關(guān)于探討自動化控制系統(tǒng)設(shè)計方式自動化畢業(yè)論文.doc

關(guān)于探討自動化控制系統(tǒng)設(shè)計方式自動化畢業(yè)論文 1取苗機(jī)構(gòu)的主要部分動作控制過程 11苗盤輸送的控制過程 苗盤輸送機(jī)構(gòu)的主要功能是把苗盤固定在上面通過步進(jìn)電機(jī)帶動每隔一固定時間轉(zhuǎn)動1次每次只轉(zhuǎn)動1個固定距離(即為穴盤的格子間距)將1排穴盤苗送到指定的位置通過液壓頂苗桿將秧苗頂出當(dāng)整盤苗全部被頂出后輸送裝置會將穴盤輸送走進(jìn)行回收并且將下一盤苗送到指定位置從而實現(xiàn)穴盤苗均勻、連續(xù)地輸送到位 12液壓頂苗桿的控制過程 液壓頂苗桿的動作過程是間歇往復(fù)伸縮運動目的是將到達(dá)指定位置的穴盤苗從苗盤中頂出當(dāng)輸送定位傳感器檢測到苗盤到達(dá)指定位置時就驅(qū)動液壓缸反復(fù)伸縮運動根據(jù)實際需要確定其頂出的距離即可將整排秧苗頂出然后頂桿縮回 13放苗輸送機(jī)構(gòu)的控制過程 當(dāng)穴盤苗被頂桿頂出落入到下方的曲線導(dǎo)苗管由于穴盤苗根部重力大穴盤苗將直立著落到放苗輸送帶上的每個隔板之間放苗輸送帶由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動可根據(jù)實際作業(yè)要求設(shè)定其轉(zhuǎn)動速度將秧苗喂入到投苗機(jī)構(gòu)中由投苗裝置再將秧苗進(jìn)行栽植當(dāng)落入到放苗輸送帶上的一排苗全部喂完后電機(jī)停止轉(zhuǎn)動輸送帶等待下一排的穴盤苗的落入通過上述各機(jī)構(gòu)之間的運動控制配合可將穴盤苗從穴盤中自動喂入到投苗機(jī)構(gòu)中由投苗機(jī)構(gòu)將秧苗置入田間開出的溝穴中進(jìn)行覆土和鎮(zhèn)壓等工作從而完成穴盤苗的整個移栽過程 2控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 控制系統(tǒng)是取苗機(jī)構(gòu)的指揮系統(tǒng)通過它可以讓執(zhí)行器按照規(guī)定的要求進(jìn)行工作可編程序控制器(PLC)是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)與繼電器相比它具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單、體積小和能耗低等特點因此本設(shè)計選用PLC作為取苗機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)8在取苗機(jī)構(gòu)自動取苗過程中主要會涉及到以下幾步:1)苗盤輸送機(jī)構(gòu)處的傳感器1檢測苗盤輸送帶上是否有苗盤如果沒有則發(fā)出報警信號2)液壓頂苗桿處的傳感器2檢測穴盤被頂出的那排穴盤中是否有秧苗如果有驅(qū)動液壓缸伸出頂苗桿將秧苗頂出穴盤;如果沒有電動機(jī)1啟動帶動苗盤輸送帶傳動直至傳感器2檢測到有苗液壓頂苗桿頂出秧苗后返回原位3)放苗輸送機(jī)構(gòu)輸送帶1上的傳感器3檢測其上是否有秧苗如果有秧苗電動機(jī)2啟動將秧苗喂入栽植機(jī)構(gòu);如果沒有則等待4)放苗輸送機(jī)構(gòu)輸送帶2上的傳感器4檢測其上是否有秧苗如果有秧苗電動機(jī)3啟動將秧苗喂入栽植機(jī)構(gòu);如果沒有則等待在此控制系統(tǒng)中PLC輸入端與傳感器、行程開關(guān)和按鈕等相連而輸出端直接和電動機(jī)、電磁閥、指示燈和報警信號等相連各種邏輯控制及時間控制在PLC內(nèi)部實現(xiàn) 21可編程序控制器(PLC)的選擇 首先根據(jù)設(shè)計的工藝要求確定I/O點數(shù)其中輸入13點輸出10點再增加10%20%的備用量以便隨時增加控制功能再根據(jù)I/O點數(shù)、編程與程序調(diào)試的靈活性、擴(kuò)展性和性價比等要求選用的可編程序控制器為西門子S7200系列中的S7200CPU226它有24個輸入點、16個輸出點、2個RS485通訊口其中1個通訊口與計算機(jī)相連1個與操作界面相連方便編程與調(diào)試S7200CPU226包括1個中央處理單元(CPU)、24V直流電源以及數(shù)字量I/O點這些都被集成在一個緊湊和獨立的設(shè)備中 22步進(jìn)電動機(jī)的選擇 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的電氣設(shè)備脈沖的數(shù)量決定了旋轉(zhuǎn)的總角度脈沖的頻率決定了旋轉(zhuǎn)的速度方向信號決定了旋轉(zhuǎn)的方向根據(jù)被控設(shè)備的技術(shù)數(shù)據(jù)采用二相八拍混合式步進(jìn)電機(jī)型號為42BYGH101 23傳感器的選擇選 擇接近開關(guān)作為檢測有無秧苗的傳感器接近開關(guān)有3根連接線(紅、藍(lán)、黑)紅色接電源的正極黑色接電源的負(fù)極藍(lán)色為輸出信號當(dāng)與秧苗接近時輸出電平為低電平否則為高電平 3控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 31手動控制方式 用按鈕操作對裝置的每一種運動單獨進(jìn)行控制手動運行方式不是控制系統(tǒng)的主要運行方式而是用于設(shè)備調(diào)試、系統(tǒng)調(diào)整和緊急情況下的控制方式因此是自動運行方式的輔助方式所謂緊急情況是指PLC在故障情況下運行 32自動控制方式 穴盤苗自動取苗機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)上電系統(tǒng)進(jìn)入上電復(fù)位狀態(tài)按下啟動按鈕取苗機(jī)構(gòu)開始工作裝在苗盤支架上的位置檢測傳感器檢測頂苗桿頂出的該排是否有穴盤苗若無苗則驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)帶動送苗傳送帶直到傳感器檢測到該排存在穴盤苗電機(jī)則停止運動;若檢測到有苗則驅(qū)動液壓頂苗桿機(jī)構(gòu)動作頂苗桿伸出并將檢測到的該排秧苗從穴盤中頂出然后液壓頂苗桿縮回因根部自重秧苗通過曲線導(dǎo)苗管直立地落到停穩(wěn)的放苗輸送機(jī)構(gòu)輸送帶1的每個隔板之間當(dāng)位置傳感器檢測到隔板之間有秧苗時驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)1帶動輸送帶1運動將秧苗喂入到栽植機(jī)構(gòu)中去;當(dāng)輸送帶1在投喂秧苗時苗盤輸送機(jī)構(gòu)以及液壓頂苗桿繼續(xù)工作苗盤輸送帶將穴盤的第2排送到指定位置液壓頂苗桿將第2排秧苗頂出并將第2批的秧苗投入到停穩(wěn)的放苗機(jī)構(gòu)輸送帶2上的隔板之間等待投喂;當(dāng)輸送帶1上的秧苗全部被喂完之后步進(jìn)電機(jī)2啟動帶動輸送帶2運動并且開始喂苗;而停止的輸送帶1繼續(xù)接受第3排秧苗的落入經(jīng)過這樣一個重復(fù)循序的過程取苗機(jī)構(gòu)就能完成連續(xù)地向栽植機(jī)構(gòu)中投喂秧苗以保證移栽機(jī)的持續(xù)工作提高移栽效率在此控制過程中可通過鍵盤和顯示器設(shè)定參數(shù)來控制移栽速度及秧苗株距若在控制過程中某一部分出現(xiàn)故障報警裝置啟動報警程序 4結(jié)束語 本文針對一種新型的穴盤苗頂桿式取苗機(jī)構(gòu)設(shè)計了自動取苗控制系統(tǒng)該控制系統(tǒng)以PLC控制器為核心通過步進(jìn)電