10050522周克锐开题报告.docx
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10050522周克锐开题报告
学科类：
工科学号：
100201050522
学校代码：
12795密级：
2014届本科生毕业论文
摩托车雾化防锈系统雾化压力与油温控制系统设计（开题报告）
院系：
机电工程系
专业：
机械设计制造及其自动化
姓名：
周克锐
指导教师：
邹鸣章
毕业设计（论文）开题报告
学生姓名
周克锐
专业
机械设计制造及其自动化
班级
10机械（5）班
拟选题目
摩托车雾化防锈系统雾化压力与油温控制系统设计
选题依据及研究意义
随着我国国民经济的不断发展，摩托车产量逐年上升。
但是摩托车的防锈工作却没有与产量同步发展。
许多零部件防锈能力极差，投放市场后，在较短时间内就会出现锈蚀老化，不仅降低了摩托车的寿命，而且损害了广大消费者的利益，削弱了他们对国产摩托车的信赖度。
提高摩托车的防锈能力要从材料的本质抓起，并在零部件外表采取必要的防锈措施。
摩托车在出厂运输储存过程中可能遇到各种各样的环境变化，并不能保证都是在环境温湿度良好的环境下存放，而摩托车的金属构件在温湿度适当的情况下会在空气中腐蚀，影响整车寿命，造成非必要损失，给整车防锈就不得不被着重考虑。
如果摩托车在尚未销售之前出现锈蚀等问题，所造成的损失是不应该由消费者承担的，所以一旦销售前的摩托车出现锈蚀，其损失将由生产厂商负担，并且由此引发的废品率上升，成本提高等一切问题都将转嫁到消费者身上，本着降低生产成本，提高生产效率的原则，给整车防锈就不得不被着重考虑，成为了提高产品利润的又一增长点。
所以在摩托车出厂前都需要对其进行防锈处理。
传统的防锈处理有金属镀铬等，但在要求整车美观的前提下，镀铬等电镀方式有很多的不足，现实就要求另一种防锈措施。
例如进行静电喷涂防锈油，在摩托车表面形成一层油膜将摩托车表面同空气隔离开，在销售后冲洗擦拭干净即可，这样就做到了即美观又延长使用寿命的目的。
本设计可以解决困扰商家用户以及生产企业许久的难题，降低维护成本增加成品率，同时可以在用最少的资源的情况下解决棘手的问题。
通过自动控制系统控制喷油的整个过程，既能降低工人的劳动强度，同时还可以减少由于喷雾而造成的身体损伤，毕竟使用的防锈油仍然是具有高附着性的油类，其化学毒性仍然不能忽略。
利用自动化设备支撑整个系统既减少了工人数量，同时也改善了工人的劳动环境，此举也可以降低在工人医疗上的投入。
所以本设计具有社会、经济、人身安全等多方面的意义。
选题研究的现状
国外近年来对金属包装的防锈研究已经有了实质性的突破。
主要研究方法集中于气相缓蚀剂的研究方法，已经在实际中得到了广泛的应用，为解决金属包装的锈蚀问题做出了重大的贡献。
气相缓蚀剂，又名气相防锈粉是粉末状气相缓蚀剂（VolatileCorrosionInhibitors）的俗称。
Rustoper（锈蚀终结者）气相防锈粉是一种水溶性防锈粉末，可干湿两用。
主要用于金属凹陷、中空或腔体处的内部金属表面的防锈蚀处理。
在密闭空间内，使用干燥的气相防锈粉，防锈效果极佳。
气相缓蚀剂在常温下能迅速挥发并充满金属包装内整个空间，吸附在金属包装表面上，起到阻滞金属包装表面腐蚀的防锈作用。
具有节约资源、减少劳动量、拆封即可使用及美化包装等优点，现已被广泛应用于金属包装等行业。
作为气相防锈纸的有效化学成分，亚硝酸盐类缓蚀剂由于对钢制包装的长期有效防锈能力和优良的抗盐雾性能，在国外已得到了广泛的使用。
但是亚硝基和仲胺在人体内易合成亚硝胺，形成一种强致癌物质，其毒性引起了人们的高度重视。
目前，国内冶金领域中，轧钢生产线钢材轧制成型后防锈工序，一般采用辊式涂油机、侵沾式涂油机、静电涂油机，以上涂油机不仅造成油侵和辊涂后的钢材的表面油层不均匀和油流淌飞散，造成油耗大、成本高、污染环境等缺点，或者是静电涂油机涂膜薄厚不均匀和不可调整，还不利于流水线自动化生产。
本方法克服了金属零件制成型后，被涂表面油层不均匀和流淌飞散，造成耗油大，污染环境，涂膜薄厚不均匀和不可调整，还不利于流水线自动化生产等缺陷，实现喷涂防锈油涂膜薄厚的调整可控和智能化。
它是集空气雾化和智能控制，机电一体化及其相关技术所组成。
喷涂防锈油的雾化量、油膜厚度智能化控制油膜均匀，具有高效节能生产效率高，易实现自动化作业，大大提高防锈油利用率，对环境污染小明显改善操作工人的劳动条件，该方法既可以应用于一般金属元件的防腐，又可以应用在轧钢生产线上钢材轧制成型后增加的一道防锈工序，以防止钢材表面防腐蚀和氧化，还可保护钢材表面的光泽，而且在复杂的零件的喷涂方面尤为显著，这种方法喷涂不留死角，而且实现自动化，节省的劳动力。
喷涂防锈油的雾化量、油膜厚度智能化控制油膜均匀，具有高效节能生产效率高，易实现自动化作业，大大提高防锈油利用率，对环境污染小明显改善操作工人的劳动条件。
研究内容
1.研究的基本内容和主要问题
1.1雾化防锈油喷涂系统的总体流程
摩托车由传送带传送，可以控制传送带传送速度，分为快速传送和慢速传送两档，在摩托车还没进入雾化室时进行快速传送，在雾化室内进行慢速传送使油雾均匀沾附在摩托车表面。
当摩托车进入雾化室起开始喷出防锈油，当摩托车离开雾化室时停止喷雾。
而此过程需要检测摩托车是否进入和离开雾化室，需要检测油箱中的油温、压力以及液位以使油箱中的防锈油时刻满足喷涂要求，油滴不要过大或过小，如果需要还要控制传送带的速度，油泵的工作状态以及空压机的工作情况。
而油温液压都是可调的以适应不同温度湿度条件下的工作情况，所以需要设计出可视的输入输出模块，即键盘和LED显示器。
同时在检测油温、液压以及液位的时候要设定报警值，如果出现需要报警的情况，如油温过高、压力过大、液面过低或过高都是需要报警的甚至是需要停机否则会造成人身设备的危险。
软件设计部分就是要设计出满足上述要求的程序以供系统调用：
键盘扫描程序，LED显示程序，液压油温的PID调节程序，油泵及空压机的调速程序和传送带的调速程序，以及报警程序。
1.2主要问题
温度传感器的选型、油温的控制、压力传感器的选型、空气压力的控制、电机的选型、报警电路的设计、键盘及LED显示、液位的控制。
1.3解决问题的方案
本课题主要研究的是温度和压力的控制，所以在温度传感器的选型、压力传感器的选型上要符合工艺要求（如空气压力P=4kg±0.2kg/cm），油温的控制、空气压力的控制都将采用PID调节，使油温和空气压力达到最佳的效果。
根据设计要求电机的选型分为三个电机的选型即空压电机1KW；风帘电机1KW；传送带电机2KW；根据电机的技术参数可以从网上或相关书籍上找到符合要求的电机。
再次就是报警电路的设计，根据其工艺生产过程选择声光报警控制，考虑到工业现场的噪声比较大所以用声光报警，键盘及LED显示方面，由80C51系列单片机构成的小型测控系统或智能仪表中，常常需要扩展显示器和键盘以实现人机对话功能。
8279芯片在扩展显示器和键盘时功能强、使用方便。
1.4解决问题的思路
本设计以油箱的温度和空气的压力控制为被控对象，通过对油箱的温度和空气的压力控制对象特性的分析来确定油箱的温度和空气的压力控制硬件系统的设计和控制方案。
把油箱的温度和空气的压力控制系统作为为研究对象，其中硬件部分设计，主要由控制电路包括8051处理器、存储器2764、键盘/显示器接口8279等、测温、测压、控制液位及报警电路（包括声光报警、温度检测、压力检测、液位控制及A/D转换等）组成。
由于本系统对温度、压力控制的精度不高，所以没有使用油温、液压补偿。
同时建立了被控对象的数学模型，控制采用比较成熟的变速积分分离PID算法，并通过仿真选择了控制律的参数。
利用8051单片机构成了控制器，实现了实时控制。
测量温度部分是靠热电偶来实现，采用热电偶（铜—康铜热电偶）温度传感器，测量标准，克服了常规方法补偿误差大的缺点。
测量压力部分是靠应变片来实现，采用传感器的电桥电路的应变片压力传感器，有效的限制了桥路的初始不平衡、零点的漂移、输出灵敏度的漂移和输出非线性等缺陷。
使用8279键盘显示芯片，利用其在键盘显示上的专业性，提高CPU的使用效率，保证系统能够实时的工作在实际测量控制温度、压力的状态下，在键盘被按下的时候才中断原有监测控制过程，转而工作于键盘操作中。
该系统具有温度、压力实时监测，温度、压力实时控制，液位监测实时注油、以及键盘输入等功能，使温度和压力的控制为误差达到T≤±2℃，P≤±0.2kg/cm，实时显示油箱内的温度和空气的压力，记录温度和压力变化的过程。
研究内容（包括基本思路、框架、主要研究方式、方法等）
基于单片机的雾化压力与油温控制系统设计的基本思路:
本设计以油箱的温度和空气的压力控制为被控对象，通过对油箱的温度和空气的压力控制对象特性的分析来确定油箱的温度和空气的压力控制硬件系统的设计和控制方案。
把油箱的温度和空气的压力控制系统作为为研究对象，其中硬件部分设计，主要由控制电路包括8051处理器、存储器2764、键盘/显示器接口8279等、测温、测压、控制液位及报警电路（包括声光报警、温度检测、压力检测、液位控制及A/D转换等）组成。
由于本系统对温度、压力控制的精度不高，所以没有使用油温、液压补偿。
同时建立了被控对象的数学模型，控制采用比较成熟的变速积分分离PID算法，并通过仿真选择了控制律的参数。
利用8051单片机构成了控制器，实现了实时控制。
测量温度部分是靠热电偶来实现，采用热电偶（铜—康铜热电偶）温度传感器，测量标准，克服了常规方法补偿误差大的缺点。
测量压力部分是靠应变片来实现，采用传感器的电桥电路的应变片压力传感器，有效的限制了桥路的初始不平衡、零点的漂移、输出灵敏度的漂移和输出非线性等缺陷。
使用8279键盘显示芯片，利用其在键盘显示上的专业性，提高CPU的使用效率，保证系统能够实时的工作在实际测量控制温度、压力的状态下，在键盘被按下的时候才中断原有监测控制过程，转而工作于键盘操作中。
该系统具有温度、压力实时监测，温度、压力实时控制，液位监测实时注油、以及键盘输入等功能，使温度和压力的控制为误差达到T≤±2℃，P≤±0.2kg/cm，实时显示油箱内的温度和空气的压力，记录温度和压力变化的过程。
2.研究步骤、方法及措施
2.1设计思路：
1）电源接通各种设备开启后（空气压缩机、电加热器、风帘电机等），经各个传感器检测，油温、液位、气压是否达满足要求，如达到要求，传送带开始传送摩托车，不达到要求则处于等待状态。
2）油温、液位、气压达到要求后，传送带开始以快进来传送摩托车，雾化室的出入口个有一光电开关，当摩托车触发入口光电开关，产生一个脉冲并送给单片机，使传送带以工进的速度传送，喷头延迟3秒开始喷射。
3）摩托车触发出口的光电开关，喷头停止喷射。
4）油温液压都是可调的以适应不同温度湿度条件下的工作情况，所以需要设计出可视的输入输出模块，即键盘和LED显示器。
同时在检测油温、液压以及液位的时候要设定报警值，如果出现需要报警的情况，如油温过高、压力过大、液面过低或过高都是需要报警的甚至是需要停机否则会造成人身设备危险。
2.2系统总体框图
2.3系统的结构框架图
2.4程序流程图
论文提纲
目录
摘要
一.绪论
二.单片机控制系统总体方案设计
（一）系统的设计原则
（二）系统总体方案和工艺要求
（三）系统概述
三.系统控制硬件系统设计
（一）原理图的设计原则
（二）芯片功能介绍
（三）系统各模块功能实现方法
（四）控制系统硬件结构图
四.系统软件与模型
（一）数学模型建立
（二）控制系统的算法设计
（三）软件结构
（四）软件设计
五.系统调试实现
（一）硬件调试
（二）软件调试
参考文献
附录
致谢
报告人签名：
周克锐
参考文献
[1]袁学军.防锈油现状及发展趋势.《润滑油》2007年第22卷第二期.
[2]李右善.《自动控制原理》.北京：
机械工业出版社,2000.6.
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北京航空航天大学出版社，2005.
[4]何立民.《单片机应用技术选编》
（1）-（8）.北京：
北京航空航天大学出版社2002.
[5]熊幸明.《工厂电气控制技术》.北京：
清华大学出版社，2005.
[6]常键生.《检测与转换技术》（第三版）.北京：
机械工业出版社.2004.6
[7]张鹤鸣，刘耀元.《可编程控制器原理与应用技术教程》北京：
北京大学出版社，2005.
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[9]张虹.《电子技术与应用》.北京：
机械工业出版社，2001.
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西安科技电子大学出版社，1999.
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机械工业出版社，2000.
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上海大学自动化学院,2004.
[14]项毅.《工厂电气控制设备实验与设计指导》.北京：
机械工业出版社,2001.
[15]《中国集成电路大全》编写委员会.《中国集成电路大全》TTL/CMOS分册.北京：
国防工业出版社,1985.
[16]《中国集成电路大全》编写委员会.《中国集成电路大全》9－16分册北京：
国防工业出版社,1986.
[17]王瑞兰.《单片机的智能压力检测系统的设计》.潍坊学院信息与控制工程学院
——《商场现代化》2007年2月（下旬刊）总第495期.
研究进程安排（包括提纲、一稿、二稿、定稿起讫时间）
2013年10月8日--2013年10月15日，做好毕业论文选题工作，确定指导老师及学生分组情况。
完成毕业论文选题汇总表、选题结果汇总表、选题分析报告表、毕业论文计划表。
2013年10月16日--2013年10月18日，指导教师向学生下达任务书。
2013年10月19日--2013年11月15日，学生完成参考资料的收集、阅读、并写出文献综述和开题报告。
指导老师审阅后，学生方可开题。
2013年11月16日--2013年12月15日，学生完成毕业论文一稿。
2013年12月16日--2014年1月10日，学生完成毕业论文二稿。
2014年1月11日--2014年3月20日，学生完成毕业论文三稿。
2014年4月12日--2014年4月13日，组织论文答辩。
其它说明
指导教师是否同意开题
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院部教学负责人签署
签名:
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