮流计算主要计算最大负荷运行方式,最小负荷运行方式,及故障运行方式。包括计算各母线电压高低和计算网络中各元件通过的功率和产生的功率损耗。

(7).无功功率的平衡和电压调整

电力系统中的无功功率电源有发电机、电容器和调相机、静止调相机和静止补偿器、并联电抗器等。电力系统正常运行除保证有功功率平衡外,也必须保证无功功率的平衡。系统中无功功率的平衡就是要使无功电源所提供的无功功率与负荷消费的无功功率和无功功率损耗之和平衡。

电力系统调压方式有:顺调压、逆调压、常调压。调压手段有:借改变发电机端电压调压、借改变变压器变比调压、借补偿设备调压和组合调压等。[ 5 ]

(8).方案的技术经济指标比较

在进行电气主接线设计时,一般根据任务书的要求,综合分析有关基础资料,拟定若干种技术经济上比较合理的主接线初步方案,然后对个方案进行初步技术经济比较,淘汰不合理方案,再对较好方案详细比较,最后确定方案。[6] 技术比较主要是对各方案的可靠性、灵活性进行定性的对比分析。经济比较有静态比较法和动态比较法两种。

(9).电力系统的发展

能源方面:优化电源结构,加强电网建设。水电、核电、风电、太阳能发电等可再生能源及新能源必将成为优先发展的对象,煤电则立足于优化结构,节约能源,重视环保,提高技术经济水平。

电网方面:电网的覆盖范围不断扩大,电网的运行管理要求愈来愈严,电网的自动化水平愈来愈高,以计算机及通信技术为核心的数据网络将成为电网发展的必然趋势。

二 发电厂厂用电规划设计

1. 厂用电规划设计的需求

发电厂厂用电系统设计和设备选择,直接关系到电厂的安全运行和设备的可靠,对它的要求主要有:1)保证厂用电源的可靠性,各机组的厂用系统应该相对独立,防止一台机组厂用电母线故障,影响其他机组的正常运行;2)根据用电设备的要求,对厂用工作、启动/备用电源,保安电源和交流不停电电源等容量必须可靠和充裕,限制事故波及范围,迅速进行事故处理;3)考虑全厂的扩建和发展规划,厂用主要设备布置合理,便于维护管理;4)调度灵活,检修调试方便;5)设备选用合理、技术先进。[8]

其设计内容包括确定厂用电的电压等级、厂用工作、备用电源及其引接式、厂用电接线

方式和厂用变压器及电气设备的选择。

2. 厂用电电压等级的确定

厂用电的电压等级是根据发电机的额定电压、厂用电动机的额定电压和厂用电网络的可靠、经济运行等因素,经过技术经济综合比较后确定的。低压厂用电压常采用380/220V,高压厂用电压有3、6和10kV等。[9]

3. 厂用电接线的选择

发电厂厂用电系统接地通常采用单母线分段接线形式,将高压厂用母线接在同一段母线上。火电厂高压厂用母线一般采用“按炉分段”的接线原则,对于400t/h及以上的大型锅炉,每台锅炉设两段高压厂用母线。

4. 厂用变压器的选择

厂用变压器选择时应先计算其厂用负荷,来选用厂用高压工作变压器和启动备用变变压器。其选择内容包括变压器的台数、型式、额定电压、额定容量和短路阻抗。

三 电力系统继电保护

1. 概述

电力系统运行过程的不确定性,使发生故障和出现不正常运行状态在所难免,因此需要继电保护来实现对一次系统的'运行状态进行监视、测量、控制、保护。其。继电保护一词泛指继电保护技术和由各种继电保护装置组成的继电保护系统。电力系统继电保护的基本任务是:1. 自动、快速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除,使故障元件免于继续遭受损坏,保证其他无故障元件部分迅速恢复正常运行。2. 反应电力设备的不正常运行状态,并依据运行维护条件,而动作于发出信号或跳闸。[ 10 ]

2.继电保护的配置

线路保护的配置:阶段式电流保护、距离保护、零序电流保护、纵联保护,自动重合闸(ARD)。

发电机保护的配置:纵差保护、横差保护、定子单相接地保护、发电机外部非相间短路保护、定子过负荷保护、定子绕组过电压保护、励磁回路一点接地和两点接地保护、失磁保护。

变压器保护的配置:瓦斯保护、纵差保护、相间短路的后备保护、接地短路的后备保护、过负荷保护、过励磁保护。

发电机—变压器组保护的配置:大差动继电保护。

四 防雷保护规划设计

运行中的电气设备,可能受到来自外部的雷电过电压的作用,必须采用有效地过电压防护器具,实现防雷保护。避雷针或避雷线是防止直接雷过电压的有效措施。发电厂、变电所的主要保护措施是装设阀型避雷器以限制入侵雷电波的幅值,使设备上的过电压不超过其冲击耐压值;在发电厂、变电所的进线段上设置进线保护段,以限制流经避雷器的雷电流和限制入侵雷电波的陡度。此外,对直配电机还在电机母线上装设电容器,限制入侵雷电波的陡度以保护电机匝间和中性点绝缘。[12 ]

避雷器限制设备所承受的雷电过电压和操作过电压。避雷器的类型主要有保护间隙、管型避雷器、普通阀型避雷器、磁吹阀型避雷器和金属氧化锌避雷器。避雷器的安装位置和组数,应根据电气设备的雷电冲击绝缘水平和避雷器特性以及侵入波陡度,并结合配电装置的接线方式来确定。

参考文献

[1] 袁小华.电力工程.北京:中国电力出版社,.

[2] 杨淑英.电力系统概论. 北京:中国电力出版社, 2003..

[3] 程浩忠.电力系统规划.北京:中国电力出版社,.

[4] 费翊群.电力系统规划.北京:电力工业部干部学校,1981.

[5] 陈珩.电力系统稳态分析(第三版).北京::中国电力出版社,2007.

[6] 许珉.发电厂电气主系统.北京:机械工业出版社,.

[7] 傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算.北京:中国电力出版社,2004.

[8] 陈章潮.地区电网规划与监控.北京:水利水电出版社,1990.

[9] 陈跃.电气工程专业毕业设计指南(电力系统分册).北京:中国水利水电出版社,2003.

[10] 张保会,尹项根.电力系统继电保护. 北京:中国电力出版社 ,.

[11] 王维俭.发电机变压器继电保护应用.北京:中国电力出版社, 2004.

[12] 周泽存.高电压技术(第三版).北京:中国电力出版社,2007.

[13] 曹绳敏.电力系统课程设计及毕业设计参考资料.北京::水利水电出版社,1995

2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):

本次设计的题目是电力系统规划及发电厂电气部分设计。本次毕业设计的是通过学习电力系统规划设计的方法,然后再根据具体方向,拟定设计思路即:

(1).电力电量平衡

(2).电气主接线的选择

(3).发电厂及变电所主变压器的选择

(4).进行短路计算

(5).变电所高压断路器的选择

(6).进行潮流计算

(7).无功功率的平衡和电压调整

(8).方案的技术经济指标比较

查阅文献,搜集资料,调查研究,综合分析,设计制图和编写说明等多方面的训练,巩固和提高以往学习的理论和知识,从而获得综合应用各种知识解决实际问题的锻炼,提高理论联系实际的能力。

具体设计步骤如下:

基本设计内容:

1、根据给定的负荷资料确定备用容量及需要的装机容量。

2、选择电力系统的导线截面,回路数,电压等级及系统接线图。

3、方案的技术经济指标比较。

4、选择各发电厂及变电所的主接线。

5、选择各发电厂及变电所的主变压器。

6、进行各点的短路计算。

7、选择主要电气设备(变电所的高压断路器)。

8、各种运行方式的潮流计算:最大负荷、最小负荷及故障运行方式。

9、无功功率的平衡及调压计算。

10、火电厂厂用电规划设计及配电装置规划设计。

11、火电厂防雷保护设计及继电保护规划设计。

专题设计内容(发电厂):

1、选择厂用电的主接线。

2、选择厂用变压器。

3、选择断路器、隔离开关。

4、选择电压、电流互感器和电抗器。

专题设计内容(继电保护):

1、发电机继电保护配置与整定计算。

2、变压器保护配置与整定计算。

3、发电机-变压器组保护配置与整定计算。

4、全系统继电保护与自动装置配置。

篇8:自动化毕业论文开题报告

自动化毕业论文开题报告

1、本课题的目的及意义,国内外研究现状分析

本课题的目的及意义

随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,消费者的观念不断转变,食品健康受到越来越多的关注。在三聚氰胺奶粉事件以后,豆浆变得更受欢迎,成为现代人喜爱的饮品之一。

豆浆的营养价值极高,是一种非常理想的健康饮品。据专家介绍,在豆浆里含有多种优质蛋白、多种维生素、多种人体必须的氨基酸和多种微量元素等。只要坚持饮用,可以提高体质、预防和治疗病症。豆浆中,钙的含量尤其高,比其他任何乳类都丰富,是防治高血脂、高血压、动脉硬化等疾病的理想食品,多喝鲜豆浆可预防老年痴呆症,防治气喘病。豆浆对于贫血病人的调养,比牛奶作用要强,以喝热豆浆的方式补充植物蛋白,可以使人的抗病能力增强,调节中老年妇女内分泌系统,减轻并改善更年期症状,延缓衰老,减少青少年女性面部青春痘、暗疮的发生,使皮肤白皙润泽,还可以达到减肥的功效。春秋饮豆浆,滋阴润燥,调和阴阳;夏饮豆浆,消热防暑,生津解渴;冬饮豆浆,祛寒暖胃,滋养进补。

在高速发展的现代社会,豆浆机使用先进的科学技术做出了具有传统口味的豆浆,还更加营养,健康,干净。是我们的早餐“绿色牛奶”,豆浆机因而受到消费者的广泛购买,需求量也不断增长。因此,在豆浆摊、餐饮店、超市货架等地,随处可见豆浆的身影。不过,公开销售场所豆浆的卫生状况、掺水比例、新鲜指数、煮熟程度等问题,颇令消费者顾虑。因此,为了喝上新鲜营养的豆浆,很多家庭开始购买豆浆机自制豆浆,从而拉动家用微电脑全自动豆浆机市场活跃。随着豆浆机市场的扩大,豆浆机受到越来越多家电企业的关注。功能更加优化,潜在用户更多。

调查显示,豆浆机市场规模将有所增长主要来自第一次购买家庭、新增家庭和城镇居民的更新购买。家庭的豆浆机普及率很低就意味着豆浆机市场存在着巨大空间。在“三聚氰胺”事件发生后,消费者出于对国内乳制品的担忧,使得豆浆机行业迎来了“黄金三年”.九阳是最大的受益企业,九阳业绩到达顶峰期。触顶后的九阳逐年业绩下滑,原因是豆浆机行业本身可替代性产品较多,乳制品行业监管力度加大,乳制品市场消费在逐年上升。开始,豆浆机行业销量逐步下滑,到年底,豆浆机的国内销售环比迎来一次小增长,但无奈国内市场利好因素少,市场环境不利,以至于同比上年仍呈现下滑趋势。从国内主流品牌来看,九阳仍稳坐行业老大,但销量萎缩。近几年其受制于豆浆机增长乏力,九阳开始拓宽产品领域及深化产品,近期推出onecup豆浆机,并借势小米火了一把,其产品如何尚待市场检验。对豆浆机行业而言,仍是充满荆棘的一年,若无明显的市场、事件的刺激,预计今年豆浆机行业仍将持续下滑。“九阳豆浆机销量之所以出现逆势增长,除了不断推出新品外,还与九阳不断在技术方面追求创新有着密不可分的关系。”长沙家电商会执行会长李罗生认为,作为九阳销售最为火爆的植物奶牛系列豆浆机就采用了目前行业最先进的超微原磨、环绕立体加热、智能温控等技术,磨出的豆浆不仅口感更细腻、更香醇,且营养释放也更充分、更易人体吸收。随着技术的创新,九阳豆浆机除了能磨豆浆外,还具备了适合宝宝食用的营养米糊、潮流范儿们爱喝的奶茶以及西式的浓汤、果酱等多种其他功能,深受广大消费者欢迎。

综上所述,虽然豆浆机总体销量呈下滑趋势,但是鉴于豆浆丰富的营养价值和防治疾病等优点,以及其庞大的适用人群,我们有必要通过改善豆浆机的整体性能,进行技术创新,提高其智能化和营养化,打造出更为便宜优质的豆浆机,让豆浆机走进更多的家庭,为人们的健康生活提供更多的选择。

国内外研究现状分析

1.国内豆浆机的发展历程

豆浆起源于中国,由西汉的淮南王刘安始创,距今已有两千多年的历史。传说其母病重,饮食无味,郁郁寡欢。刘安寝食难安,苦思冥想,最终以大豆为原料,研磨出浆,其母喝后感觉味道醇美,喜爱非常,豆浆也因此渊源流传。

1994年九阳豆浆机的创始人王旭宁发明了世界上第一台全自动家用豆浆机,可谓九阳豆浆机的发展从很大程度上显示了国内豆浆机的发展历程。,九阳公司生产的智能型家用全自动豆浆机获得了国家发明专利。,九阳的豆浆制备方法及自动豆浆机再次获得了国家发明专利。九阳豆浆的问世,使得人们的豆浆消费习惯也逐渐由传统的外出购买向家庭制造转变。九阳是豆浆机行业的首创者,开辟了一个前人未有涉及的全新领域。九阳豆浆机在此期间,不断进行产品技术方面的重大革新,1994年首创了电机上置的全自动豆浆机,发明了外部加料技术,19新置了智能不粘技术,运用了浓香营养技术,提出了文火熬煮技术,产生了全营养萃取技术,革新了拉法尔网技术。,九阳完成了第8次技术产业革新,推出了“无网豆浆机”进一步丰富了产品系列,在充分了解消费者需求的基础上,生产技术手段越来越趋于合理化,简洁化,人性化。在,九阳第9次技术革新,推出了“五谷精磨器”,使得豆浆营养和口味再次取得重大突破。豆浆机技术的发展由产生初期的简单化,功能单一化,操作复杂化到现如今的高度集成化,操作简洁化,功能全面化。

随着豆浆机市场的不断扩大,人们对于豆浆机需求的持续上升,豆浆机行业的发展也日趋成熟,20之后,许多品牌开始进入豆浆机行业,其中包括其他家电领域的国内外知名品牌,诸如美的,东芝,苏泊尔,欧科,步步高,莱克等。各企业豆浆机的发展也都各具特点。美的公司从上半年开始进入豆浆机市场,以创新、时尚、健康为主题,推出了15款新品豆浆机,并研发革新了无网易清洗和免泡豆等新技术,从很大程度上推动了我国豆浆机的设计制造与发展。东菱集团于进入豆浆机市场,推出了“全饮料”概念,东菱自主设计的水果豆浆机的出现,很大程度上改变了豆浆机功能单一的局面,创造性地将豆浆机、榨汁机、电水壶三种设备合为一体,不仅可以烧水、打浆、榨果汁,还能制作各种风格独特多变的健康饮品。欧科公司提出了聚流技术、无网清洗、抗摔等技术革新点,融合了豆类、五谷类、果蔬类搅拌功能。现在,多数家庭使用全自动智能豆浆机,是运用微电脑进行控制,集水位监测,防溢出,报警,打豆加热过滤于一体的制浆自动化豆浆机。整个制作过程往往只需15到20分钟,且耗电量很少,使用方便安全,经济实惠豆浆机行业的热起,是在“三聚氰胺”事件发生后,由于消费者对国内乳制品的担忧,使得豆浆机行业迎来了“黄金三年”,九阳是最大的受益企业,20九阳业绩到达顶峰期。触顶后的九阳逐年业绩下滑,原因是豆浆机行业本身可替代性产品较多,乳制品行业监管力度加大,乳制品市场消费在逐年上升。中国食品机械设备网指出,数据显示,年豆浆机在食品料理机的零售量占比为75.2%,到上半年下滑至66.4%.最新零售监测数据显示,20豆浆机总销量达2361万台,同比下滑8.3%,其中国内销售2232.5万台,同比下滑8.2%,出口量值较小。年12月豆浆机总销量为186万台,同比下滑20%,环比11月增长4.4%;其中国内销售183万台,同比下滑19%.

近几年,豆浆机市场由于增长乏力,使得行业老大九阳开始拓宽多样化产品领域及深化产品,除了畅销的植物牛奶系列、营养王系列、无网星系列等豆浆机外,还最新推出了OneCup随饮机、“小米浆”豆浆机等产品,并借势互联网营销,使得其销量在整体市场中处于持续增长态势。据了解,最近九阳新推出的小米浆豆浆机,在其天猫专卖店就累计售出6793件,最近一个月已成交了2095件。而此前OneCup随饮机刚上市,其2000台新品就被网友在天猫上抢购一空。“九阳豆浆机销量之所以出现逆势增长,除了不断推出新品外,还与九阳不断在技术方面追求创新有着密不可分的关系。”长沙家电商会执行会长李罗生认为。因此,对于豆浆机的'研究还有待进一步加深,豆浆机技术的革新将越来越受到相关人士的关注。

九阳豆浆机作为豆浆机产业的龙头,有以下四个特色:

(1)文火熬煮,熬得透、喝着香;

(2)智能不粘,不粘不糊、易清洗;

(3)仿生造型,人性化设计,美观舒适;

(4)6大智能安全保护,运用更安全,更舒适。

而且九阳豆浆机推出了新品系列:

(1)倍浓植物奶牛系列DJ13B-D58SG

功能介绍:立体熬煮,突出倍浓营养,超微原磨,喝出细腻浓香。智能温控营养芯,营养更丰富,高低海拔自适应,煮得透不溢锅,高低电压自适应,营养有保证。倍浓豆浆键使豆浆倍浓30%;快速豆浆键,一刻钟超快制浆。大界面,易操作,更清晰。制浆进程显示,看得见更放心

(2)植物奶牛系列DJ13B-D31D

功能介绍:植物奶牛系列全新产品。采用九阳专利的超微原磨技术,研磨更细腻营养释放更充分。独有的智能温控技术,确保在黄金温度下进行制浆,还原豆浆原汁原味。

(3)植物奶牛系列D18EC

功能选择:好豆浆(五谷、干豆、湿豆/湿豆原磨)、果汁、果酱

2.豆浆机国外发展状况

203月20~23日,家电行业年度盛会的中国家电博览会期间,在谈到九阳今后的发展战略时,九阳副总裁韩润告诉记者,目前在中国台湾市场,参与竞争的豆浆机品牌超过20多个,但九阳的市场份额超过85%,处于绝对领先的地位。除了台湾,九阳豆浆机还将陆续进军日本、韩国、东南亚市场。韩润告诉记者,“豆浆文化”近几年也逐渐在国外流行起来。如在美国,FDA(食品和药物管理局)建议国民每天摄入大豆25克;在英国,每升豆浆卖到1.5英镑,约合人民币15元,比牛奶贵10倍。在国外的华人家庭,九阳豆浆机也很风靡。如果通过豆浆文化的传播,在西方家庭,早餐老外也要喝自制的豆浆,那么这样一个广阔的市场就太有想象空间了。

从国内外市场来看,豆浆机市场不容乐观,其销量萎缩。但鉴于豆浆的营养价值及其传统特色风味,我们有必要为打造更专业便利的豆浆机,以扩大人们对于健康饮品的选择范围。如何进一步提高豆浆机的综合性能,提高其性价比,以满足不同人群对于豆浆,豆浆机需求的不断发展。是整个豆浆机行业面临的新的挑战。在调查中发现,豆浆机的选择界面都没有温度设定,我的想法是在设计豆浆机过程中给豆浆机增加一个调节温度的功能界面,当人们在使用豆浆机过程中只需提前设定好温度,当豆浆磨好到达制定温度就会自动停止,进入保温状态,人们可以节约时间,随时饮用。

2、本课题的任务、重点内容、实现途径

一、本课题的任务

1.分析豆浆机的工作过程:放入适量浸泡好的黄豆、加入适量的冷水,接通电源,豆浆机指示灯亮起、发热管开始对水加热。当水温加热到80度左右停止加热。然后开始每粉碎30秒停5秒,共5次的粉碎过程。再经过2分钟的烧煮后延时5秒发出结束提示音。

2、豆浆机要求具有加热功能、磨豆功能、防溢功能、防干烧功能、温度测定功能、自动停启功能、声光报警功能和过滤功能等。

3.完成豆浆机使用说明书编写。

4.撰写毕业设计论文及相关文档。

二、重点内容

本课题的重点研究内容主要有两个方面:一是单片机的定时设定,二是系统功能的实现,以实现豆浆机的预热、打浆、煮浆和延时熬煮等过程的全自动化控制。

主要内容如下:

1.了解直流电机的控制原理和特点;

2.合理设计控制系统的主电路和控制电路,依据任务要求确定所选元件的参数;

3.学习单片机控制系统设计。

三、实现途径

(一)单片机和直流电机基础知识学习:

因为本次设计需要配合使用,所以需要分别学习单片机和直流电机的知识(如单片机的编程规则,直流电机的控制原理等等)。最后在分别了解清楚它们的工作特性后,就需要对单片机和直流电机进行选型,最后进行整个单片机的程序调试和直流电机的速度调试。

(二)豆浆机的控制系统设计:

我们在进行控制系统设计时需要注意必须能够实现以下要求:豆浆机要求具有加热功能、磨豆功能、防溢功能、防干烧功能、温度测定功能、自动停启功能、声光报警功能和过滤功能等。

(三)软件设计

控制系统程序编写、调试及仿真:

(1)在程序编写时需在满足系统所设计的逻辑控制要求的同时保证程序简洁明了,稳定准确;

(2)调试最终实现任务要求所给出所有功能。

(四)设计成果达到要求后,利用相关参考文献以及在设计过程中的有关资料撰写毕业论文,设计毕业答辩ppt;

(五)整理有关资料,准备毕业答辩。

3.完成本课题所需工作条件(如工具书、计算机、实验、调研等)及解决办法

本次毕业设计所需要的设备有:

硬件:

(1)单片机;

(2)BRS-7712A(高压直流-豆浆机电机);

软件:

(1)Keil编程软件;

(2)office办公软件。

本次毕业设计现在已找到并准备参考的文献和书籍有:

[1]刘芬。基于SH69P42豆浆机设计[J].电子科技,.05.

[2]胡承忠,赵健,张东升。基于单片机的豆浆机定时系统的设计[J].电子技术,2013.01.

[3]杨永明,基于STC12C5A32AD的商用豆浆机控制系统的设计[J].湖北民族学院学报(自然科学版),.01.

[4]刘升,杨静丽。基于PIC16C54单片机的全自动豆浆机控制系统[J].电子工程师,.07.

[5]朱东梅。决定豆浆机品质的几个关键因素[J].现代家电,2010.01.

[6]杨建中。基于单片机的直流电机控制系统研究[J].数字技术与应用,2012.12.

[7]何少佳,史剑清。基于AT89S51单片机的直流电机控制系统设计[J].装备制造技术,2013.08.

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[9]赵海兰,朱剑,赵祥伟。DS1302实时显示时间的原理与应用[J].电子技术,2004(1):43-46.

[10]肖忠,陈怡。DS18B20组建小型测温网络研究[J].广州大学学报(自然科学版),2005(2):54-56.

篇9:自动化毕业论文开题报告

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

[1] 黄雪芬 . 探讨电气工程中自动化技术的应用 [J]. 广东科技 ,20xx,(13):48-56.

[2] 唐杰 , 牟佳媛 . 电气工程中自动化技术的运用 [J]. 科技创新与莹莹 ,20xx,(1):63.

[3] 楚力 . 电气自动化在电气工程中的应用分析 [J]. 广东科技 ,20xx,(9):38-53.

[4] 梁素友 . 论电气工程与自动化控制 [J].科技导向 ,20xx,(21):182

篇10:自动化毕业论文开题报告

一、选题的背景与意义:

大家所谓的2.4G技术,其频段处于2.405GHz-2.485GHz(科学、医药、农业)之间。所以简称为2.4G无线技术。这个频段里是国际规定的免费频段,是不需要向国际相关组织缴纳任何费用的。这就为2.4G无线技术可发展性提供了必要的有利条件。而且2.4G无线技术不同于之前的27MHz无线技术,它的工作方式是全双工模式,在抗干扰性能上要比27MHz有着绝对的优势。这个优势决定了它的超强抗干扰性以及最大可达10米的传输距离。此外2.4G无线技术还拥有理论上2M的数据传输速率,比蓝牙的1M理论传输速率提高了一倍。这就为以后的应用层提高了可靠的保障。综合2.4G、蓝牙以及27MHz这三种常用的无线传输技术,2.4G有着自己独到的优势所在。相比蓝牙它的产品制造成本更低,提供的数据传输速率更高。相比同样免费的27MHz无线技术它的抗干扰性、最大传输距离以及功耗都远远超出。

2.4G无线键鼠套装已经出现有一段时间了,而且一直稳定占据着中低端无线键鼠的市场。蓝牙目前还是被作为高端无线技术应用在键鼠之上。市场份额相对较少但是却不可或缺,因为蓝牙有本身相对开放的连接协议。而不是2.4G无线的通过兑码实现的点对点连接。不过,因为键鼠的身份比较特殊,一台电脑一套键鼠已经足以应付。不像PSP或是手机那样本身就是一个载体可以利用蓝牙的点对面功能收发数据,这就决定了2.4G无线技术在键鼠产品上是未来的发展趋势所在。

既然是未来的发展趋势,被用户广泛应用是时间迟早的问题。讲究便携、抗干扰、以及传输距离的HTPC用户恰好和2.4G无线技术的诸多特点相融合。如今很多知名的键鼠厂商已经把未来的无线技术产品发展方向对准了2.4G。有了大的厂商带动,相信越来越多的用户会对2.4G无线键鼠产品产生浓厚的兴趣。

通过我们一直以来对市场中大部分品牌的资料收集,基本目前市场中的2.4G无线键鼠产品所用到的无线收发模块都是NRF24L01芯片,此款芯片出自挪威著名IC芯片公司Nordic。

nRF24L01是单片射频收发芯片,工作于2.4~2.5 GHz ISM频段。工作电压为1.9~3.6 V,有多达125个频道可供选择。可通过SPI写入数据,最高可达10 Mb/s,数据传输率最快可达2 Mb/s,并且有自动应答和自动再发射功能。和上一代nRF2401相比,nRF24L01数据传输率更快,数据写入速度更高,内嵌的功能更完备。芯片能耗非常低,以-6 dBm的功率发射时,工作电流只有9 mA,接收时工作电流只有12.3 mA,多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。这就不难发现为什么绝大部分甚至微软、罗技这样的知名键鼠企业都普遍采用NRF24L01芯片作为收发芯片的原因。

二、研究的基本内容与拟解决的主要问题:

LT8900是一款高集成度的2.4GHZ的无线收发芯片,片上集成发射机,接收机,频率综合器,GFSK调制解调器。发射机支持功率可调,接收机采用数字扩展通信机制,在复杂环境和强干扰条件下,可以达到优良的收发性能。外围电路简单,只需搭配MCU以及少数外围被动器件。LT8900传输GFSK信号,发射功率约为2dBm,最大可以到6dBm。接收机采用低中频结构,接收灵敏度可以达到-87dBm。数字信道能量检测可以随时监控信道质量。

片上的发射接收FIFO寄存器可以和MCU进行通信,存储数据,然后以1Mbps数据率在空中传输。它内置了CRC,FEC,auto-ack和重传机制,可以大大简化系统设计并优化性能。

数字基带支持4线SPI和2线I2C接口,此外还有Reset,Pkt_flag,Fifo_flag三个数字接口。

为了提高电池使用寿命,芯片在各个环节都降低功耗,芯片最低工作电压可以到2.2V,在保持寄存器值条件下,最低电流为1uA。

芯片有QFN24 4x4mm和SSOP16封装,都符合RoHS标准。

模块必须用信号调制才能正常工作,常见的固定码编码器件如PT2262/2272,只要直接连接即可,非常简单,因为是专用编码芯片,所以效果很好传输距离很远。

模块配合来实现数据通讯时有一定的技巧:

1、合理的通讯速率

数据模块的最大传输数据速率为9.6KBs,一般控制在2.5k左右,过高的数据速率会降低接收灵敏度及增大误码率甚至根本无法工作。

2、合理的信息码格式

单片机和模块工作时,通常自己定义传输协议,不论用何种调制方式,所要传递的信息码格式都很重要,它将直接影响到数据的可靠收发。

3、单片机对接收模块的干扰

单片机模拟2262时一般都很正常,然而单片机模拟2272解码时通常会发现遥控距离缩短很多,这是因为单片机的时钟频率的倍频都会对接收模块产生干扰,51系列的单片机电磁干扰比较大,20xx稍微小一些,PIC系列的比较小,我们需要采用一些抗干扰措施来减小干扰。比如单片机和遥控接收电路分别用两个5伏电源供电,将接收板单独用一个78L05供电,单片机的时钟区远离接收模块,降低单片机的工作频率,中间加入屏蔽等。

接收模块和51系列单片机接口时最好做一个隔离电路,能较好地遏制单片机对接收模块的电磁干扰。

接收模块工作时一般输出的是高电平脉冲,不是直流电平,所以不能用万用表测试,调试时可用一个发光二极管串接一个3K的电阻来监测模块的输出状态。

无线数据模块和PT2262/PT2272等专用编解码芯片使用时,连接很简单只要直接连接即可,传输距离比较理想,一般能达到600米以上,如果和单片机或者微机配合使用时,会受到单片机或者微机的时钟干扰,造成传输距离明显下降,一般实用距离在200米以内。

三、研究的方法与技术路线:

1.查阅资料,在图书馆和网上查阅相关资料,了解本课题所涉及的相关内容,记录有用的文献资料。

2.运用软件Protel绘制电路图,运用keil uvision进行程序的设计。

3.使用电烙铁和焊锡进行实物焊接。

4.给模块接上直流稳压电源进行调试,因为本课题所做模块为遥控器的主要组成部分,所以信号输入是使用开发板进行模拟信号输入,信号接收装置接收信号并显示,以此判断此模块是否实现功能。

四、研究的总体安排与进度:

1.20xx年3月14日,开题答辩

2.20xx年3月15日至20xx年4月15日,确定毕业设计大纲,完成毕业设计初稿。

3.20xx年4月16日至20xx年4月25日,毕业设计中期检查。

4.20xx年4月26日至20xx年5月17日,毕业设计答辩准备。

5.20xx年5月18日之后,毕业设计答辩

五、主要参考文献:

[1]夏华,无线通信模块设计与物联网应用开发,电子工业出版社,20xx.06

[2]杜思深主编,无线数据通信技术,电子工业出版社,20xx

[3]孙学康,刘勇,无线传输与接入技术,人民邮电出版社,20xx.07

[4]普罗科斯,数字通信(第5版),电子工业出版社,20xx.06

篇11:自动化毕业论文开题报告

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:

[1] 李建勇.机电一体化技术[M].北京:科学出版社,20xx.

[2] 李运华.机电控制[M].北京:北京航空航天大学出版社,20xx.

[3] 洪钟洲.数控系统的发展现状和趁势.机电一体化.

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[6] 陈瑜.国外机电一体化技术发展趋势[J].国外机电一体化技术.20xx,5

[7] 谢存禧.机电一体化生产系统设计.北京:机械工业出版社,

[8] 机电一体化技术手册编委会.机电一体化技术手册.北京:机械工业出版社,1994

[9] 胡泓、姚伯威主编.机电一体化原理及应用.北京:国防工业出版社,1999

[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

篇12:自动化毕业论文开题报告

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, 20xx, (S1) 。

[2] 冶金自动化技术发展趋势[J]。 山东冶金, 20xx, (S1) 。

篇13:自动化毕业论文开题报告

自动化毕业论文开题报告模板

题目:胶囊内窥镜的磁导航式运动检测台设计

1 课题来源、目的、意义以及国内外基本研究概况

1.1 课题来源

本课题来源于国家863资助的“基于 MEMS 技术的微型胶囊内窥镜研究”项目,编号AA04Z313。

1.2 课题研究的目的和意义

1.2.1 目的

通过对主动运动式无线胶囊内窥镜的研究,开发出一套基于准静态磁场磁拖动原理的胶囊内窥镜检测用途的五联动轴磁导航式运动控制系统。通过对外部控制磁导航仪系统各个部件进给速度、转动速度和相对运动速度的精确控制,可进一步实现在消化道环境下对内嵌永磁体胶囊内窥镜快速运动、缓慢运动和局部定位等形式的主动控制。

1.2.2 意义

消化道是人体中的多发病区域,消化道疾病人群全球普遍达到10%以上,中国更高达13%以上。传统内窥镜是消化道诊疗的主要方式,它使用插管的方式将摄像头和组织取样等装置深入到胃部、肠管部位,对消化道内壁进行有效诊断或组织取样、微型手术等动作,是消化道检查最有效的方式,疾病检出率高。但传统内窥镜插管的方式对于被检测者极不舒服,甚至造成伤害,对于体虚和心血管患者不能进行,而且插管方式还存在一定的交叉感染的机会,人们对于此也有一定的抗拒心理,因此不利于检查的普及化。另外,人体的小肠是5-7米长、平均直径为2.5厘米的狭长多曲管径,传统的内窥镜很难深入小肠进行检查。小肠疾病检查几乎是消化道检查的盲区[1]。

无线胶囊内窥镜检测是近十年来发展起来的无创医疗检测技术,通过一个集成LED照明芯片、成像装置、无线传输模块以及功率源的具有普通药丸大小的可吞服式胶囊内窥镜,在人体胃肠道内执行病灶检测,并将胃肠图像数据无线传输到外围接收装置,由富有经验的医生在工作站上进行在线或离线诊断。无线胶囊内窥镜克服了传统推挽式肠胃镜有创痛苦、检测范围有限(只能检测小肠前端)和存在交叉感染的缺点。

在消化道疾病的临床诊断上,比传统技术更成功的应用促成了无线胶囊内窥镜的迅快发展,然而,现有的胶囊内窥镜还存在着一些不足:1)只能依靠消化道自身的蠕动被动地移动,因而过程持续时间长而不可控,且存在检查盲区和不能有目的地停留以进行长时间诊断或某种操作;2)功能过于单一,尚未达到集施药、采样、诊疗与微创手术等多功能于一体的完整医疗平台的目标;3)能量从内部电池获取,难以满足高品质服务与功能扩展的更高要求;4)大多只适于在一种器官环境下运作,不能全范围应用于整个消化道;5)一旦在体内滞留,只能采用有创的方式取出,存在安全隐患。鉴于以上存在的缺陷,发展胶囊内窥镜的关键技术集中于微型化技术、能源供给及低功耗技术、无线驱动控制技术、胶囊定位技术,突破这些技术瓶颈将对抢占国际市场、降低该产品的价格阈值有关键性的影响。

为了克服以上诸多缺陷,更好的服务患者,世界各国的相关研究机构和企业都在致力于主动控制式胶囊内窥镜的研究,目前已经发展了很多种控制方案,主要有形状记忆合金驱动、螺纹旋进、蠕虫式驱动、触角式驱动、电激励驱动、液压驱动及气动驱动等。然而,上述主动控制方式都存在较大的缺陷和安全隐患:蠕虫式胶囊内窥镜内部结构复杂、“风箱效应”会对肠道造成较大程度的损伤;三维旋转磁场控制方法十分复杂,螺旋结构胶囊以转动的方式前进,由于肠道的伸缩动力特性,螺旋结构与肠道产生接触摩擦难以避免,因此,以螺旋运动为主的主动控制方式会对人体肠道造成较大伤害,不利于临床的推广和使用;此外,交变电磁场产生的电磁辐射对人体的潜在伤害无法预知,仍需要进行大量的动物实验和临床验证[2]。

本课题所研究的用于胶囊内窥镜检测的磁导航式运动控制系统:1)不涉及复杂的胶囊内部可动结构,不涉及工频电磁场,安全性好;2)主动控制方式简易,成本低;3)可以显著缩短胶囊内窥镜诊断时间并能够实现胶囊定位以便于医生进行细致观察;4)胶囊运动的能量由外部磁场提供,摆脱内置电源的能量限制。本技术方案有望应用于消化道内窥镜临床检测领域,改变传动推挽式内窥镜检测过程痛苦和被动式胶囊内窥镜耗时低效的现状,推进主动控制式胶囊内窥镜检测的市场化,服务于医疗机构并造福于广大患者。

1.3 国内外基本研究概况

1.3.1 国外研究概况

国外胶囊内窥镜的研究已有成熟的商品和深厚的研究基础。以色列的.Given Imaging公司专门致力于胶囊内窥镜的研发,于成功研究出第一个具有临床实用性的胶囊内窥镜。如图1.1所示,其尺寸长30mm、直径11mm,内含的电池可连续工作6-8个小时。经过发展,Given Imaging公司在生产出具有代表性的M2A型胶囊内窥镜,尺寸进一步缩小到11mm×26mm,质量为3.45g,分辨率可达0.1mm,视角为140û。M2A胶囊体内安装了一块CMOS 图像芯片、一块射频芯片和相应外围元件、两节氧化银电池、一个磁控开关和一个螺旋型天线。图像芯片可以1:8的比率放大图像。射频芯片数据发送率达到2.7Mbit/s,实现每秒2帧的图片传输。图像发送至体外,通过可戴在手腕上的数据接收器接收后送到图像工作站。整个过程可拍摄5万幅图片存储于工作站。借助专用的图像处理分析软件RAPID,进行数据处理并清晰显示出所拍摄图像。除M2A外,Given Imaging公司还开发了另外两款胶囊内窥镜:Pillcam SB(面向小肠检测,检测时间8小时)和PillCam ESO(面向食管检测,检测时间20分钟),相对M2A对部分参数加以调整。PillCam ESO对反流型食管疾病的病理检测能力很高,敏感性达97%,特异性达100%。

美国的Smartpill 公司开发了两种胶囊内窥镜。一种是用于图像检测的胶囊内窥镜。另一种胶囊Smartpill ACT-1(图1.2)用于测量消化道蠕动压力、pH 值和检测时间。其中Smartpill ACT-1 胶囊内含电池可连续使用72个小时。

Norika是日本RF SYSTEM实验室开发的第一款产品。普通Norika A3(图1.3)胶囊直径9mm,长23mm。该系统由内窥镜胶囊、外部控制器、嵌入线圈的背心以及图像显示分析终端4大部分构成。其中,外部控制器用于无线遥控肠道图像观察及控制胶囊旋转方向;嵌有线圈的背心用于体内胶囊所需能源的发送及实现胶囊旋转方向的控制。胶囊采用CCD图像芯片,为41万象素,具有很高的图像清晰度,以每秒30帧图像数字传输。镜头焦距可控。胶囊采用无线供电,使得供能不再有时间上的限制。采用无线能源传输技术,通过电磁场耦合将能源从体外传递到体内,胶囊内感应线圈感应出电磁场并整流为直流电源存储在电容器中。胶囊通过三组60°间隔的线圈,形成一个三极电机的模式,从而控制胶囊的旋转,以便不同方向观察病灶。镜头四周有2个白色灯和2个近红外线灯,从外部控制其不同亮度的比例,可产生模拟三维图像。且可以网络传输,进行远程会诊。另外,胶囊内部有一个喷药仓和一个取活检仓,均可由外部控制分别打开其阀门,进行对病灶的喷药或伸出微型钛金属针取活检。Norika A3 胶囊的驱动方式也依靠肠道的自身蠕动。

2008 年 RF 系统实验室研制出世界最小的新一代胶囊内窥镜Sayaka,结构见图1.4。Sayaka的直径仅9毫米,长2.3厘米。出于安全性考虑,Sayaka内部并没有搭载电池,靠接收来自体外线圈所发出的电磁感应电产生50 毫瓦电力来驱动其相机、灯光和计算机。当Sayaka在肠道里摄影时,每秒大约可以拍摄30张2兆像素的图像,与此同时,其荧光灯和白色LED灯会照亮肠道壁,实现清晰拍摄。先前的内窥镜将相机放在一端,朝前拍摄,因此只能拍到肠内壁的外围情况,而Sayaka首次将相机面向肠内壁,且能360°旋转,因此能对准肠内壁拍下更加清晰的照片。当其外层胶囊在肠道里行进时,内层的电磁体就会颠倒其极性,从而使内层胶囊和相机每2秒旋转60°,每12秒旋转一周,这就有足够时间能重复拍摄特写镜头。Sayaka拍摄到图像数据不断地通过无线传输到装在患者背心里的天线中,并保存在一张标准的SD存储卡上。医生将此SD存储卡插入电脑,用软件将数千张重复的图像编辑成肠道的平面图,可以将每一张图像可以放大75倍左右,达到1,175兆像素,以便让医生观察其细节特征。Sayaka胶囊式内窥镜吞服大约8个小时后,就会自然排泄出来,累计可拍摄多达87万张照片,整个过程中患者不会有任何感觉。Sayaka胶囊式内窥镜可以任意重复使用。目前,Sayaka已通过美国临床测试。

此外,韩国的Intelligent Micro中心,英国的Glasgow大学等研究机构也在积极进行胶囊内窥镜的研制。随着技术的不断进步,无线胶囊式内窥镜的整体性能将逐步完善。在图像传感器技术、能源供给技术方面以具有较为成熟的技术。在其它方面亦有研究进展,如研究驱动的主动控制方式而不是仅依靠肠道的自身蠕动,为医生带来更大的主动性;除内窥功能外,还包含药物释放机构和组织采样机构以及温度传感与pH值测量、压力检测及激光治疗等功能,360°全方位的肠道图像摄取;进一步减小体积;这些技术还不够成熟,需要进一步研究和完善。其中释药、组织采样、激光治疗、手术操作等手段需要胶囊在某些部位进行一定的停留或特定的运动方式,这需要主动驱动控制技术。

1.3.2 国内研究概况

在国家863 项目的支持下,重庆金山公司于研制出了具有实时摄像功能的胶囊内窥镜,中国科学院合肥智能机械研究所设计了“基于CMOS 图像传感器的胶囊内窥镜系统”。他们研制的胶囊内窥镜拥有摄像功能。金山公司的胶囊内窥镜(图1.5)直径大约10毫米、长度大约21毫米。它分为下面的几个部件。具有图像、温度、压力的检测。它以每秒1帧的速率向外发送图片。图像为CMOS图像。

中科院安徽合肥智能机械研究所承担研究的国家“863”计划重点课题“无线肠胃检查机器人关键技术研究”于8月在北京通过国家验收,研制出的胶囊以5秒/帧的速度向外传输图片。

另外,重庆大学进行了定点释放药丸微系统与消化道采样药丸微系统研究,已经开发出临床试验样机。上海交通大学开展了“人体全消化道微型介入式诊查系统”研究,研发出了用于检测压力、温度、pH 值的胶囊内窥镜。

目前,国内研究的关键点在于研发专用芯片实现胶囊系统的无线图像传输和微型化。具备了基本的图像摄取功能和压力等信号检测功能。也在施药、主动驱动等方面做了不少有益的探索[1]。

2 课题研究内容、任务要求及关键理论和技术

2.1 课题内容

对磁导航式运动检测台进行结构设计:

1)检测台结构设计;

2)多轴运动结构设计。

2.2 课题任务要求

对检测台结构进行详细设计要求如下:

1)多轴运动检测台移动精度达微米级;

2)实现5自由度运动。

2.3 现有系统设计方案及需改进部分

2.3.1 现有系统设计方案

图2.1所示的是现有磁导航式运动控制系统的整体结构。系统由受检者支撑部、磁装配体、磁支撑座和伺服控制单元四大块组成。其中,磁装配体和磁支撑座通过连接板连接,受检者支撑部包括支撑座和可动病床,支撑座上固定在磁装配体的下方,可动病床活动安装在支撑座上,可动病床能够相对于磁装配体运动;磁装配体包括磁体组、夹具和导向机构,所述磁体组由第一、第二磁体构成,第一、第二磁体安装在夹具上,且第一、第二磁体的N极、S极相向放置,夹具固定在导向机构上,导向机构能够带动第一、第二磁体运动;伺服控制单元安置于磁支撑座上,伺服控制单元控制受检者支撑部、磁装配体和磁支撑座的伺服电机动作。

该系统采用永久磁铁和机械运动产生一个准静态磁场,实现对内嵌永磁体胶囊内窥镜的定位和导向。系统含有5个联动轴,包括受检者支撑部、磁装配体、磁支撑座和伺服控制单元。通过外部控制磁导航仪系统各个部件的进给速度、转动速度和相对运动速度,可以实现胶囊内窥镜在消化道内的快速运动、缓慢运动和局部定位等[2]。

2.3.2 需改进部分

(1) 将开环控制系统更进为闭环控制系统,提高系统精度

现有设计方案采用驱动可动病床与磁体组运动的4个伺服电机结合丝杆螺母副实现可动病床与磁体组的直线运动,没有位置检测反馈装置,为开环控制,位移精度不高。为到达课题微米级精度要求,将以上4个伺服电机和丝杆螺母副换为可直接驱动直线运动部件的直线电机以缩短传动链,简化传动机构,并安装光栅尺,增加行程开关,在做旋转运动的磁装配体端安装编码器,这样就可以实现闭环控制,提高检测台的移动、定位精度。

(2) 系统整体结构布局优化

现有方案结构布局不合理,受检者支撑部与磁支撑座相分离,重量较大的磁装配体悬臂设计,导致系统重心不稳,需要较大的配重来平衡装置。因此有必要对结构布局进行优化,可考虑把受检者支撑部与磁支撑座连为一体,并将磁装配体改为龙门式结构。

(3) 减速器设计

现有方案为伺服电机通过蜗杆减速器减速后驱动磁装配体做旋转运动。蜗杆减速器使得伺服电机与磁装配体驱动轴方向垂直,占用空间较大,且蜗杆减速器效率不高,可换用尺寸更小、效率更高、传动平稳性更好的行星齿轮减速器,使伺服电机与驱动轴同向以节省空间,提高旋转精度,且最好能选用在增速方向可自锁的型号。

(4) 永磁体夹紧机构设计

现有方案采用加固的方形永磁体与产生检测台所需准静磁场的圆形永磁体的相互吸引力结合限位螺杆简陋地悬挂圆形永磁体,致使圆形永磁体定位不准确,稳定性不可靠,需要对圆形永磁体的夹紧机构重新进行设计。

3 课题研究进展计划

第一阶段(第1—3周) 查阅课题相关文献

第二阶段(第3—5周) 了解课题基本方案

第三阶段(第5—7周) 设计方案总体设计

第四阶段(第6—9周) 设计方案优化论证

第五阶段(第9—10周) 确立毕业设计最终方案

第六阶段(第10—11周) 论文翻译

第七阶段(第11—15周) 结构设计

第八阶段(第14—17周) 图纸绘制

第九阶段(第16—19周) 论文撰写

第十阶段(第18—20周) 答辩

4 主要参考文献

[1] 陆瑞毓.胶囊内窥镜电路设计与主动控制研究:[硕士学位论文].华中科技大学:

[2] 刘胜,高鸣源,陈振知,胡程志,张鸿海. 用于胶囊内窥镜检测的磁导航式运动控制系统.中国,发明专利,申请号:10270388.3

[3] Andrea Moglia, Arianna Menciassi, Marc Oliver Schurr, Paolo Dario. Wireless capsule endoscopy: from diagnostic devices to multipurpose robotic systems. Biomed Microde-vices. 2007, 9:235~243

篇14:自动化本科毕业论文开题报告

自动化本科毕业论文开题报告

一、本课题的研究目的和意义

(一)目的

系统是国民经济建设的重要基础,强大的监控系统对于保证整个的稳定运行意义重大、在电网监控系统中图形工具的使用已经很普遍、但大多数系统图形工具设计构架陈旧、操作复杂,不利于用户二次开发。组态是一种成熟的软件产品,主要用于现场的检测,数据采集等。它的优点是功能强大,易于二次组态开发,性能稳定。组态图形工具大大提高了电网监控系统图形工具的适应性和二次开发能力。

(二)意义

保障安全、清洁、高效、可持续的能源和电力供应,积极发展智能电网已成为世界电力发展的新趋势。对变电站安全设施设备运行安全和电力公司内部治安管理日益收到重视,从而对电力公司安全技术防范的要求也越来越高。

二、本课题的主要研究内容(提纲)

检测软件系统主要设计了以下几部分:

1、电网主接线画面

2、曲线系统:由实时曲线、历史曲线、榜图表示

3、报警系统

4、报表系统

三、文献综述(国内外研究情况及其发展)

随着我国店里系统网络大规模改造,电网的规范飞速发展,为了满足店里网的安全性、稳定性、高效性,对电力监控系统要求其监测软件能够综合监控整个电网的运行情况,监控一次设备的'工作状况,实现报表自动生成,以及实时数据显示、历史数据查询、事故分析、报表打印功能等。电力调动系统逐渐发展到有计算机技术加入后,监测系统也逐渐结构化,出现了与之相适应的电力监测软件。

四、拟解决的关键问题

(1)根据店里系统相关知识了解电网的配置以及接线方法。

(2)熟悉组态软件的相关应用以及通信协议。

(3)按照相关协议将组态软件恰当的运用到电网监控系统中。

(4)查阅资料详细了解系统软硬件结合的事先方法。

(5)具体理清监控的实现方法。

五、研究思路和方法

(1)分析电网监控的特定需求,给出软件的总体结构方案。

(2)通信功能是组态软件的基础,查阅资料详细得出通信模块设计的思路。

(3)设计组态画面,完成对电网电压、电流、功率等的监控。

(4)实现系统故障报警、实时数据与历史数据跟踪功能。

六、参考文献

[1]夏向阳,罗安,周柯.电力设备状态检测与故障诊断综合管理系统[J].20xx年03期

[2]丁杰,魏敏文,代洁,陈庆琪,张金华,刘建平,吴志坚,卢强,乔宏.数据仓湖南水库调度中的应用[J]

[3]刘志宏,吴福保,范敏,王少东,金峰.基于多Agent的配电网电压电力自动化:20xx年16期

[4]刘志宏,吴福保,李洪兵,范敏.重庆杨家坪ON20xx SCADA部分的自动化:20xx年05期

[5]李秋丹,迟忠先,金妮,魏巍,董绍彤.基于数据仓库的地区电网调度决策系统自动化:20xx年12期

[6]吴福保,朱金大,白义传,王亚平,李延满,奚国富,张喜林,于增林.系统自动化中的应用;电力系统自动化20xx年22期

[7]王为国,代伟万磊,杨璃,车方毅,胡翔.调度自动化系统数据共享模式的系统自动化:20xx年04期

[8]刘健,崔建中,顾海勇.一组适合于农网的新颖馈电自动化方案[J].电力系统自动化:20xx年11期

[9]吴福保,白义传,奚国富,王亚平,李延满.基于Unix/Windows混合平台调度自动化系统[J].电力系统自动化:20xx年14期

[10]程红丽,张伟、刘健.合闸速断方式馈线自动化的改进与整定[J].电力系统自动化:20xx年15期

篇15: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

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, , (S1) .

[2] 冶金自动化技术发展趋势[J]. 山东冶金, , (S1) .

篇16:自动化专业毕业论文开题报告

自动化专业毕业论文开题报告

题 目:某综合楼电气工程设计

一、选题背景及依据(简述国内外研究现状、生产需求状况,说明选题目的、意义,列出主要参考文献)

1.1背景

医院电气设计是医院建筑设计中的一个重要组成部分,其供电的质量和可靠性直接关系到医务工作的疗效。医院建筑由于其医疗科目繁多、功能复杂、医疗流程及使用对象特殊、设备多而分散、工艺及安全防护要求高、电气系统种类多、对供电可靠性要求高,其作为民用建筑中的一个重要分支已经受到越来越多建筑设计人员的重视。

随着我国经济发展,医院建筑发生显著的变化,如病房楼不在是以前规模偏小、布局陈旧、功能不全、设备简陋的落后状况,以家庭化、全空调病房为代表的新型病房楼正在普及;医院手术区针对手术区流程、手术室材料结构、手术器具配置、净化标准等方面与国外的差别、以国际标准的先进净化手术室为样板进行设计和改造,或一些二级、三级医院直接引进大刀国际先进水平的整体净化手术室;门诊急诊楼则把挂号、付费、化验、配药等窗口集中在一起引入建筑中庭的形式,使医院人流密集的中枢部位宽敞及明亮,减少病人和家属在等候时的沉闷感;医院的医疗设备更新速度快,大型X线机、CT、加速器、核磁共振、超声诊断、电生理诊等先进的医疗设备日新月异,且发展迅速;许多三级医院根据其发展要求,有针对性地建设一些灵活建筑空间来配合医疗设备的调整,近10年是我国医院改造、新建的高峰期。

对此我国十分关注国外医院的建设及相应的标准,国外的医院建设标准是基于自身国情和对医疗环境控制的认识与实践,大多是以专业学(协)会标准、行业标准为标准,遵循法规和条列。而我国则是以国家标准为准。国外医院建设大体呈现以下情况:公立医院与私立医院差别较大;注重医院工艺平面布局,人流与物流流线设置,比较注重通风情况,常采用机械通风;节能的重点放在改善玻璃的性能上;采用“能源站”系统节能的方式有效节能减排;加大医院设施的使用率;综合手术室发展迅速。随着交流的深入,很多发达国家的建设标准已经被翻译,我国医院建设正结合我国的国情及医院的特点,正确理解每一个国家医院建设标准内涵及实施细则,借鉴其医疗技术,推动我国医院建设的发展。

1.2选题目的

随着人民生活水平的日益改善和医疗水平的不断提高,涌现出了许多新的医院建筑,人们对医院建筑设备的现代化要求也与日剧增。医院建筑电气设计一直是国内电气设计行业相对薄弱的一个领域。职业病防治综合楼的电气设备具有电设备种类多、用电量大且负荷密度高、供电可靠性要求高、电气系统复杂、电气线路多、电气用房多等特点,设计的复杂性也增加很多。AutoCAD是目前国内外使用最广泛的计算机辅助绘图和设计软件之一,是电气工程设计人员需要的基本工具,熟练的掌握本软件的使用对电气工程设计者有重要的意义。为了提高医院建设电气设计水平,培养学生严谨的科学态度和扎实的实践技能、良好的工程意识,并能在设计中学会如何发现、分析和解决工程实践问题的技能和方法,将所学知识综合应用于工程实践中。让学生得到一次进行独立设计的工程实践锻炼,同时熟练一种绘图的基本工具,为今后踏上工作岗位打下基础。

1.3选题的意义

医院建筑电气因其医疗科目繁多、功能复杂、医疗流程及使用对象特殊、设备多而分散、工艺及安全防护要求高、电气系统种类多、对供电可靠性要求高,并且所涵盖的.内容包括:负荷分级;供电系统;低压配电系统;照明设计;导线电缆选择;电气安全及电力系统保护;节能措施及弱点系统等,对医院电气设计者来说,要求严格,越来越受到电气设计者的重视,而我国的医院电气设计行业相对薄弱。电气工作者通过对工程实践的锻炼,积累经验,在设计中学会如何发现、分析和解决工程实践问题的技能和方法,将所学知识综合应用于工程实践中。在未来有很大的发展前景。

参考文献

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[5] 吴绍鹏.高层医院综合楼建筑设计与管线布设研究[D].[硕士学位论文].重庆大学,2012

[6] 王芸.综合病房楼电气设计研究[D].[硕士学位论文].山东大学,2005

[7] 陈森.专业性综合大楼电气工程设计[J].智能技术,2011,10(4):111-113

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[10] 中国建设设计标准研究院.全国民用工程设计技术措施[J].中国勘察设计,2003.03

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[12] JGJ 49-88,综合医院建设设计规范[S].

[13] GB50034-2004,建筑电气设计规范[S].

[14] Ireland, Beck. EC&M's Top 30 Rankings of Electrical Design Firms [J]. EN, 2012, 3(2): 37-39.

[15] Witt, Robert M,Emrich, Jack.Design considerations of a cable wiring system for a new medical center to support a future medical imaging system[J],Proceedings of SPIE - The nternational Society for Optical Engineering, v 1654, p 486-491, 1992

[16] Krishnan, Shankar,Promoting interdisciplinary project-based learning to build the skill sets for research and development of medical devices in academia [A], Proceedings of the Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, EMBS, p 3142-3145, 2013, 2013 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, EMBC 2013

二、主要研究(设计)内容、研究(设计)思想及工作方法或设计流程

2.1研究内容

本课题是某职业病防治中心的电气工程设计,该楼层属于三级乙等综合医院,总楼层共七层,占地面积约1674平方米,高34.2米,总共七层,一层为门诊大厅;二层为职业病康复治疗中心,血透区,消毒室,洁具间;三层为职业病诊断室,教学培训室;四~七层为病房,医护站;屋顶为电梯机房,水箱间。各层吊顶高为:一层3.4米,二层2.9米,三~四层3.4米,五~七层2.5米,走道2.4米,电梯机房3.9米。其中护士站与血透区供电负荷等级为一级负荷,其余为二级负荷。工程楼内由220V/380V低压电源供电,由楼外引两路电力电缆直埋引入一层配电室。具体设计内容如下:

(1)完成低压供配电系统设计,供电电压为380/220V三相四线制。

(2)完成电力设备的供配电设计,其中喷淋泵、消防电梯为一级负荷,其供电采用双回路供电,在末端自动切换。

(3)完成电气照明设计,设普通照明、事故照明、疏散指示照明。

(4)计算大楼负荷,完成线缆及配电设备的选则与校验。

(5)完成防雷接地设计。

2.2设计方案

2.2.1 照明设计

本设计中照明部分包括普通照明、疏散指示照明和事故应急照明。在电梯处、消火栓处、自动扶梯的安全出口、疏散楼梯处、疏散走道、公共出口出设置疏散指示照明。疏散指示照明设在安全出口的顶部嵌墙安装,或在安全出口门边墙上距地2.2~2.5米处明装;疏散走道及转角处在离地1米以下的墙上嵌墙安装。疏散指示照明照度为0.5lx,正常工作时由配电系统供电,浮充电,断电时由内部电池供电,由末端自投装置控制,维持时间为30min。配电室、门诊大厅、走廊、消防栓处等设置事故应急照明,设置在墙面和顶棚上,系正常照明灯具中的一部分,其照度不低于正常照度。正常时由配电系统供电,浮充电,事故时由内部电池供电,供电时间为1h。普通照明设计如下:

根据医院建筑等级要求及相关医院建筑照明标准,确定相关区域的平均照度值,

根据《建筑照明设计标准》GB50034-2004及实际工程实践中统计医院建筑照度标准值对比如下: 工程实践及我国医院建筑照度标准值对比表

房间或场所 行业标准 美国IESNA-2001 日本JISZ9110-1979 本标准

治疗室 50-100 300 300-750 300

化验室 75-150 500 200-500 500

手术室 100-200 3000-10000 750-1500 750

诊室 75-150 300 300-750 300

候诊室、挂号厅 50-100 100 150-300 200

病房 15-30 50 100-200 100

护士站 75-150 300 300-750 300

由工程图纸可知各层吊顶高,根据一般医院建筑材料确定天花板、墙壁、地板的反射系数ρc、ρw、ρf ,选择合适的灯具及平面布局,确定灯的数量及灯泡的功率。

灯的数量:

根据《现代建筑电气设计指南》表11-71选取多布列荧光灯距高比L/H

按较为合理的距离比选择灯具数量。

计算高度:

H=H1-Ha

式中H—计算高度(m);

H1—灯悬高度(m);

Ha—工作面高度(m);

室型指数:

式中W—居室宽度(m);

L—居室长度(m);

灯具的最小照度系数:Z灯具维护系数:k灯具利用系数:

每个灯的光通量:

式中E—平均照度(lx);

Z—最小照度系数 (若所给照度为平均照度则Z为1);

A—居室面积(m2);

K—维护系数(查《现代建筑电气设计指南》表11-70);

N—灯具数量;

—利用系数(根据IR、ρc、ρw、ρf查《现代建筑电气设计指南》表11-81);

根据以上结果,查《现代建筑电气设计指南》表11-9选相应型号的荧光灯,其额定通光量Fg>F即可。所选型号荧光灯实际平均照度 看是否符合规定的照度要求。

炫光:

炫光限制的评价检验按照CIE(国际照明委员会)的推荐以统一炫光指数UGR表达,其基本公式为:

式中Lb—背景亮度(cd/m2);

L—观测者视线内每个照明器的亮度(cd/m2);

—观测者视线内每个照明器的发光部分的立体角(cd/m2);

P—位置系数,由视线内刚好可以看到的最后一个照明器确定。

进行UGR指数计算时,需要掌握位置系数表和灯具厂商提供的完整的灯具表面亮度数据,故在目前国内的实际应用尚不能完全推广。故可根据《建筑电气专业技术措施》表8.2.23得荧光灯无反射罩,光源功率>36的最低悬挂高度2.0米;无反射罩,光源功率 36的最低悬挂高度3.0米;有反射罩的最低悬挂高度2.0米;进行炫光条件的验证。

2.2.2 供配电设计

本工程楼由220V/380V低压电源供电,由楼外引两路电力电缆直埋引入一层配电室,由电源切换箱进行自动切换,经动力配电箱后供向各层照明配电箱。其中护士站与血透区供电负荷等级为一级负荷,其余为二级负荷。干线穿钢管沿墙向上敷设,分别引至各层照明配电箱,对各层照明配电进行分区,每层由2~3个照明配电箱进行分区域供电,每个照明配电箱引5~7路供电线路,照明和插座在不同回路,插座回路设漏电保护,每条线路连接不超过4个房间,并且所有配电箱预留一条线路备用。其中一层CT室,DR室,MR室和二层血透区所在配电线路设EPS应急电源,并且由干线动力配电箱各引一条线路接交流电源配电板并配有应急电源,其功率和容量根据用户需要自行购置。机房、电梯机房、配电间供电由支线动力配电箱供应,并且由两条线路分别引至,在末端进行自动切换。

2.2.3负荷计算

由于综合楼的电气设备具有电设备种类多、用电量大且负荷密度高、供电可靠性要求高、电气系统复杂、电气线路多、电气用房多等特点,《全国民用建筑工程设计技术措施》电气部分中指出了医院的用电负荷指标:40—70W/m2,《建筑照明设计标准》中指出的照明功率密度值约为12W/m2,本设计根据以上依据进行负荷的估算Pg,利用需要系数法进行负荷计算:

计算电流:

用电设备组计算负荷:

线计算负荷

式中: ------------------同时系数

------------------需要系数

Q-------------------用电设备组无功功率(KVA)

P--------------------用电设备组有功功率(W)

---------------------计算电流(A)

根据计算电流和导线的热效应进行导线的选型和断路器等电气设备的选型和校验。

2.2.4 防雷接地系统

本工程为第三类防雷建筑,沿女儿墙,屋角,屋沿,屋脊,屋顶四周敷设避雷带,并在屋面组成不大于20mx20m的网格.避雷带沿预制支架敷设.支架为25X4mm扁钢,突出屋顶的金属物,均与避雷带焊接;非金属物体,在其上部增加避雷带或避雷针,与其它避雷带焊接成一体.防雷引下线不少于2根,引下线沿建筑物周边均匀对称布置,与柱内主筋焊接,引下线间距小于25m,引下至基础钢筋网,以基础钢筋网加辅助接地做接地体,接地电阻小于0.5欧姆,要求从一层向上柱内主筋每层应可靠焊接,柱内主筋与每层框架梁可靠焊接.并与基础内主筋可靠焊接,基础内主筋搭接处可靠焊接,使整体形成可靠的电气通路。为防止雷电流流过引下线及接地装置产生很高的电位,对附近的金属物及线路产生反击,采用共同接地装置,设置总等电位、层等电位连接。低压线路在进入总配电线箱处设避雷器。

2.3工作流程

(1)认真审题,根据设计题目查阅医院建筑电气设计相关资料。

(2)根据前期查阅的资料明确设计思路和设计方案。

(3)进一步熟悉AutoCAD软件。

(4)进行照明布置设计,完成照明设备的选型及相应图纸。

(5)进行供配电设计,完成相应图纸。

(6)根据计算电流选择相应设备进行校验,完成设计系统图。

(7)优化设计图,完成系统的总体设计,写论文准备答辩。

三、毕业设计(论文)工作进度安排

第一阶段:开题报告

20xx.03.01— 20xx.03.04 了解医院建筑电气设计的国内外现状,熟悉相关的规则和标准,查找相关资料。

20xx.03.05— 20xx.03.08 阅读并理解所找的资料,初拟设计方案、写开题报告初稿。

20xx.03.09— 20xx.03.13 完善方案和开题报告,学习AutoCAD软件。

第二阶段:设计阶段

20xx.03.13— 20xx.03.20 查看图纸,对图纸进行全面的掌握与熟悉。

20xx.03.21— 20xx.03.27 根据相关的规则和标准进行照明的设计与选型。

20xx.03.28— 20xx.04.02 根据相关的规则和标准进行供配电的设计。

20xx.04.03— 20xx.04.10 进行负荷的计算和相关设备的选型并进行校验。

20xx.04.11— 20xx.04.15 优化设计图,完成系统的设计。

第三阶段:论文撰写

20xx.04.16— 20xx.04.25 整理设计阶段资料,撰写毕业论文初稿。

20xx.04.26— 20xx.05.08 校验整个系统的设计,完成毕业论文初稿。

20xx.05.09— 20xx.05.21 根据指导老师意见修改毕业论文。

20xx.05.22— 20xx.05.30 完善毕业论文,完成终稿。

第四阶段:答辩

20xx.06.01— 答辩前 论文打印、装订、评审,评审通过后参加答辩

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