基于PLC的竹類秸稈打包機控制系統軟件設計與實現目錄第一章引 1.3設計內容及研究方法 2- 4-2.1整體設計 2.2工作流程分析 2.3控制系統設計思路分析 2.4控制系統的組成及工作原理 2.6本章小結 3.1PLC選型 3.2液壓系統的液壓缸和電磁閥的要求選擇 3.3捆扎裝置的要求 3.4傳動帶的要求 3.5行程開關和傳感器的要求選擇 3.6交流電機選擇 21-3.7I/O分配和硬件接線圖 3.8本章小結 26- 27-4.1編程軟件介紹 27- 29-4.3本章小結 37- 第一章引言秸稈打包機是一種利用液壓原理將秸稈壓縮成塊狀后便于秸存空間的機械設備。在秸稈綜合利用中，不可或缺。根據動一是牽引式，二是自走式。牽引式即依靠在外部設置的動力源提供動力。自走式通常相對而言，國外研究秸稈打包機的歷史比較長。在打包秸稈的機械式固定壓包機生產于美國此時不僅僅美國包括英國等歐洲國家都有了普遍的應用。在二十世紀三十年代中第一臺牽引式小上都有著明顯的提升。在六十年代中期的時候圓捆用。目前，國外在秸稈打包機研發方面處于領先水我國在秸稈打包機的研發上起步比較晚在二十技術成熟度不夠在90年代末停滯。由于國家出臺的很多與之有關的政策秸稈打包機需求量逐日增加我國與之相關的研究加大了力度(程度上展現了起初我國主要是對牽引式打包機的研發。就現在來說國內大多是以牽引式為主而國外對自走式的研發已經十分完善。其緣較為完善的產業支撐，國內沒有經驗的支持和完善的研發基礎以做支撐。目前而言國內秸稈打包機研制有著很大的發展1、設計內容：通過國內外研究秸稈打包機的歷程及現狀設計出一對秸稈自動打包機進行控制運行的控制系統。結合所學實際內容以及農民實際將秸稈完成操作控制便捷、一次性完成打包傳送過程的基于PLC控制系統。并根據(1)對秸稈自動打包機進行原理分析并根據控制對象提出控制要求；(2)進行秸稈打包機控制系統整體設計分析；(4)設計PLC外圍硬件線路，包括電氣原理圖、I/O連接圖及電氣線路圖；(5)軟件設計；(6)程序設計及系統調試。本設計綜合低成本、低能耗、高效率、易操作、維修作業質量、結構合理、運行穩定等特點設計出自動秸稈打包機為2、研究方法：通過文獻查詢；通過查閱大量與本課題有關的文獻，查閱出完成設計所需資料，通過知網下載并參考相關論文的撰寫；通工作性能要求，從理論上分析了關鍵部件的工作原理。這原理與實際相結合，完成控制系統設計；通過所學專業知通過查閱秸稈打包機研究背景與研究意義，結合國內外發展第二章基于PLC的竹類秸稈自動打包機的控制系統設計2.1整體設計整個機器結構主要由要由喂料箱、鐵板、壓縮箱、液壓系統關門、傳送帶、電機、控制箱以及金屬外殼等組成。整體大致結構二維模型如圖2-1。通過整體緊湊結構秸稈進行由上到下、由右到左的物料輸送。驅部，液壓裝置安裝在驅動裝置和控制箱下部，板安裝在喂料箱和壓縮箱銜接處以便能夠流暢及完整和足量的裝在壓縮箱的左側。傳送帶安裝在捆扎裝置出。壓縮箱的右邊開關門與傳送帶銜接吻合，該秸稈打包機通過控制系統控制液壓缸控制推板的伸出縮回，當液壓缸伸出時，通過推板對料進行壓圖2-1整體大致工藝結構二維模型此設計的控制系統不需消耗大量人力，具有很好的自動運行能力。且分有自動和手動2種運行模式。自動運行控制工作流程圖如圖2-2,自動運行工作流程：當秸稈經喂料口進入喂料箱中，在這樣的背景下通過觀察喂料箱中的觀察□是否完全落下，若落下到位則按下啟動按鈕，電機運轉將鐵板打開秸稈落至壓縮箱中(林曉東，趙瑤裝置帶動從而關閉。再而壓液壓缸下壓秸稈讓秸稈受壓，從這些模式中顯現完成后下壓液壓缸向上收至上收限位行程開關處，然后左推液壓缸向左壓液壓缸使開關門開門并且開關門開門完成后左推液壓缸接推至左推限位行程開關處，緊接著左推液壓缸向右收至限位行程出再然后開關門液壓缸使開關門關閉并且傳送帶運行，傳送帶運輸秸稈物料到裝置的物料檢測光電傳感器處然后捆扎裝置運行將秸稈進行捆扎打包(付澤墨，周雅種誤差，并在研究設計、數據搜集、分析途徑等多個方面采研究設計階段，本文認真制定了科學的研究計劃，以保證研究問題說的合理性。在數據搜集階段，本文運用了多種數據渠道，以實現數據的相互支持和驗證，同時應用標準化流程來削減數據采集的主觀影響。在分析定量與定性分析，以全面、客觀地解讀數據，并運用統計工具進行研究結果在關鍵預設變動下的魯棒性。捆扎打包完成后由傳送帶運物料檢測光電傳感器處后整個控制系統停止，這在一定程度上是是觀察秸稈下料是否到位?上收限位行程開關被觸發閉合?左推液壓缸左推捆扎裝置運行?捆扎打包完成的秸稈物料被傳送出?傳送帶尾部傳感器檢測到秸稈物料?整個系統停止，等待拿料并再次運轉鐵板打開?鐵板關閉，下壓液壓缸下壓?左推限位行程開關被觸發閉合?傳送帶開，左推液壓缸右收?右收限位行程開關被觸發閉合?上收限位行程開關被觸發閉合?開關門關?下壓一定時間后上左推一定時間后，開關門開?捆扎裝置的傳感器檢測到秸稈物料?此次設計的控制系統手動點動控制工藝流程：按下相應動作按鈕進行鐵板開、下壓、上收、左推、右收、開關門開、開關門關、捆扎裝置運行、傳送帶運行的相應動作呼應。要進行一個相對完整的自動的對秸稈的壓縮打包的過程，首制系統，此系統需要我們可以把秸稈入料、推壓壓縮、捆扎打理解以至于能夠實現其整個流程。從這些跡象表明當然對于成本的控制以及操作的簡便都是十分重要的，以便能夠適應當下大多農業機械行業，包括農村地區，也為了方便的應用，進行的該控制系統設計完成的使用能夠實用、便捷，能夠適用于高速度的信息流通網絡(付辰，成樂倩，2021)。當前的研究內容及結論，與現有的成熟理論模型限制液壓缸伸出和縮回的位置，物料檢測光電傳感器用來檢測秸稈物料的位置，以便進行下一個動作。運行指示燈來顯示系統是否在運行的狀態(付若冰，成啟航，2020)。在這樣的背景下控制系統包含中間繼電器、電磁閥、指示燈、交流電機、行程開關、光電傳感器等元件。2.5控制系統功能實現要求此控制系統主要研究為通過西門子PLC進行控制來實現秸稈自動打包機的入料、壓縮、打包、傳送、物料檢測功能的實現。通過設計硬件和軟件來實現本控制系統需要的控制功能。基于PLC的秸稈自控打包機的控制系統需要實現的功能要求如下(胡澤揚，付羽辰，2019):(1)利用可編程控制器理論知識來實現對秸稈自動壓縮打包并傳送的控制。(2)采用手動按鈕開關進行控制運行并且可以進行手/自動轉換。(3)設計一個秸稈自動打包機并使用PLC控制整個系統的運行，包括自動控制交流電機運轉來實現鐵板的打開、捆扎裝置和傳送帶的運行，自動控制液壓缸的伸出縮回來實現秸稈的壓縮、開關門的開啟關閉。從這些模式中顯現并且可以手動操作進行每個動作的測試。(4)PLC要能夠通過光電傳感器檢測秸稈物料的位置，通過行程開關限制液壓(5)鐵板開啟是通過電機啟動轉動來實現車鐵板的打開，通過驅動電機的停止運行和復位機械裝置進行關閉。捆扎裝置運行和傳送帶運行都是通過電機進行運行控以上需要實現的功能要求中PLC作為整個控制裝置的核心，所以需要編寫正確的程序來控制實現。2.6本章小結本章對基于PLC的秸稈自動打包機的控制系統進行了思路分析，且由整理出的思路分析來進行控制系統的設計。并由整理出的控制系統原理框圖進行工作原理和控第三章基于PLC的秸稈自動打包機的控制系統的硬件設計3.1PLC選型plc(一種可編程電子邏輯程序控制器),是一種可編程電子邏輯程序控制器的一個英文名稱縮寫。這系統是一個以通用微處理器控制技術為主要設計理念核心，綜合了現代計算機控制技術、電氣控制系統技術、自動化電氣控制系統技術和移動無線通信控制技術及其應用發展而來的新型、通用的半自動化電氣控制系統設備集成裝置，具于編程方便及操作簡便。簡單且容易快速學習和熟練上手SIMATICs7-200是一款經濟性好且易于上手操作的產品，且產品多樣化。如果用戶之前使用過S7-200系列的PLC就可以比較輕松的掌握S7-200的用法。SIMATICs7-200系列產品的plc設備具有許多優點，從這些跡象表明例如速度更標準化、穩定性強、成本低廉以及整個自動控制效果更強。此次設計的模塊和可編程控制器服務器控制板劃分為最多284點數據和51點模擬輸入。上述部分所體現的創新主要在于觀察角度的突破，首要展現為對研究主體的全新理解。傳統研究往往局限于主體的典型特性與普遍關系，而本文則采取不同策略，深入挖掘那些被遺忘的邊緣屬性及潛在聯系。在選用研究方法時，呈現出獨特研究范式的局限，創新性地融合了多學科的研究途徑。此外，在理勇于跨越不同理論體系的壁壘，構建了一個綜合性的理論分析框架。這不僅填補了以往研究的理論空白區域，還為相關領域的理論演進提供了新的究的范疇與深度，為后續研究開辟了更為豐富的思考領域。這在一定程度上展現了這樣，完全不用擔心I/O數量不足。僅擴展基級別的大幅增加已經非常容易，因此可以大大減少服務器的應用程序(陳旭福，付玉倩，2020)。性與可靠性，為政策制定與實踐操作提供有力的理論支持與決策指導。本次液壓缸我們選擇HSO1*210L系列液壓缸，某種程度看出此系列液壓缸為雙作用單桿活塞式的。具有結構緊湊、重量輕、易裝易拆、維修方便等優點符合所設計的控制系統的需求。E3Z-T31/33型號表：檢測距離型號NPN輸出PNP輸出常閉常開常閉常開電機作為鐵板開關和捆扎裝置捆扎帶及傳送帶的作用元件是驅動動力所在。查閱資料及設計鐵板打開需要的速度為1m/s。在這樣的背景下捆扎帶需要運轉速度和傳送帶成比例為5:1。需要的捆扎帶運轉速度需要15-20m/min,傳送帶運轉速度為2m/min。并且所需承載并不大，經過思考成本、功率要求不大與傳送帶和捆扎裝置的需求等需要所以選擇交流異步電機并且可電機型號W電壓V電流A轉速范圍啟動CACA大扭矩多轉速多電壓圖3-84IK25RA-C-5GN10K交流電機3.7I/O分配和硬件接線圖1、I/O分配：PLC控制系統硬件設計重要條件之一是I/O分配表。要想行現場進行接線I/O分配表是十分重要參考之一。某種程度看出故以表格所示(許雅萱，陳澤瑜，2022)。名稱內部地址下壓伸出按鈕下壓縮回按鈕下壓縮回限位行程開關名稱內部地址運轉信號燈下壓伸出下壓縮回左推伸出左推縮回開關門開門開關門關門第四章基于PLC的秸稈自動打包機的控制系統的軟件設計4.1編程軟件介紹此次軟件編程將使用STEP7MicroWINSP9作為編程工具，它是西門子公司中200型號PLC專用的程序編寫軟件。通過了解軟件的基本功能和操作，可以在編寫程創新精神，巧妙地將前人在此主題的研究成果融入其中，使得研過對歷史文獻的系統分析與綜合，文章挖掘出了該領域尚未潛在的研究趨勢。在對現有理論的詳盡剖析基礎上，文章進一角與分析框架。在具體實施過程中，文章采用行了全面且深入的考察，從細微之處入手，揭示了事物的內結合其他領域的實踐經驗，為該主題的問題解決提供了更為廣泛和多元的思考路徑。這在一定程度上確認了如圖4-1編程軟件界面介紹它的操作界面由幾個不同功能的部分組成，比如在編輯區進行程序的編寫工作；菜單菜單工具條網洛注解程序編輯區局部變量表口6固面引導條指令樹行2列1INS可狀態圖輸出窗口狀態條路四工具)圖4-1界面介紹項目組成介紹：程序塊：程序塊包含三部分，分別是OB1、SBR_0和INT_0,代碼被編譯后可下載數據塊：數據塊由數據和注釋組成。符號表：可以使用特定的符號來表示輸入輸出地址，從這些對話中看出方便程序的編系統塊：用來設置系統中一些參數.從這些跡象表明在將程序下載到PLC時系統塊也要一并下載，一般情況下使用默認的參數。交狀態圖表：可以檢測程序執行過程中想要觀察的變量值和狀態的變化，它不需要下載到PLC,作為程序實時監控的一種手段。交叉引用表：可以用來查看被作為位或字節使用的內存區域。參數設置：打開它的操作界面可以進行相關參數的設置。1、繪制控制順序功能圖：根據秸稈自動打包機的接線圖以及工作要求繪制出控制順序功能圖。對于PLC編程知識不深的人進行控制順序功能圖的繪制是十分重要的為進行梯形圖編程的重要步驟之一，有了正確無誤的控制順序功能圖梯形圖的編程有了一定的學術水平可以根據所需要求直接編寫程序。控制順序功能圖如圖4-1。本文重新評估了研究結論，首先在理論上確認了假設的合理性及邏輯的一致性。通過詳細文獻檢索與對比分析，驗證了研究模式的科學性與實用性。進一步地，采用多種實證手段測試結論，確保其穩定性和可靠性。通過與其他研究的的普遍適用性和創新性。它不僅補充了一些已有理論，還帶來了新的思考維度，為理論的發展提供了新的證據，并討論了結論在實際應用中的潛在影響和對未來研究的方—30—4-1控制順序功能圖2、編寫程序：對于任何種類的PLC指令系統中起保停電路只有關觸電和線圈相聯系的指令。使用編程的人員十分樂于使用梯形圖進行編普及的PLC相關使用的編程技術語言。通過這些細節表明為在電氣原理圖的條件上產出的圖像編程語言。這次的控制系統控制部分選用的是SIMATICS7-200CPU224,如果條件不適合的話可以根據其他條件進行選型。在STEP7MicroWINSP9軟件中程序編輯區編寫程序，在此軟件中有著很多快捷指令能夠讓我們進行快速地進行編程(孫俊濤，黃奇遠，2023)。此次設計的控制系統的要求需要有手/自動轉換，控制當中也需要有定時器輔助控制PLC梯形圖如圖4-2。CPU輸入0:10.0CPU_輸出1:Q0.1PP9CPU_輸出1Q0.1CPU_輸入1:I0.1CPU_輸入2:I0.2CPU_輸入18:I2.2CPU輸入0:I0.0符號地址CPU_輸入1I0.1CPU_輸入18:12.2M0.09符號地址CPU_輸出1Q0.1下壓縮回限位行程開關限位行程開關限位行程開關限位行程開關限位行程開關限位行程開關限位行程開關限位行程開關M0.4CPU_輸入13:11.5CPU_輸入16:12.0M0.611.5左推伸出I2.0左推縮回左推伸出CPU_輸入16I2.0左推縮回M0.1CPU輸出1:Q0.1CPU_輸出1Q0.1CPU_輸出3Q0.3下壓縮回左推伸出開關門開門Q0.5左推縮回開關門關門CPU輸入0:10.0CPU_輸入CPU輸入0:10.0CPU_輸入CPU_輸出1CPU輸入0:10.0CPU_輸入4:10.4地址))CPU輸入0:10.0CPU_輸入8:11.0PU_輸出6:Q0.6)下壓伸出下壓縮回手/自動轉換下壓縮回按鈕左推伸出左推縮回左推縮回按鈕開關門開門CPU_輸出7CPU_輸出7——CPU_輸入11CPU輸入11:11.3CPU_輸出9:Q1.1開關門關門開關門關閉按鈕手/自動轉換4.3本章小結本章節主要對軟件設計的PLC梯形圖程序編程進行設計以及輔助編程的控制順序功能圖的設計。近幾年科學技術的發展使人們無論是生活還是生產方面都有了十分大的改善，所以很多東西人們更趨向于自動的，便捷的。要進行一個完整的自動的對秸稈的壓縮打包過程，首先要有一個完善的控制系統，此系統需要我們可以把送秸稈進行完整理解以至于能夠實現其一體自動化的操作的簡便都是十分重要的，以便能夠適應當下大多農業機為了方便的應用，該控制系統能夠實用、便捷，能夠適用于高速度的信息流通網綜合低成本、低能耗、高效率、易操作、維修便捷等設計需求，具備良好作業質結構合理、運行穩定等特點設計出自動秸稈打包機為秸稈打包傳送帶、三臺電機、控制箱以及金屬外殼等組成。整體大致二維模型如圖2-2。通過整體緊湊結構秸桿由上到下、由右到左的物料輸送。驅動機構安裝置安裝在驅動裝置下部，壓縮箱安裝在液暢及完整和足量的進行送料和便捷的控制。捆扎裝置裝在捆扎裝置的下側，以便與捆扎裝置相配合和料的輸出。壓縮箱的右邊開關門與傳送帶銜接吻合，該秸稈打包機通過控制系統控制液壓缸控制推板的伸回，當液壓缸伸出時，通過推板對料進行壓縮和推出，實現壓縮的過程和下一階段捆扎的稈壓縮捆扎的所有動作便于長時間生產。手動模式下便于調試基于PLC擁有強大及完善的功能、極具可靠及能耗小、極易操作時常進行現場數據的采集以及設備的控制。經過PLC對本設計中設備進行“智能”[1]陳銘羽，陳俊凱.一種煙葉自動打包機的設計與壓板結構優化[J].現代機械，2022,(02):73-78.[2]張怡辰，付俊天.自動打包機翻轉及纏繞機構設計與仿真分析[D].