木碎料成型挤压力自动控制系统的研究开题报告

1. 研究目的与意义

（1）散装材料做炭化特性研究时，常需要进行成型加工成一定形状再炭化处理，研究其有关特性。

（2）实验室一般利用模具和压力试验机进行散装木碎料的成型加工。加工过程需对成型压力进行控制。如果压力过小，则会影响成型；而压力过大，则不仅会造成木碎料成型过于密实，而且损伤成型模具。

（3）本项研究是利用压力传感器对成型压力进行实时监控，由控制系统确保成型质量，又不损伤成型模具。研究结果对散装材料的成型加工具有一定的实用价值。

2. 国内外研究现状分析

国外对于生物质成型的研究起步较早，美国早就在上世纪三十年代就开始研究林木生物质压缩成型技术，并且研制了螺旋压缩机。日本在1948年首次申报了关于利用木屑为原料生产棒状成型燃料的专利，并且于50年代研究出独特的致密成型技术体系。2005年，世界生物质成型产量已超过了4200万吨，其中欧洲地区产量达300多万吨，到2008年总产量达到1160万吨，欧洲地区达到740万吨。

我国关于生物质成型的研究起步较晚，从二十世纪八十年代开始引进并开始致力于林木生物质成型技术的研究。南京林化所在七五期间开展了对林木生物质成型机的研制以及对于生物质成型理论的研究。当时的主要成型设备是螺旋挤压成型机。目前我国已经初步形成具有较大规模的专业木碎料成型市场，以及较强的木碎料成型技术研发、创新能力和设备制造能力，并且已经形成相对独立的木碎料成型工业体系。

在生物质的固化技术方面，我国在20世纪80年代中期开始研制，现已达到工业化规模生产。据悉，国内目前有数十家工厂开发生产有单头和双头的棒状螺旋挤压成型机、内压滚筒式颗粒成型机。这些设备可讲锯末、稻谷壳、甘蔗渣、秸秆、花生壳、杂树枝等含炭物质，经过高温高压、俗话、成型、炭化等工艺流程，制成圆、方等棒状成型物木炭，其发热量明显高于等量的煤及天然木炭。20世纪90年代以来，我国部分省市能源部门、乡镇企业及个体生产者积极引进成型技术，创办生产企业，全国先后40多个中小型企业开展了这方面的工作，并进行了产业化生产，形成了固化成型的良好势头。我国的压缩成型机可分两种：螺旋挤压式成型和液压冲压式成型机，国内螺旋挤压成型机在运行的曾有800多台，单台生产能力多在100~200kg/h之间，电机功率7.5~18kw，电加热功率2~4kw，生产的成型燃料多为棒状，直径为50~70mm，单位产品电耗70~100kwh/t。我国秸秆成型原料丰富，成型后的燃料具有体积小，密度大，储运方便，成型燃料致密，无碎屑飞扬，使用方便、卫生，燃烧持续稳定，燃烧效率高的特点。燃烧后，灰渣及烟气中污染物含量小，是清洁能源，有利于环境保护，因此生物质成型燃料是高效洁净能源，可替代矿物能源用于生产与生活领域。

3. 研究的基本内容与计划

1、研究内容

（1）我国对于散装材料加工成型的现状；影响散装木碎料成型质量的主要因素分析及成型压力对木碎料成型质量的影响；确定碎料成型挤压力自动控制系统方案。

（2）木碎料成型挤压力自动控制系统主控设备和输入/输出模块的选择；木碎料成型挤压力信号的采集和处理等控制系统硬件设计。

4. 研究创新点

（1）采用plc系统，使系统更加稳定，同时提高系统数据的准确性。

（2）通过采用变频器变频调速技术，实现挤压力的控制。

（3）结合触摸屏所设计的人机交互界面的友好，不仅可以在线显示挤压力大小，而且工作人员可以通过触摸屏进行挤压力大小的控制。