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申报书

过程装备与控制工程

四川省重点实验室项目申报书

项目类别

一般项目

□基础研究项目

□应用研究项目

重点项目

□基础研究项目

应用研究项目

项目名称：

移动破碎站液压自动控制系统开发

起止时间：

2012~2013

承担单位：

四川理工学院

项目负责人：

林海波

学科门类：

过程装备与控制工程

学科情况：

院级重点建设学科

填报日期：

2012年9月6日

过程装备与控制工程四川省重点实验室制

填报说明

1、申报书适用于过程装备与控制工程四川省重点实验室资助自然科学研究项目；

2、封面“项目类别”只能选填一种，在该项目类别前□中画“√”；

3、申报书填写要求用A4纸计算机打印。

一式三份统一报送过程装备与控制工程四川省重点实验室；

4、未尽事宜，可另附材料说明。

一、目的意义和国内外研究现状分析

在现代化化建设逐步加快、基础设施建设日趋完善的今天，在铁路、公路、建筑、水利、冶金等行业对破碎机的需求量日益增加，并得到了广泛的应用。

移动破碎机可以看做是一种简易的石料生产线，根据加工原料的种类、加工规模以及对成品物料要求的不同，具有很高的性能、高度可靠性、易于运输、装配时间短、操作和维修安全、简单。

尤其适用于场地有限的破碎作业，消除了破碎场地、作业环境对破碎作业的障碍。

根据移动破碎机的上述特点，在建筑垃圾处理方面更为适合。

目前城市化建设仍在不断发展，不可避免地产生大量的建筑垃圾，对这些建筑垃圾的处理成为城市建设的首要问题。

然而，目前对移动破碎机的需求量仍然有很大的缺口。

因此，具有良好的发展前景。

首先投放在中国市场的产品是履带移动式破碎机。

以美卓生产的诺德伯格LT系列粗碎移动式破碎站为代表。

破碎技术和质量较先进，每台设备由25个基本模块组成，每一个模块都拥有丰富的选装件，能够根据客户的特殊要求，为客户“量身订作”。

履带移动式破碎机可用于岩石、矿石、块状的道路沥青混凝土、拆除的建筑水泥混凝土物料的破碎再生利用。

本研究将开发履带式移动破碎机的液压系统和控制系统，研发出适用于国内建设的移动破碎机，以便于大规模地应用于产业化生产，服务于社会。

二、研究方案及可行性分析

1、研究目标、研究内容

一、研究目标：

设计适用于作业环境适应性强的履带式移动破碎机的液压系统及控制系统，掌握不同作业环境对设备工作的影响。

二、研究内容：

（1）履带式移动破碎机液压控制系统硬件系统设计；

（2）履带式移动破碎机控制系统软件设计；

（3）液压系统及控制系统实验仿真实现，达到生产应用要求。

2、拟采取的研究方法、技术路线和试验方案

本次实验采用自行设计的液压自动控制系统，应用于移动破碎机的设备运行要求。

并通过实验研究，满足设备工作要求。

一、此次实验主要测试以下内容：

1、液压控制系统硬件是否满足工作要求。

2、控制系统软件部分对设备的动作控制是否到位。

二、实验测试方法

首先根据电气控制系统需求搭建硬件平台，并根据硬件编写相关软件。

然后设计液压系统，并完成液压硬件实验模型。

最后对设计完成的电气控制系统及液压系统进行测试，测试分以下几个步骤进行：

1、硬件部分测试。

包括硬件接线是否正确，安装是否合理，功能是否实现，性能是否良好，以及可靠性、兼容性、稳定性等进行严格测试。

2、软件部分测试。

软件的功能是否实现，以及性能、兼容性、稳定性进行严格测试，以发现软件漏洞以及错误。

3、电气系统测试。

在模拟系统运行的环境下，软件部分和硬件部分同时进行测试，以验证和确认控制系统是否达到其原始目标，检查完整的程序系统是否能和系统硬件正确配置、连接，并满足预期要求。

4、电气控制系统和液压系统测试。

模拟实际工作环境，用电气控制系控制液压系统，检查控制的精确度和准确度，以及液压系统的反应时间。

3、项目实施进度安排

2012.9~2012.10，资料查询，确定控制动作及参数。

2012.11~2012.12，完成电气控制部分软件及硬件设计、安装、调试工作；

2013.1~2013.5，完成液压控制系统设计的整体抗干扰环境测试工作，并进行电气液压综合系统测试。

整理数据，总结经验，撰写和发表学术论文。

2013.6~2013.8，结题准备，申请鉴定。

4、本项目的特色与创新之处

一、项目特色：

本项目推出的该移动式破碎站，完成液压系统和控制系统设计，立足通过一体化的整合机组，方便快捷的实现建筑垃圾的破碎处理。

移动式破碎站组合设备是根据建筑垃圾分类加工的主体流程，经过合理设计，实现各种破碎、筛分设备的一体化组合，通过车载系统或履带驱动系统，达到整体化移动作业的功能，可以灵活的选择施工场地，对物料进行及时处理，大大降低物料的运输加工成本，提高生产效率。

二、项目创新点：

本项研究着力于为当前大量城市建设过程中产生的大量建筑垃圾提供一种处理途径。

移动破碎机在该方面显示出了巨大优点，本项目同时提高了国内同类技术的水平，研究创新点有两个：

一是控制系统采用一体机方式，可靠型大为增加，二是系统灵活性、环境适应性强。

三、最终成果形式及成果预期水平

最终成果形式：

1、公开发表学术论文2~3篇以上；

2、指导硕士研究生1名，本科毕业生6名

3、提供具有国内领先水平液压及电气控制系统一套，可满足生产作业要求；

4、确定适宜的安装流程和参数设置；

成果预期水平：

达到国内领先，世界前列水平。

四、成果转化措施及社会、经济效益分析（限应用型项目填写）

本项研究移动破碎站液压系统和控制系统，（国内目前对该系统研究较少），针对城市建设中存在的大量建筑垃圾的问题，利用移动破碎机的优点，为城市建筑垃圾的处理提出一种切实可行的途径。

可持续发展是我国的基本国策，历届政府都非常重视环境保护工作，环保产业是我国未来重点发展的产业，也是我省将要发展的支柱产业。

目前移动破碎站相关技术的研究较少，相关产品的开发也在发展中，该研究成果具有广阔的市场前景；作为国家鼓励发展的环保产业设备，该成果届时必将为自贡机电行业提供新的经济增长点。

同时，建筑垃圾资源化利用除了能使市民生活在更清洁的环境中外，最根本的是能避免无节制开发所导致的自然生态环境的破坏，同时产生巨大的经济效益。

对于保护我们的生态环境，维护人民的身体健康，所具有的社会价值更是无法用具体的经济指标来估计。

五、现有工作基础和条件

1、与项目有关的前期研究状况

1）主持人硕士就读期间，作为主要工作人员进行了“循环流化床反应器”（国家自然科学基金－海外青年学者合作基金资助（No.29928005））的研究工作，完成了硕士毕业论文《气固循环流化床中粗重颗粒浓度分布的实验研究》，对循环流化床的流动特性研究有较多的研究，为研究本项目奠定了较扎实的理论基础和较强的科研能力。

2）主持人多年来始终关注环保事业，针对废水和固体废弃物的处理进行了深入的研究，完成了“循环流化床垃圾焚烧炉的预处理系统研究”的研究工作，发表相关学术论文多篇，并正在教育厅经费的资助下，开展生猪屠宰废水处理新型反应器的研究工作，取得一定的进展。

3）本组成员具有丰富的科研经验，学科交叉，协作能力强，承担地市级项目多项。

其中，主要成员曾涛一直着力于流化床流动特性的研究，于2006年9月至2007年3月在加拿大西安大略大学祝京旭教授的指导下，从事湍动流态化的研究，利用国外先进装置完成了部分实验数据的采集工作，可充分利用国外数据与国内实验数据比较，进行分析研究，可有效节约了本项目的设备投资费用。

2、现有研究条件，尚缺少的实验条件和解决途径

本校测控试验室提供良好的实验条件及实验场所。

尚缺少的试验条件及解决途径：

控制系统所需硬件：

自行选择参数，外购

试验所需材料：

外购

反应器配套小型设备：

外购

六、项目负责人承担的其它研究项目

项目来源

项目名称

起止年月

负责

或参加

进展或

完成情况

四川理工

学院

循环流化床垃圾焚烧炉

的预处理系统研究

2003.10~2005.10

负责

已完成

（横向项目）

CNG加气站

撬装体咨询报告

2005.9~2005.10

主研

已完成

省教育厅

气固湍动流态化的

流体力学性能研究

2008.1~2010.12

第一

主研

在研

省教育厅

生猪屠宰废水

新型处理设备的研制

2008.1~2010.12

负责

在研

（横向项目）

已完成

七、项目研究组成人员的基本情况

单位

姓名

年龄

职称

学位

现从事专业

分工

四川理工学院

林海波

33

教授

硕士

化工过

程机械

总体方案

设计

四川理工学院

黄丹平

41

副教授

博士

化工过

程机械

方案指导

装置设计

四川理工学院

36

硕士

环境工程

硬件设计

四川理工学院

37

测量仪表

及控制

测控系统设计、数据采集

四川理工学院

42

化工过

程机械

软件设计

八、经费预算

支出科目

金额（万元）

预算根据或理由

经费概算合计

3.35

业务费

0.6

设计费用、版面费、打印复印费等。

试验材料费

0.3

原材料损耗、水电运行费用

小型专用仪器设备费

1.0

测量仪表购置

协作费

1.0

主体装置制造，整套设备安装

差旅费

0.15

调研、原材料采购、参加会议交流

管理费

0.2

项目管理

其它费用

0.1

不确定开支

九、单位（部门）审查意见

环保产业是我国重点发展产业，也是我省将要发展的支柱产业，移动破碎站是国家鼓励发展的用于环保产业设备。

该项目立意新颖，选题具有应用性和前沿性，符合我省的经济发展需要。

该课题组集合了多学科的力量，成员具有较强的科研经验和科研实力。

单位（部门）负责人：

（单位盖章）

2008年4月15日

本系将大力支持，提供相应的设备配套，做好服务工作，确保项目的顺利完成。

十、专家推荐意见

本项目充分发挥负责人丰富的机电产品研究经验和成果，利用本团队成员在电气控制和液压控制领域的丰富经验，着眼于新型电气控制系统和液压系统的研究，力争实现该新型移动破碎站的广泛应用，设计适用于城市建筑垃圾的处理设备，为城市的环保事业做出贡献，并最终为实现同类设备的大批量工业化生产找到适合的设计方法和生产工艺。

申报项目目标明确，拟采取的研究方法、技术路线和试验方案科学合理，具有很强的操作性。

目前大量建筑垃圾继续寻找合理的方式处理，而现有处理办法在能耗、处理效果等方面都有待改进，此项目在建筑垃圾的处理上具有前瞻性和创新性，针对破碎场地限制，设备灵活性需求高的特点，综合移动破碎站在处理建筑垃圾上的优势，为大量城市建筑垃圾的处理探索一种切实可行的方法。

项目选题符合我国、我省的经济发展需要。

推荐人（签章）：

2003年04月12日

林海波同志1996年7月从华东理工大学毕业分配来我院机电工程系从事教学、科研工作，2000年9月至2003年7月在四川大学攻读研究生。

该同志严格要求自己、勤奋学习、勇于开拓，具有较高的学术水平和独立组织、从事科研工作的能力和经验。

作为负责人和主要参与人员，完成（在研）多项环保项目，发表多篇相关学术论文。

同时考虑到该项目的跨学科性，该课题组成员由多学科研究人员组成，学术水平高，学风严谨，具有年轻、团结、肯干的特色，课题组组成合理，分工明确，能有效发挥各人所长，有能力完成申请的课题。

推荐人（签章）：

年月日

该项目若成功应用于城市建筑垃圾处理，必将带来巨大的经济效益和显著的科研成果。

鉴于林海波同志所取得的杰出成绩和所申请的项目具有重要的应用价值，谨慎重推荐林海波同志申报过程装备与控制工程四川省重点实验室项目，并希望给予资助，使其为我国的科教事业、四川的经济发展做出更大贡献！

十一、过程装备与控制工程四川省重点实验室学术委员会审查意见

学术委员会负责人：

（单位盖章）

年月日

十二、四川理工学院审批意见

负责人：

（单位盖章）

年月日