基于OBE理念的林业“自动控制原理”实践教学改革探索

基于OBE理念,从林业领域对新工科工程技术人员的具体特色需求出发,遵从“电类”专业实践教学培养方案及毕业要求,以“自动控制原理”实验课程为例,以问题为抓手,以成果为导向,探索基于OBE理念的“自动控制原理”实践教学目标,改革实践教学内容及教学方法,建立合理的考核评价体系,通过科研反哺教学,建立基于林业科研项目的案例库,并应用于“自动控制原理”实践教学,促使专业承担起人才培养的任务和基础,为林业生态发展提供高素质的“电类”工程技术人员。

智能化背景下饲料加工设备的发展研究

随着科技的快速发展,智能化技术正在逐渐渗透各个领域,饲料加工设备行业也不例外。在当前的背景下,我国饲料加工设备行业虽然基本普及了机械化生产,但自动控制技术水平普遍偏低,饲料加工智能化则正在快速崛起。基于此,本文首先概述了当前饲料加工设备行业的现状,指出其存在的问题和面临的挑战。然后探讨在智能化背景下我国饲料加工设备应如何发展,提出提高自动控制水平和建设智能化加工厂等发展方向。最后,讨论实现这些发展方向所需的具体措施,包括提升自动化水平、加强智能化饲料加工的认识理解和应用推广以及加大资源投入等。通过相关研究,希望为饲料加工设备行业的智能化发展提供有价值的参考和借鉴。

全喂入玉米联合收获机电气控制系统的设计

针对人工收割玉米劳动成本较高、收获效率低、茎秆焚烧造成环境污染且籽粒收获还需要对玉米进行二次加工等问题,对全喂入玉米联合收获机进行了设计,并重点对电气控制系统进行了研究。为了实现玉米联合收获机的智能化控制,对其自动对行和割台高度自动调控装置进行了设计。其中,自动对行装置采用Labview平台进行设计,割台高度采用PID控制器进行控制。为了验证该玉米联合收获机的性能,对其电气系统进行了玉米自动对行试验和割台高度自动调控试验。结果表明:玉米联合收获机可实现自动对行和割台高度自动调控。

基于PLC控制的自动剥锌机上料机构分布制动技术研究与应用

本文以新一代双板双工位高效自动剥锌机组为研究对象,针对上料机构运载阴极板作业过程中阴极板摆动问题进行了深入研究,提出一种基于PLC控制的自动剥锌机上料机构分布制动技术,很好地抑制了阴极板的摆动。进行了仿真分析和试验验证,结果表明:使用分步制动技术,上料机构制动时间减少了36.8%,制动距离减少了41.5%,实现了上料机构快速、高效、稳定的运载阴极板,降低了因阴极板摆动过大导致剥锌机挂取阴极板失败的故障率,大幅提升了剥锌系统工作效率。

全自动包装机在片碱包装中的应用

介绍了片碱全自动包装机的主要机构、工作原理及应用效果。

汽车轮毂轴承内、外圈自动送料装置的研制

为提高汽车轮毂轴承制造自动化水平,研制一种汽车轮毂轴承内、外圈的磨床自动送料装置。创新发明了储料料仓、取料送料机械手等组成机构,设计非标自动送料装置整体机械结构以及PLC电气控制系统。使用ANSYS Workbench对关键零部件进行模态分析,避免其在装置运行过程中产生共振而影响作业精度。经试用验证:该自动送料装置结构合理,运行正常,满足工程实际需求。

隧道施工锚杆钻机钻杆自动送进机构设计

针对隧道施工锚杆钻孔的特点,设计了一种钻杆自动送进机构。该机构由伺服电机、行星减速器、压紧装置等组成,可实现钻杆的自动进给和回退。通过优化传动系统和控制系统,提高了钻进效率和钻孔质量。在某隧道施工现场开展钻进试验,测试了不同钻进参数下的性能指标。实验结果表明,所设计的钻杆自动送进机构具有较高的钻进速度和钻孔直线度,控制精度满足要求,可有效提高钻进自动化水平。

关于某家用电器平面轴承自动装钢珠装置的研究与应用

为提升家电企业轴承装钢珠的组装效率,降低员工组装轴承钢珠的工作强度,本文在对轴承钢珠组装的动作步骤分析的基础上,设计出一种单工位自动组装轴承钢珠的装置。通过设计自动组装轴承钢珠装置,自动供料装置,PLC逻辑控制电路等,使该装置各部分紧密配合,继而实现轴承自动装钢珠功能~[1]。

基于PLC控制的耐火材料自动送料机设计研究

本文旨在针对耐火材料行业,设计一种高效、可靠的物料输送自动送料机,以提高生产效率和加工质量。通过合理设计总体结构、优化送料机构和驱动装置、科学布置传感器,并采用西门子S7-1200系列PLC作为控制核心,实现了自动送料功能。经过严谨的性能测试,评估了该送料机在实际工作中的生产效率、加工精度和稳定性等关键指标,结果表明其各项性能均达到或超出预期目标,优于同类产品的平均水平,展现出良好的工业应用前景。

标准化池塘养殖自动投饵系统设计

基于气力输送原理,设计了一套以S7-200可编程序控制器(PLC)为控制器,触摸屏为人机界面的自动投饵系统。论述了投饵设备的组成及工作原理,控制系统的设计以及软件实现。通过PLC系统对下料速度、投饵时间、停饵时间等参数进行设定,实现自动投饵控制。试验结果表明,该系统达到设计要求,输送管长320m时投饵量可达1.1t/h,定量精度为±1.5%。

奶牛饲喂自动机电控制系统的设计与试验

为开展奶牛精准饲喂及采食行为学研究,设计了一种集自动识别、饲喂、数据自动采集、数据分析与处理于一体的奶牛饲喂自动机电控制系统。该系统包括机械装置、电子识别系统、料槽称质量系统、中央控制系统、现场数据存贮及远程数据提取与分析系统等几部分。其中,机械装置包括料斗、支撑座、栏杆和阻挡单元等;电子识别系统包括阅读天线及料门启闭的气动装置;料槽称质量系统除支撑座外,还有嵌入的质量传感器及线路;中央控制系统包括微处理器、看门狗复位电路、读卡器电路、称质量数据采集电路、数据通信电路、数据收发器电路及外围驱动与稳压电路等。现场数据存贮电路接受来自各个饲喂系统的中央控制系统发送的采食行为数据,其主板结构与中央控制系统基本一致,预设可存贮记录数为14 000条,且采用堆栈数据存贮模式。远程PC端数据提取与分析系统实时管理采食行为数据,并提供多功能的数据挖掘分析。系统测试结果表明,对牛只低频RFID(134 kHz)电子耳标的识读率为100%,料及槽的计量范围为0.01~200 kg,最低称量精度10 g,实际称量相对误差≤0.15%,同时满足奶牛对最大采食量及精准饲喂对计量的需求。系统的采食行为试验表明,奶牛的日均采食次数、采食时间及采食量等采食行为均差异显著(P<0.05),符合奶牛的采食行为特点。具体地,奶牛日均采食次数10~13次,日均采食时间5.38 h,而奶牛个体实际采食量与NRC(National Research Council)模型预测的采食量有-4.76%~7.83%的偏差,可能是由各种内外部因素及NRC模型的普适度造成的,有待进一步研究。总之,该系统能较好地实现奶牛个体的精细化饲喂,为研究奶牛的采食行为特点提供了在线、智能化的自动数据采集与分析平台。

池塘养殖全自动精准投饲系统设计与应用

目前池塘养殖过程中需要人工搬运饲料,劳动强度大、人工成本高。现有投饲设备缺少称量和自动控制功能,存在投饲量控制不精准、自动化程度低、难以集成管控等问题。为此,该研究设计了一种全自动精准投饲系统,主要由机械设备、自动控制系统、信息管理系统等组成。基于“控制在本地、管理在云端”原则确定了系统结构。采用大料仓投饲机和散装饲料实现饲料出厂、运输、装料和投料全程机械化作业。开发了基于可编程逻辑控制器和称重传感器的自动控制系统,实现设备全自动运行和投饲量精准控制。控制系统与信息管理系统对接,实现投饲管控与企业生产经营管理的一体化。通过对视频监控设备的集成实现投饲过程的可视化监控。该系统在某大型养殖企业投入生产应用,建立了800 hm2的全自动投饲养殖示范基地,基本实现投饲过程的无人化作业。与传统小型投饲机、人工搬运和加装饲料的投饲方式相比,该系统可以减少劳动力成本70%、节约饲料用量3%,有效降低成本,取得了良好经济效益,具有实际工程应用价值。

基于PLC的远程气力输送自动投饵控制系统的设计与实现

为提高水产养殖投饵的自动化和工业化水平,满足现代水产养殖精确投饵的需要,研发了国内第一套远程气力输送自动投饵系统,并设计了以PLC为控制核心,集编程、传感器等技术为一体的自动化控制系统。介绍了设备的主要结构、工作原理、控制系统硬件选型及编程方法。在GX-DEVELOPER-8.34环境下采用梯形图语言编制系统运行和监控软件,实现投饵作业的精确计量、自动控制和人性化操作。检测结果表明,该自动投饵系统基本达到设计要求,风机排气压力在49.0 kPa时管道远程输送距离达到300 m以上,投饵速率达1 586 k.gh-1,证明该设备能有效提高投饵效率和质量。

高密度养殖池塘自动气力投饲机的设计试验

为解决池塘高密度养殖过程中的投饲机承载量小、投饲不均匀、投饲范围小、饲料利用率低等问题,提出一种基于气体输送原理的自动投饲机。根据其工作原理,对投饲机的供料系统、输送系统、抛料系统和控制系统进行了设计与分析,采用气力作为供料能源,管道作为输送机构,撒料盘作为抛料机构,西门子S7-200PLC作为系统控制单元。结果显示,该自动投饲机能同时满足6个池塘的投喂,并能单独控制,满足池塘的投饲需求;投饲距离达20 m,平均投饲速度400 kg/h,破碎率低于0.9%,基本满足设计要求。与传统池塘投饲机相比,该投饲机具有结构简单、操作方便,饲料不易破碎、饲料利用率高等特点,并可实现对投饲量精确调节与控制。

污水处理厂化学除磷自动控制系统优化研究

以某污水处理厂化学除磷工艺为例,设计了时序控制、流量前馈、出水浓度反馈等动态加药控制系统,并通过生产性试验比较了控制效果,发现出水反馈控制简单易行、可靠性好。总结了化学除磷自动控制系统设计的要点。

集中式自动投饵系统的研制

为了满足池塘养殖产业化、现代化的需要,提高养殖机械自动化水平,基于气力输送原理,设计了一套以可编程序控制器(PLC)为控制器的集中式自动投饵系统。介绍了投饵系统的组成及工作原理,分析了系统气力输送、多路配送、自动控制等关键技术。根据设计要求,对自动投饵系统进行投饵性能测试,投送距离320 m时,最大投饵量为1 100 kg/h,吨料能耗低于8 kW h/t,饲料破碎率低于0.7%。试验和实际应用结果表明,该系统能够实现定时、定量以及高效投喂,操作方便,可靠性高。

电容器铝壳自动上料-定量灌胶控制系统设计

针对电容器铝壳自动上料和定量灌胶工序存在自动化程度低、灌胶精度低等问题,设计了电容器铝壳自动上料-定量灌胶控制系统.采用三菱FX3GA系列PLC对控制系统的软硬件进行合理配置,并详细设计了系统的硬件组成和软件流程;采用三菱GS系列触摸屏,实现系统的参数修改和状态监测功能.该系统已在电容器生产企业实际应用,应用效果表明:系统运行可靠、平稳,运行周期为10s,铝壳定量灌胶误差小于2%,其提高了产品质量和生产效率,满足企业生产要求,具有一定的推广价值.

模糊PID控制废水pH值研究

废水处理具有时滞性、非线性以及数学模型难建立等特点,传统控制方法难以对控制对象——pH值起很好的控制效果,并造成反复处理,浪费人力物力。这里介绍一种模糊控制与PID控制相结合的方法,以解决控制中的难点——时滞性和非线性等问题。并简要介绍废水自动加药系统的构成及模糊PID控制在废水处理过程中的应用。通过采用模糊PID实现对pH值较好的控制,增强控制系统稳定性和抗干扰能力,提高污水处理质量,降低处理开支。

蟹、虾养殖池塘移动投饲装置的设计与试验

为解决蟹、虾池塘养殖过程中存在投饲不均匀的问题,设计制作了一种用于大中型蟹、虾塘养殖池塘的移动投饲装置。该装置可实现行动轨迹自动控制,可不间断向池塘抛撒饲料。通过自动行走机构在池塘中行走,其绞龙结构将饲料从饲料箱输送到撒料盘,撒料盘配有可调频伺服电机,通过变频器调节撒料盘转速,可控制撒料半径和撒料量。设计投饲储料箱容积0.08 m3,撒料盘距水面高度0.62 m。试验选用养殖池塘长100 m、宽33 m。结果显示:满储料箱饲料可满足面积0.33 hm2蟹、虾池塘投喂一次的要求;直线行走时,投饲直径可调节范围为1.2~5.8 m;投饲速度可调节,饲料破碎率在1%左右,储料箱残饲率在2%~8%。研究表明:该移动投饲装置具有自动行走、投饲均匀、投饲范围广等优点,能有效提高蟹、虾池塘饲料利用率,减少劳动力成本,可推广到各大中型养殖池塘使用。

室内工厂化水产养殖自动投饲系统设计

针对当前我国室内工厂化水产养殖机械化和自动化水平低,人工投饲劳动强度大的现状,利用轨道传动、传感器和PLC技术,设计了新型的室内工厂化水产养殖自动投饲系统。从室内工厂化水产养殖自动投饲系统的工作原理、技术要求和关键部件结构的设计3个方面进行介绍,主要对行走装置、料仓、定量控制装置、抛撒装置、上料装置和自动控制装置等方面做了详细的设计。同时,利用Pro/E软件对室内工厂化水产养殖自动投饲机的整机结构进行了三维实体建模。结果证明,该投饲机各部分组装合理,可以进行后续的样机制作,并有望应用于国内现有的室内水产养殖工厂,来替代效率低、成本高的人工投饲。