棉花种子脱绒加工酸控系统设计

论文摘要

我国是世界上最大的棉纺国家,棉花的稳定供给对我国的棉纺织产业具有很大意义。棉花种子加工是棉花生产链中的重要组成部分,在不改变棉花良种本身所具有的优良品质的前提下,通过采用一系列的化学、物理方法,去掉棉种表面短绒。据调查,脱绒后的棉花光籽采用精量播种比带绒棉子播种每公顷节省种子82.5-105kg,若将我国460万公顷植棉田全部用棉花光籽精量播种,每年可节约种子38-48万吨,因此棉花种子脱绒技术与设备的运用是棉花种子工程中的基础环节和棉花机械化精量播种、节本增效的关键技术,在棉花生产中应引起足够的重视,脱绒后的棉种再经过精选和包衣处理,可提高棉种的科技含量,改善播种品质,使良种本身所具有的优良生物学特性充分发挥出来。本文根据棉花种子脱绒加工工艺的运行要求,设计了以PLC为核心控制单元,根据在线采集的反应溶液液位、pH值的变化,控制浓硫酸和水实时定量加注,应用变频调节技术实现酸液均匀搅拌,最大限度地保证了配酸过程的稳定性,经过配比的稀硫酸浓度保持在8%～10%的范围内,使残酸率和残绒率符合国标中规定棉种的残酸率小于等于0.15,残绒率小于0.27,生产出来的棉种质量合格,而且完全满足棉花种子脱绒加工的工艺要求,设计的PLC软件保护措施齐全,报警及预警指示完备,查找排除故障方便,实现了棉种脱绒加工酸控系统设备运行的全自动化。借助于“组态王”组态监控软件,设计了运行监控系统,使用命令语言编制相应动画程序,运用监控画面的仿真效果,使系统的运行控制更加直观、明了,实现系统运行状态的远程实时监控。切实提高种子加工质量,解决生产难题。另外,还对棉种脱绒加工酸控系统进行试验研究,用实验设计的方法选出棉种加工过程中硫酸pH值和滚筒温度的最优组合,并对酸控系统进行优化分析；建立酸控系统的数学模型并利用Matlab软件对系统进行仿真。对于开发和研制符合农艺要求的棉花种子脱绒加工系统,推动棉花生产机械化、自动化的发展、指导实际生产具有重要的现实意义和推进精量播种技术的实施奠定了坚实的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究棉花种子脱绒加工的背景与意义
• 1.2 研究领域国内外的研究动态及发展趋势
• 1.2.1 国内棉花种子脱绒加工的研究现状
• 1.2.2 棉种脱绒加工酸控系统研究现状
• 1.2.3 国外棉花种子脱绒加工的研究现状
• 1.3 几种棉花种子脱绒加工的特点
• 1.4 本文研究的内容
• 第二章 棉种脱绒加工概述及总体设计方案
• 2.1 棉种脱绒加工工艺流程
• 2.2 棉种脱绒加工酸控系统概述
• 2.2.1 酸控系统的组成
• 2.2.2 控制系统
• 2.3 棉种脱绒加工酸控系统总体结构
• 第三章 基于PLC下位机控制系统设计
• 3.1 可编程序控制器概述
• 3.1.1 PLC可编程控制器发展状况及特点
• 3.1.2 可编程序控制器的应用
• 3.2 可编程控制器的工作原理及结构特点
• 3.2.1 可编程序控制器的工作原理
• 3.2.2 可编程序控制器的硬件
• 3.2.3 可编程序控制器的软件
• 3.3 酸控系统设计
• 3.3.1 控制系统设计原则
• 3.3.2 系统控制要求
• 3.4 系统硬件配制及选型
• 3.4.1 系统硬件配制
• 3.4.2 系统硬件选型
• 3.4.3 系统硬件结构
• 3.4.4 PLC端口配置
• 3.5 系统软件设计
• 3.5.1 程序设计思想
• 3.5.2 PLC程序设计方法
• 本章小结
• 第四章 上位机监控系统设计
• 4.1 组态软件概述
• 4.1.1 组态软件的特点
• 4.1.2 常见的组态方式
• 4.1.3 组态软件的基本构成
• 4.2 基于组态软件的选择及控制
• 4.2.1 组态软件的选择
• 4.2.2 组态王6.53
• 4.3 基于组态王监控系统功能的实现
• 4.3.1 通讯连接
• 4.3.2 组态监控画面的设计
• 4.3.3 数据库的设计
• 4.3.4 动画连接
• 4.3.5 编写控制语言及命令程序
• 4.3.6 建立报警和事件窗口
• 4.3.7 历史趋势曲线和实时趋势曲线
• 4.3.8 报表系统
• 4.4 安全管理
• 本章小结
• 第五章 棉种脱绒加工系统实验研究
• 5.1 试验平台的构成及工作原理
• 5.1.1 试验平台结构
• 5.1.2 试验平台工作原理
• 5.2 试验方案及结果分析
• 5.2.1 试验系统与方法
• 5.2.2 试验指标及影响因素
• 5.2.3 试验方案
• 5.2.4 试验结果分析
• 5.3 棉种脱绒加工系统优化
• 5.3.1 酸控系统优化
• 5.3.2 滚筒温度控制优化
• 5.4 棉种脱绒加工酸控系统仿真
• 5.4.1 模型建立
• 5.4.2 控制器形式选择与参数整定
• 5.4.3 反馈解耦
• 5.4.4 系统仿真
• 5.4.5 模型仿真结果及分析
• 本章小结
• 第六章 工作总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 附录
• 石河子大学硕士研究生学位论文导师评阅表