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基于西門子PLC的種子包衣機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
DESIGN OF AUTOMATIC CONTROL SYSTEM FOR SEED COATER BASED ON SIEMENS
摘要
種子包衣是利用種子包衣機(jī)，把粘著劑包裹在種子表面的一種手段。種子包衣的方法是將含有、微肥、等種子包衣劑，按適當(dāng)在種子外面。目前，在國內(nèi)包衣設(shè)備中，由于電子控制系統(tǒng)過于簡(jiǎn)單廣泛，而不能準(zhǔn)確控制藥物量的劑量，也不能保證各個(gè)部分工作的協(xié)調(diào)性，因此嚴(yán)重降低了種子包衣的質(zhì)量，難以滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)高質(zhì)量種子包衣機(jī)的需求。為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的種子包衣，滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高要求，本設(shè)計(jì)研究了一款新一代的種子包衣機(jī)。
基于種子涂層技術(shù)發(fā)展的背景和主題選擇的背景，本文分析了涂層過程設(shè)計(jì)，PLC的設(shè)計(jì)控制核心觸摸人機(jī)界面的通訊窗口，結(jié)合軟件，頻率，感應(yīng)技術(shù)等自動(dòng)控制系統(tǒng)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)著重介紹了系統(tǒng)硬件選擇設(shè)計(jì)，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)軟件，系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)和大部分工程技術(shù)問題，對(duì)設(shè)備性能測(cè)定結(jié)果進(jìn)行了綜合分析。解決了現(xiàn)有種子包衣機(jī)電子控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單廣泛，包衣質(zhì)量差等問題，實(shí)現(xiàn)涂料部件保護(hù)，藥物精密測(cè)量，自動(dòng)操作，和人性化運(yùn)行。
關(guān)鍵詞 種子包衣機(jī)；自動(dòng)控制；PLC
Abstract
The seed coating is a means of wrapping with a special seed coating machine and then using an adhesive agent. The seed coating is a method of coating a seed pack containing non-seed material such as insecticides, micron fertilizers, growth regulators Clothing, wrapped in an appropriate proportion outside the seed. At present, in the domestic coating equipment, because the electronic control system is too simple and extensive, and can not accurately control the dose of drugs, can not guarantee the coordination of the work of all parts, thus seriously reducing the quality of seed coating, it is difficult to meet the modern agriculture Production of high quality seed coating machine needs. In order to achieve high quality seed coating to meet the high demand for modern agricultural production, this design has studied a new generation of seed coating machine.
Based on the background of the development of seed coating technology and the background of the theme selection, this paper analyzes the design of the coating process, PLC design and control the core touch the man-machine interface communication window, combined with software, frequency, induction technology and other automatic control system. The design of the hardware design, system monitoring software, system control software design and most engineering and technical problems are introduced, and the results of the equipment performance are analyzed synthetically. It solves the problems of the simple and wide electronic control system of the existing seed coating machine, the poor quality of the coating and the like, and realizes the protection of the coating parts, the precision measurement of the drug, the automatic operation, the safe production and the humanized operation.
Keywords seed coating machine automatic control plc
I
目 錄
摘要 I
Abstract II
1 緒論 1
1.1 引言 1
1.2研究目的及意義 1
1.3選題背景 1
1.4我國種子包衣設(shè)備基本類型 2
1.5主要研究?jī)?nèi)容 3
2 總體機(jī)械方案介紹 4
3 種子包衣機(jī)電氣部分設(shè)計(jì) 6
3.1 種子包衣機(jī)控制方案 6
3.2 種子包衣機(jī)傳感器的選擇 6
3.2.1光電傳感器 7
3.2.2液位傳感器的選擇 8
3.3 24V直流電源選擇 9
3.4繼電器控制與PLC控制的比較 10
3.5 PLC和變頻器的選擇 11
3.5.1 PLC的選擇 11
3.5.2 變頻器的選擇 12
3.6 硬件電路設(shè)計(jì) 13
3.7 程序設(shè)計(jì) 16
4系統(tǒng)維護(hù)與故障處理 22
4.1 軟件調(diào)試 22
4.2 程序調(diào)試記錄及結(jié)果分析 22
5配置的設(shè)計(jì) 23
5.1 配置軟件概述 23
5.2 組態(tài)軟件的功能特點(diǎn) 23
5.3 建立用SIMAT IC Pro Tool / Pro CS組態(tài)畫面 23
5.3.1人機(jī)通訊軟件 23
5.3.2系統(tǒng)監(jiān)控軟件 24
6 基于自動(dòng)系統(tǒng)種子包衣機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)越性 27
結(jié)論 28
致謝 29
參考文獻(xiàn) 30
II
1 緒論
1.1 引言
種子和土地，水組成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的三個(gè)基本要素，種子通過再加工它的優(yōu)良的生物學(xué)，遺傳特征就可以充分保留，還可以大大提升種子的商品價(jià)值，擴(kuò)大了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力?！熬盼濉逼陂g，國家開始實(shí)施“”，把提高作物種子選拔加工率和涂裝率作為實(shí)施“種子工程”突破口[1]。要生產(chǎn)出高質(zhì)量的種子，包衣設(shè)備的研發(fā)顯得尤其重要，直接決定最后農(nóng)業(yè)的收成。經(jīng)過包衣后的種子，含有充分的營(yíng)養(yǎng)，能夠保證種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，起到，增加收入的目的。據(jù)，種皮可以增加8％?10％的存活率[2]。因此種子包衣設(shè)備的好壞，將直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)收入的高低。本畢業(yè)設(shè)計(jì)研究以PLC為基礎(chǔ)的種子包衣機(jī)控制系統(tǒng)。
1.2研究目的及意義
由于西方發(fā)達(dá)國家，種子包衣技術(shù)起步早、發(fā)展迅速，流入市場(chǎng)快，我國想從根本上扭轉(zhuǎn)長(zhǎng)時(shí)間低層次反復(fù)和技術(shù)不到位的情況，需要建立和健全種子加工技術(shù)研發(fā)平臺(tái)，來滿足中國高產(chǎn)并且高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。為此，研究人性化，清潔自動(dòng)化，高品質(zhì)高效率的種子加工技術(shù)已成為行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。這些年來伴隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和新農(nóng)業(yè)品種的迅速發(fā)展，新技術(shù)的種植和應(yīng)用越來越受歡迎，國家在種子的市場(chǎng)管理上，在種皮包衣的質(zhì)量方面也提出了相當(dāng)高的要求[3]。對(duì)于種子包衣機(jī)來說，藥物和種子的均勻分布和精準(zhǔn)計(jì)算對(duì)包衣的質(zhì)量有相當(dāng)重要的影響。利用杠桿傾斜的原理來控制藥物和種子的互相混合。在種子的供應(yīng)方法，構(gòu)件設(shè)計(jì)，測(cè)量精度控制等方面都很完善，藥物供應(yīng)相對(duì)統(tǒng)一，但是連續(xù)性差，同步性差，不能同時(shí)生產(chǎn)，各方面工作的配合不好，很難保證設(shè)備的安全和設(shè)備的運(yùn)行結(jié)果，所以包衣合格率大多都小于92％，所以我國的種子包衣設(shè)備有很大的發(fā)展前景。
上個(gè)世紀(jì)九十年代初，很少有制造商把定量泵用于包衣操作，雖然之后結(jié)構(gòu)原理有所完善，但調(diào)節(jié)性差，精度較低。與此同時(shí)，按照當(dāng)時(shí)社會(huì)的對(duì)農(nóng)作物的要求，國內(nèi)的包衣設(shè)備不能把藥物和種子的控制的非常好，經(jīng)常有浪費(fèi)種子的情況出現(xiàn)，使種子包衣的質(zhì)量得不到提高，很難滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。因此，研發(fā)一款新一代的種子包衣機(jī)，是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的種子包衣技術(shù)的關(guān)鍵，這也是本畢業(yè)設(shè)計(jì)的真正目的。
1.3選題背景
我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要工作之一就是設(shè)計(jì)一款新一代的種子包衣設(shè)備。本畢業(yè)設(shè)計(jì)研發(fā)了一款以PLC為基礎(chǔ)的包衣機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供了種子和包衣劑的精確分布，嚴(yán)格控制包衣劑的劑量，對(duì)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和操作人員的安全性負(fù)責(zé)，實(shí)大大提高了包衣機(jī)自動(dòng)化操作的精確性，有效提高種子包衣的質(zhì)量，滿足了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求，提高了的效率，對(duì)保障國家糧食質(zhì)量和安全具有重要的意義。
1
1.國外種子包衣機(jī)發(fā)展概況
國外發(fā)達(dá)國家的種子包衣技術(shù)發(fā)展較早，種子包衣設(shè)備正在朝著，人性化的方向[4]。主要涂裝設(shè)備制造商有：HBGD公司，RUIER公司，KTYO公司，GUSDESOK公司，PESXUS公司，IMBRNHUJID公司。
2.國內(nèi)種子包衣機(jī)發(fā)展概況
我們研究種子的過程比較長(zhǎng)，從20世紀(jì)年代開始研究種衣劑配方，到年代進(jìn)行，到年代生產(chǎn)應(yīng)用。目前，我國種子已廣泛用于玉米，大豆，小麥，大米等田間作物和番茄，黃瓜等蔬菜作物。我國經(jīng)歷了引進(jìn)，仿造，消化，吸取，最后自我發(fā)展的進(jìn)程?，F(xiàn)在，我國已有30多家制造商，研究機(jī)構(gòu)。
這幾年來，我國自主研發(fā)的種子包衣機(jī)逐漸向國際靠攏，總的來說主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
（1）機(jī)械傾翻桶具有旋轉(zhuǎn)葉輪給料機(jī)構(gòu)，采用了定時(shí)定量的計(jì)量泵，在增加壓力的同時(shí)進(jìn)行送料操作并且攪拌種子，使測(cè)量的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。
（2）一些設(shè)備采用多次噴霧混合工藝，最多可達(dá)10次，涂層合格率大大提高，即使表面不均勻，形狀特殊，顆粒小種子涂層合格率可達(dá)100％[5]。
（3）攪拌機(jī)或滾筒結(jié)構(gòu)也應(yīng)用于某些攪拌部分。一些設(shè)備的直徑和長(zhǎng)度都很大，所以在大量生產(chǎn)的情況下，包衣機(jī)的種子和藥劑混合時(shí)間可以達(dá)到30分鐘左右，最終涂層的種子就成膜，從而節(jié)省了干燥設(shè)備的使用。
（4）部分涂布機(jī)可以實(shí)現(xiàn)涂裝操作，也可以進(jìn)行種子造粒操作，達(dá)到雙重目的。
（5）電氣系統(tǒng)采用工業(yè)控制技術(shù)的方法，實(shí)現(xiàn)種子和藥的精確比例控制，降低了人為操作而產(chǎn)生的誤差，保證了種子的質(zhì)量。
1.4我國種子包衣設(shè)備基本類型
1.種藥機(jī)械翻斗供給型
這種形式的包衣機(jī)主要采用機(jī)械傾覆桶式定時(shí)定量供應(yīng)和藥匙式種子供料方式供料，與左右桶組合物相同的軸上固定著沙丘。當(dāng)種子進(jìn)入右邊（左）桶時(shí)，并達(dá)到了所要求的份量后，自動(dòng)翻起，再從右（左）桶的種子倒出來，左（右）桶繼續(xù)進(jìn)行種子稱量，進(jìn)行交替并循環(huán)的工作。同時(shí)用種子定量給料裝置通過連桿機(jī)構(gòu)連接到分配機(jī)構(gòu)，該連桿機(jī)構(gòu)可以用于從藥盒中與地鏟取藥劑并進(jìn)入裝置。這種方法比較簡(jiǎn)單，但是這樣的話更麻煩，藥物的準(zhǔn)確性和不理想，種皮和種子喂養(yǎng)系數(shù)的變異系數(shù)非常大。為了滿足與醫(yī)藥類型混合的要求，還必須配備幾套不同體積的藥匙，方便交換。此外，種子包衣劑的粘度相對(duì)較大，藥物殘留物中藥物殘留物每次都相同，影響混合比的穩(wěn)定性。這種形式的包衣機(jī)使用，開關(guān)簡(jiǎn)單，。這種包衣機(jī)有三種基本形式：
①滾筒噴霧式包衣機(jī)
這種類型的包衣機(jī)是應(yīng)用最的機(jī)型之一。它主要利用在旋轉(zhuǎn)盤中，完成藥物和種子的，為了使最后的敷料更加的均勻。包衣劑采用高壓空氣進(jìn)行霧化，然后形成的液體經(jīng)過噴嘴霧化的方式進(jìn)行噴射，這種包衣機(jī)特點(diǎn)是有效預(yù)防種子表皮損害，所以這款包衣機(jī)不僅可用作種子包衣，而且可用作對(duì)種子進(jìn)行特殊形式的藥物治療。
②甩盤霧化式包衣機(jī)
該種包衣機(jī)利用甩盤霧化的原理，利用離心霧化的原理將包衣劑霧化，然后均勻的包裹在種子的表面。它的優(yōu)勢(shì)是使用霧化噴劑技術(shù)對(duì)種子無任何損害， 包衣劑又能完全包裹住種子，種子的存活率得以提高[6]。
2.種藥連續(xù)供給型
此類的包衣機(jī)在結(jié)構(gòu)上摒棄了傳統(tǒng)的人工操作供藥和機(jī)械供藥帶來的包裹不均勻性，而采用連續(xù)供給型，可以科學(xué)而且規(guī)范的計(jì)算用量，再用于醫(yī)藥，在準(zhǔn)確度方面有了保證。
1.5主要研究?jī)?nèi)容
1.種衣劑
這是一種用于種子處理，由殺蟲劑、、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等添加劑組成的新型種衣劑。這種種子包衣劑把種子，與形膜劑在種子上成一層均勻的膜，這種膜在，粘度，pH值，毒性和生物活動(dòng)有特定的要求，不管經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間都能保存完整[7]。本畢業(yè)設(shè)計(jì)研究的種子經(jīng)過涂層處理后，具有預(yù)防疾病，防治害蟲和促進(jìn)農(nóng)作物發(fā)育的綜合作用，效果通常明顯優(yōu)于普通敷料劑。
2.本課題參考并吸收國內(nèi)外先進(jìn)科技在自主研發(fā)領(lǐng)域的學(xué)說，研究設(shè)計(jì)JY-5新一代種子包衣控制系統(tǒng)，主要研究?jī)?nèi)容如下：
（1）種子和種子包衣劑連續(xù)，同步，均勻供應(yīng)技術(shù)和精確的測(cè)量控制技術(shù)研究；
（2）生產(chǎn)效率，體積密度，混合方式等生產(chǎn)參數(shù)及供應(yīng)裝置，供液系統(tǒng)等部件匹配特征研究；
（3）研究人員操作和自動(dòng)化控制技術(shù)，并確定相關(guān)參數(shù)；
（4）設(shè)備運(yùn)行安全和涂裝操作過程監(jiān)控技術(shù)研究；
（5）多組分協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究；
（6）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和硬件設(shè)計(jì)與選型；
（7）系統(tǒng)控制軟件和監(jiān)控軟件的研究與準(zhǔn)備；
（8）控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)研究。
2 總體機(jī)械方案介紹
種子包衣機(jī)由種子裝置、供給系統(tǒng)、種子與系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)、攪拌、電氣等組成, 其結(jié)構(gòu)見圖2-1。
圖2-1種子包衣機(jī)結(jié)構(gòu)圖
1 種子定量供給裝置
該裝置的組成主要由葉斗式、變頻器、、等。喂料器為8片葉片相互結(jié)構(gòu), 采用, 轉(zhuǎn)速范圍為4～38r/min, 理論上容積可達(dá)11200mL, 充滿可選0.6。
2 種衣劑定量供給系統(tǒng)
主要由儲(chǔ)存桶，柱塞計(jì)量泵，變頻器，調(diào)壓罐，液體監(jiān)測(cè)器和管道等部件組成。用逆變器控制計(jì)量泵從存儲(chǔ)罐提取液體，經(jīng)過后通過液體送到混合室。額定流量250 L/h，采用變頻，泵速10?96 r/min。液體監(jiān)測(cè)器，用于過程的存在[8]。
3 種子與種衣劑混合系統(tǒng)
主要由混合室，投擲盤馬達(dá)，同步齒帶，投擲板，進(jìn)入液管，液體等部件，系統(tǒng)采用高速上下雙擲板結(jié)構(gòu)，從種子到投擲盤的旋轉(zhuǎn)的種子被均勻地投擲。液體霧化板為波紋結(jié)構(gòu)，種子包衣劑通過液晶管在離心力作用下進(jìn)入液體霧化，與種子進(jìn)行充分接觸，提高了包衣的質(zhì)量。
4 回轉(zhuǎn)清淤機(jī)構(gòu)
該機(jī)構(gòu)主要由、毛刷、等組成。尼龍齒圈在下, 帶動(dòng)毛刷把粘貼在混合室內(nèi)斜壁上的種子和藥劑去除, 同時(shí)也起到一定攪拌作用，有利于設(shè)備的再次利用，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用時(shí)間[9]。
5 攪拌推送系統(tǒng)
該系統(tǒng)主要由，攪拌機(jī)構(gòu)，傳感器等組成。 錘和新月形葉片的螺旋角度為45°。藥物的混合物由龍推動(dòng)，進(jìn)一步接觸在罐中，摩擦，使種子表面的種子包衣劑均勻包裹，最后將物料從機(jī)器中取出?？谥杏幸粋€(gè)阻力型傳感器，用于監(jiān)測(cè)罐體物料堵塞情況。
3 種子包衣機(jī)電氣部分設(shè)計(jì)
該裝置的電氣控制系統(tǒng)是以可編程控制器PLC為控制核心，液晶觸摸屏為人機(jī)交互界面，結(jié)合相應(yīng)的軟件，變頻裝置，流量監(jiān)控器等對(duì)整個(gè)包衣操作進(jìn)行控制。
3.1 種子包衣機(jī)控制方案
首先，把生產(chǎn)力，種子堆積密度，種子混合比等參數(shù)輸入觸摸屏。PLC接收程序，計(jì)算進(jìn)料器和計(jì)量泵的運(yùn)行頻率，即進(jìn)料量和用量。在自動(dòng)操作過程中，種子包衣劑由計(jì)量泵從罐中取出，然后由泵通過調(diào)節(jié)罐擠壓到液體流量監(jiān)測(cè)器，然后進(jìn)入混合室通過液體霧化板離心霧化。當(dāng)顯示器檢測(cè)到有液體存在時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)其他工作部件。延遲后，進(jìn)料器開始進(jìn)料，種子落入混合室，與霧化后的種子包衣劑接觸并充分的混合。在疏浚室中的粘合劑把斜面上的藥刷混合物刮掉。種子混合物進(jìn)入混合系統(tǒng)，然后充分?jǐn)嚢瑁频脚懦隹?。如臨時(shí)倉庫無材料，傳感器信號(hào)的預(yù)期水平，進(jìn)料停止，延遲幾秒鐘后停止計(jì)量泵，以方便料料混合，然后在風(fēng)暴停止后延遲幾秒鐘。當(dāng)高電平傳感器發(fā)出信號(hào)，液體開始流動(dòng)，液體流量檢測(cè)器檢測(cè)液體，幾秒鐘后開始送料，攪拌。如果材料堵塞在攪拌槽中，阻塞傳感器發(fā)出啟動(dòng)防堵防護(hù)程序的命令，所有工作部件停止，直到故障排除。
3.2 種子包衣機(jī)傳感器的選擇
1傳感器簡(jiǎn)介
機(jī)械開關(guān)的速度低，準(zhǔn)確度差，檢測(cè)時(shí)容易對(duì)象，壽命短等缺點(diǎn)。
2傳感器的特點(diǎn)
當(dāng)接觸器的主觸點(diǎn)焊接或釋放延遲時(shí)，限位保護(hù)將失敗。因此，在某些重要設(shè)備中，需要設(shè)置超沖程后備保護(hù)。本課題用光電傳感器代替跳閘開關(guān)。光電傳感器具有下列優(yōu)點(diǎn)：
(1) 具有工作區(qū)域自我診斷和穩(wěn)定性說明，可以及時(shí)通知工作狀態(tài)可靠；
(2) 外部控制端子的設(shè)置可隨時(shí)接受PLC的檢測(cè)指令，可以在運(yùn)行前檢查光電開關(guān)是否運(yùn)行正常；
(3)光電開關(guān)響應(yīng)速度高達(dá)0.1m/s，每分鐘檢測(cè)50多萬次；
(4)采用特定的集成電路和先進(jìn)的SMT表面貼裝技術(shù)，非常可靠；
(5) 體積小，質(zhì)量輕，安裝方便，具有短路自我保護(hù)功能。
傳感器有三種信息技術(shù)，首先是信息的收集，然后是信息的傳輸，最后是信息的處理。在現(xiàn)代化自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中，傳感器能對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行生產(chǎn)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。傳感器應(yīng)用的系統(tǒng)圖如圖3-1所示。
模擬
傳感器
A/D
轉(zhuǎn)換器
數(shù)字
計(jì)算機(jī)
D/A
轉(zhuǎn)換器
模擬
控制器
傳感器
電子線路測(cè)量
顯示裝置
電源
圖3-1 傳感器應(yīng)用的系統(tǒng)框圖
3.2.1光電傳感器
光電就是把作為檢測(cè)元件的傳感器。生活中普遍使用的光電傳感器如圖3-2所示。光電傳感器一般由光路，光源和光電元件三部分組成。光電傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單方便，被廣泛運(yùn)用于檢測(cè)系統(tǒng)的控制領(lǐng)域。光電傳感器常用光源為發(fā)光二極管，鎢絲+濾光片，使用它作為種子包衣機(jī)材料的光電控制是合理的。目前，有兩種類型的光電傳感器分別是和型傳感器。如果選擇了傳感器，則輸出電流流向傳感器，如果傳感器連接到PLC，則電流從傳感器輸出流向PLC。而NPN傳感器的輸出電流是從PLC流向傳感器的。所以本畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇用型傳感器，檢測(cè)距離為5mm。
圖3-2光電傳感器外形圖
圖3-3光電傳感器的接線圖
一般光電式傳感器含三根線（紅色、黑色、白色）或（棕色、藍(lán)色、黃色），接線一般用與棕色接電源的，黑色與接電源的，白色與接信號(hào)線，光電傳感器的接線圖如圖3-3、圖3-4所示。
圖3-4傳感器與PLC接線圖
3.2.2液位傳感器的選擇
根據(jù)所選傳感器的設(shè)計(jì)要求，根據(jù)使用液體和液體中的要求，并考慮到對(duì)的影響，因此選擇傳感器U9ULS系列，如圖3-5所示。使用比較普遍的是U9ULS系列超聲波液位傳感器。不銹鋼傳感器采用，無間隙不會(huì)泄漏，不受溫度，壓力，和液體等參數(shù)的影響。在大部分情況下，電子設(shè)備安放在鑄鋁，NEMA4/NEMA6和防液體中。
圖3-5液位傳感器
U9ULS有以下特點(diǎn)：
（1）可應(yīng)用于各種液體
（2）從氣泡，蒸汽，雜質(zhì)等因素沖擊湍流后。
（3）121in長(zhǎng)度（303.3cm）
（4）可以安裝在頂部,側(cè)面或底部
工作原理：U9ULS系列的基礎(chǔ)是超聲波理論。當(dāng)超聲波在空氣中迅速傳播時(shí)，會(huì)不斷減弱。相反，超聲波要是在液體中，傳播性能會(huì)非常好。當(dāng)另一端接收到有效的信號(hào)時(shí)，它發(fā)送一個(gè)，指示存在液體。該信號(hào)被傳送到繼電器，導(dǎo)出輸出信號(hào)。
U9ULS - 100系列產(chǎn)品具有優(yōu)異的傳感器探頭性能，300°C的溫度和1000PSI的壓力在良好的工作情況下。
U9ULS-10系列產(chǎn)品更接近畢業(yè)設(shè)計(jì)的性能，探頭頂部設(shè)計(jì)成凹口形狀。控制電路設(shè)計(jì)安裝在可以遠(yuǎn)程控制位置的小范圍密封結(jié)構(gòu)中[10]。
特點(diǎn)：10A繼電器輸出，115 / 230V交流，12V直流或24V直流輸入，高增益無需精度，工作溫度可達(dá)300長(zhǎng)度可達(dá)151.5CM。
表3-1 主要技術(shù)指標(biāo)
輸入電壓
115/230V AC，50/60HZ或12/24V DC
U9ULS—10系列增益
300：1
U9ULS—100系列增益
1000：1
U9ULS—10系列輸出
10 A DPDA繼電器滅火兩線制，4ma-干；20 ma- 濕
U9ULS—100系列輸出
10 A DPDT繼電器
延時(shí)
0.5s
重復(fù)性
2mm
外殼
NEMA 4/NEMA 7,防液防爆罩，環(huán)氧涂層，鑄鋁。
3.3 24V直流電源選擇
1.作用：為耗能設(shè)備供應(yīng)動(dòng)力來源，輸入220V24V直流[6-7]。24V直流電源是種子包衣機(jī)的動(dòng)力關(guān)鍵，所需的輸出要持續(xù)穩(wěn)定，更要具備過壓。因此選擇明緯S-60-24單組輸出開關(guān)電源,如圖3-6所示。
圖3-6明緯S-60-24單組輸出開關(guān)電源
2.產(chǎn)品特點(diǎn)：具有短路、過載保護(hù)，開關(guān)工作頻率77KHZ。
3.其主要技術(shù)參數(shù)如下：
直流電壓：24V
額定電流：2.5A
額定功率：60W
輸入電壓：220V
頻率范圍：47~63Hz
效率：79%
工作溫度：-10 - +60℃
工作適度：20-90%RH
尺寸：159*97*38MM（L*W*H）
3.4繼電器控制與PLC控制的比較
在工業(yè)自動(dòng)化方面，可編程控制器已成為大多數(shù)自動(dòng)化控制設(shè)備的基礎(chǔ)，給工業(yè)設(shè)備控制提供了極大的方便。運(yùn)用PLC的工業(yè)控制系統(tǒng)與運(yùn)用繼電器的傳統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)相比，前者在操作和控制精度方面具有難以想象的優(yōu)勢(shì)。
1 繼電器控制系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)
目前，繼電器的使用已經(jīng)包含家庭和工業(yè)的大多數(shù)領(lǐng)域。它們與以前的產(chǎn)品相比較而言具有更好的可靠性。然而，所謂人無完人，繼電器控制系統(tǒng)也有以下幾個(gè)缺點(diǎn)：
（1） 傳統(tǒng)的繼電器控制邏輯電路，安裝接線比較復(fù)雜，電路有時(shí)會(huì)短路。此外，繼電器觸點(diǎn)的個(gè)數(shù)有限，靈活性和可擴(kuò)展性收到限制。
（2）大量使用機(jī)械觸點(diǎn)，當(dāng)觸點(diǎn)打開或關(guān)閉過于頻繁時(shí)，設(shè)備的電弧會(huì)損壞，反復(fù)的摩擦也會(huì)使設(shè)備的壽命變短。
（3）在控制速度方面，機(jī)械接觸過多會(huì)發(fā)抖，給系統(tǒng)帶來隱患。
2 可編程序控制器控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)
PLC的體積小，可以輕輕松松完成序列邏輯排列，數(shù)字計(jì)算等功能，通過輸入輸出接口，PLC可以建立生產(chǎn)機(jī)械數(shù)據(jù)庫，來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的。尤其是現(xiàn)在時(shí)代的到來，PLC功能的擴(kuò)展，具有比較好的的能力，因此在大部分行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。
（1）順序控制
在PLC中應(yīng)用最廣泛的就是順序控制。順序控制具有編程靈活，易于維護(hù)的好處，可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立且多方位的控制。它的基礎(chǔ)就是操作按鈕，限位開關(guān)等傳感器信號(hào)，這些信號(hào)控制設(shè)備的機(jī)械化運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的自動(dòng)化。
（2）閉環(huán)過程控制
閉環(huán)過程就是使用PLC控制系統(tǒng)，其功能由完成，系統(tǒng)由決定，不受組成部件的影響，可以同時(shí)控制好幾個(gè)控制回路和控制參數(shù)。
（3）運(yùn)動(dòng)位置控制
數(shù)控機(jī)床的控制和管理也要依賴于PLC。在加工行業(yè)，可編程邏輯控制器和數(shù)控一起完成機(jī)床運(yùn)動(dòng)位置控制，其功能是接收輸入的信息并且計(jì)算相應(yīng)的裝置。
綜上所述，選擇PLC對(duì)鉆銑床進(jìn)行最合適的改造。
3.5 PLC和變頻器的選擇
3.5.1 PLC的選擇
(1) PLC的介紹
可編程控制器是為工業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)的數(shù)字操作。它是現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱之一，用于控制過程，引導(dǎo)工業(yè)環(huán)境。它易于操作和并且具有較高的可靠性。西門子在20世紀(jì)末推出了SIMATIC S7-200系列PLC，性能高，性強(qiáng)，抗振動(dòng)強(qiáng)，工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性好。廣泛應(yīng)用于電力，汽車，，專用機(jī)床，包裝機(jī)械，，智能建筑等領(lǐng)域。
（2）PLC選擇
在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先要確定控制程序，接下來就是本畢業(yè)設(shè)計(jì)的PLC控制設(shè)計(jì)的選擇。PLC及相關(guān)設(shè)備應(yīng)整合標(biāo)準(zhǔn)，依靠成熟可靠的系統(tǒng)和配置，與設(shè)備的控制兼容。所以，工程設(shè)計(jì)選擇和估算應(yīng)詳細(xì)分析過程特點(diǎn)以及控制要求，然后估計(jì)一下輸入和輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)，所需的內(nèi)存容量，選擇更高性價(jià)比的控制系統(tǒng)。
PLC選項(xiàng)包括以下內(nèi)容：
1.輸入/輸出（I / O）點(diǎn)的估計(jì)。
2.內(nèi)存容量估算。
3.選擇控制功能，包括計(jì)算功能的選擇，編程功能，診斷功能和處理速度。
在此轉(zhuǎn)型中，根據(jù)銑銑機(jī)控制要求可以獲得PLC的輸入輸出。有關(guān)I / O分配表，請(qǐng)參見表3-3。
從該P(yáng)LC的輸入輸出可以看出，PLC的輸入必須大于17，輸出必須大于15個(gè)。但機(jī)器控制電路電壓電平較大，所以PLC的選擇要注意PLC的。所以選擇西門子S7-200 CPU226最合適。
(3) S7-200的簡(jiǎn)介
S7-200PLC工作原理通過以下兩方面說明。
循環(huán)掃描操作模式
PLC采用循環(huán)掃描操作模式，無論用戶程序運(yùn)行還是不運(yùn)行，都反復(fù)進(jìn)行循環(huán)掃描，并且立即執(zhí)行分派的任務(wù)。每個(gè)周期經(jīng)歷的時(shí)間稱為，每一個(gè)掃描周期分為五個(gè)，每個(gè)會(huì)話完成不一樣的任務(wù)。
1.PLC工作流程
PLC通上電源之后，系統(tǒng)內(nèi)各種各樣任務(wù)的處理和執(zhí)行按照一定的順序進(jìn)行。這個(gè)過程是循序漸進(jìn)的，包括初始化，CPU自我信息處理，與外部設(shè)備的交流信息，執(zhí)行用戶關(guān)鍵程序，對(duì)輸入和輸出信息進(jìn)行處理，PLC循環(huán)掃描，執(zhí)行上述過程直到關(guān)機(jī)。工作流程如圖3-7所示。
2.用戶程序掃描過程
PLC的工作進(jìn)度和CPU的運(yùn)行，CPU帶有兩種工作模式：停止模式和運(yùn)行模式。
圖3-7 PLC的工作過程
在掃描周期中，停止模式和運(yùn)行模式之間的區(qū)別主要是RUN程序執(zhí)行，STOP模式不執(zhí)行用戶程序。PLC循環(huán)掃描可分為三個(gè)階段，即，程序執(zhí)行和輸出。
PLC將CPU模塊，I/O模塊和電源安裝在中，并將電源和放在CPU模塊的頂端子蓋中。有輸入端子和傳感器電源，右前蓋帶有工作模式，模擬調(diào)節(jié)電位器和擴(kuò)展I/O連接接口。在模塊左側(cè)配有LED指示燈，存儲(chǔ)卡和通訊口。
3.5.2 變頻器的選擇
（1）變頻器的工作原理
變頻器是由功率來控制的裝置，該裝置通過功率半導(dǎo)體的開關(guān)功能將工作頻率變換為另一種頻率。逆變器的電路一般由整流器，中間直流母線和變頻器三部分組成。變頻器分類主要有以下幾點(diǎn)：
1.轉(zhuǎn)化分類
AC-DC-AC轉(zhuǎn)換器：首先，它會(huì)通過將直流頻率變?yōu)樵俚街绷?，然后將直流轉(zhuǎn)換成和電壓可調(diào)的交流電，廣泛應(yīng)用于通用變頻器，頻率AC將直接轉(zhuǎn)換為頻率可調(diào)AC，也稱為直流變頻器。
2.根據(jù)主電路工作方式
電壓式變頻器，電流式變頻器。
3.按工作要點(diǎn)
U/f控制變頻器（控制），SF控制變頻器（控制），VC控制變頻器（Victory Control 控制矢量控制）。
(2) 變頻器的選擇
變頻器的選擇包括兩種型號(hào)的選擇和自帶容量的選擇，選擇的原則是變頻器的功能特性必須保證裝置運(yùn)行過程的可靠性。為了實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)速比的恒轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速，常常采用增加通用變頻器的容量的方式來實(shí)現(xiàn)。為了生產(chǎn)高精度動(dòng)態(tài)性能和響應(yīng)速度快的裝置，應(yīng)使用矢量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制通用變頻器。
選擇變頻器時(shí)請(qǐng)選擇以下選項(xiàng)：
1.變頻器用途：恒壓控制或恒流控制。
2.變頻器用屏蔽電纜與電機(jī)相連 ,電纜屏蔽層需要接地。
3.電機(jī)的啟動(dòng)加速特性受到變頻器額定的限制，轉(zhuǎn)矩值小于一般電源的轉(zhuǎn)矩值。當(dāng)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大時(shí)，選擇較大的變頻器或增加電機(jī)和變頻器的容量。
對(duì)于各種考慮因素，決定采用siemens420變頻器控制主軸轉(zhuǎn)速。
siemens420變頻器介紹
西門子M420系列是用于控制速度的變頻器。這種變頻器采用器控制,利用晶體管(IGBT)作為功率，具有相當(dāng)可靠的運(yùn)行性和多樣的功能性，給變頻器和電動(dòng)機(jī)提供了非常有效的保護(hù)。
變頻器面板 M420具有方便安裝調(diào)試的特點(diǎn)。配置可由IT(中性點(diǎn)不接地)電源供電，控制范圍很廣。西門子M420的為三相AC380V，適配0.75kW不帶，控制方式為電壓（低壓）方式，電源相數(shù)為三相，輸出電壓調(diào)節(jié)方式是PWM控制。
3.6 硬件電路設(shè)計(jì)
主電路設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)電氣原理圖主要包括主電路和PLC外圍接線。
主電路圖：如圖3-8所示為控制系統(tǒng)系統(tǒng)的主電路圖，共有5臺(tái)電機(jī)，其中兩臺(tái)變頻器分別控制兩臺(tái)電機(jī)M4和M5。M4為喂料電機(jī)，M5為供液電機(jī)。剩下的是M3攪龍電機(jī)、M1甩盤電機(jī)和M2清理電機(jī)。
圖3-8主電路圖
1.變頻器接線
(1) 該變頻器連接的是和喂料電機(jī)，為siemensM420變頻器，如圖3-9所示。
(2) M420變頻器參數(shù)設(shè)置
圖3-9控制喂料電機(jī)變頻器接線圖
在確定接線沒有錯(cuò)誤的情況下，合上電源并M420參數(shù)，然后按下RESET鍵，使變頻器恢復(fù)到出場(chǎng)默認(rèn)值。M420變頻器的參數(shù)設(shè)定值如表3-2所示。
表3-2變頻器參數(shù)設(shè)置
F00
F01
F02
F03
F04
F05
F46
F58
F59
0
50
1
0
60Hz
50Hz
0
50Hz
10Hz
F60
F61
F62
F72
F73
F74
F75
F76
F77
20Hz
10Hz
20Hz
0
0
1
20s
0
0
F78
F79
F80
F81
F82
F83
F84
F85
F86
1
40s
0
0
1
20s
0
1
1
F87
F88
F89
F90
F91
F119
F120
F121
F122
40s
0
0
1
20s
1
2
1
2
F123
F146
F147
F148
F149
F150
F151
F152
1
0
50Hz
380V
2A
960r/m
0.75KW
30%
2 PLC的電氣控制
本畢業(yè)設(shè)計(jì)PLC選用SIEMENS S7-200型,共點(diǎn)輸入、12點(diǎn)輸出。其中CPU 為 型( 14 點(diǎn)輸入、10 點(diǎn)輸出)，數(shù)字量輸入模塊為 型, 8點(diǎn)輸入，模擬量模塊為型,2 點(diǎn)輸出，開關(guān)電源為輸入120/230VAC, 輸出24V/5ADC。
3種子包衣機(jī)的流程圖如圖3-10所示。
圖3-10種子包衣機(jī)流程圖
3.7 程序設(shè)計(jì)
1.種子包衣機(jī)的程序運(yùn)行圖如圖3-11所示。
圖3-11PLC硬件接線圖
2.I/O分配
根據(jù)本設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的控制要求，控制系統(tǒng)應(yīng)該帶有點(diǎn)數(shù)，代碼及地址編號(hào)如表3-3,3-4所示。
表3-3 PLC輸入/輸出（I/O）地址分配表
序號(hào)
絕對(duì)地址
對(duì)應(yīng)輸入輸出符號(hào)
實(shí)際意義
一
輸入點(diǎn)
1
I0.0
K12
高料位
2
I0.1
K13
低料位
3
I0.2
K14
堵料
4
I0.3
K15/K17
藥液流量
5
I0.4
F1^F2^Q1^Q2^Q3
各電機(jī)和變頻器保護(hù)
6
I0.5
F20^F21^F22
直流電源保護(hù)
7
I0.6
調(diào)試功能狀態(tài)
8
I0.7
PF01
喂種變頻器輸出開關(guān)量
9
I1.0
PF02
液泵變頻器輸出開關(guān)量
10
I1.1
S1
啟動(dòng)
11
I1.2
S2
停機(jī)
12
I1.3
S3
故障復(fù)位
13
I1.4
S4
自動(dòng)運(yùn)行功能狀態(tài)
14
I1.5
S6
校液功能狀態(tài)
15
I2.0
S8
清空功能狀態(tài)
16
I2.1
S9
清洗功能狀態(tài)
17
I2.2
S7
校種功能狀態(tài)
18
I2.3
S10
攪龍電機(jī)試車
19
I2.4
S11
清理電機(jī)試車
20
I2.5
S12
喂種電機(jī)試車
21
I2.6
S13
甩盤電機(jī)試車
22
I2.7
S14
供液電機(jī)試車
二
輸出點(diǎn)
1
Q0.0
KD4
清理電機(jī)啟動(dòng)
2
Q0.1
KD5
甩盤電機(jī)啟動(dòng)
3
Q0.2
KD6
攪龍電機(jī)啟動(dòng)
4
Q0.3
U1
喂種變頻器啟動(dòng)
5
Q0.4
U2
液泵變頻器啟動(dòng)
6
Q0.5
啟動(dòng)指示燈
7
Q0.6
故障指示燈
8
Q0.7
自運(yùn)行指示燈
9
Q1.0
有料指示燈
10
Q1.1
喂種指示燈
11
AWQ0
MW0
喂種變頻器頻率設(shè)置
12
AWQ2
MW2
液泵變頻器頻率設(shè)置
表3.4不采用PLC輸出點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的指示原件
序號(hào)
符號(hào)
驅(qū)動(dòng)繼電器符號(hào)
實(shí)際意義
1
H3
K13常閉
無料指示
2
H4
K14常開
堵塞指示
3
H5
K17常開
液泵啟動(dòng)指示
4
H6
K4常開
清理啟動(dòng)指示
5
H7
K5常開
甩盤啟動(dòng)指示
6
H8
K6常開
攪龍啟動(dòng)指示
7
H9
K15常閉
無藥液指示
3.部分程序設(shè)計(jì)
4系統(tǒng)維護(hù)與故障處理
4.1 軟件調(diào)試
模擬器調(diào)試一般在設(shè)計(jì)好的用戶程序上進(jìn)行調(diào)試。在調(diào)試順序控制程序之前，我們要檢查剛剛已經(jīng)操作的程序是不是符合程序功能圖的要求，就是它是否在進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，發(fā)生階躍的活動(dòng)狀態(tài)的改變，之前轉(zhuǎn)換的所有步驟是不是變?yōu)闊o效，后續(xù)步驟是不是更改為活動(dòng)步驟，以及每個(gè)步驟的負(fù)載是否相應(yīng)更改。
我們?cè)谡{(diào)試時(shí)應(yīng)該充分考慮到各種情況，每個(gè)分支的程序功能圖，應(yīng)該一一檢查過去。如果發(fā)現(xiàn)問題后，一定要及時(shí)修改程序，直到輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間的關(guān)系在所有可能發(fā)生的情況下完全滿足。
對(duì)于電路設(shè)計(jì)這個(gè)難題，我們要根據(jù)的要求進(jìn)行調(diào)試，為了調(diào)試程序方便，有時(shí)候就要按照用戶程序序列圖改變相應(yīng)的程序，用塔調(diào)試這個(gè)程序。觸點(diǎn)和線圈的ON / OFF狀態(tài)用不同的顏色表示。您還可以使用組件監(jiān)視來監(jiān)視，重寫或?qū)⒏信d趣的組件強(qiáng)制部件。
在對(duì)的中PLC梯形圖設(shè)計(jì)過程，對(duì)負(fù)載進(jìn)行一個(gè)個(gè)的調(diào)試，就是為了調(diào)整負(fù)載之間的邏輯關(guān)系來滿足要求。
4.2 程序調(diào)試記錄及結(jié)果分析
本畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過在線模擬和在線調(diào)試，已經(jīng)確定整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵程序。所編的程序是不是又方便的使用，最終通過進(jìn)一步完善和。首先將設(shè)置在PLC面板上的位置，PLC開始運(yùn)行。然后連接到控制箱，根據(jù)輸入輸出的I/O分配對(duì)應(yīng)的開關(guān)進(jìn)行調(diào)試[11]。記錄如表3-3所示。
在調(diào)試本畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，預(yù)先設(shè)想的功能和程序可以正常運(yùn)作，程序正?？煽?，維護(hù)的時(shí)候也方便。 本課題涵蓋的種子覆蓋機(jī)是農(nóng)業(yè)設(shè)備。 在編寫程序的過程中加強(qiáng)安全設(shè)計(jì)，為實(shí)際情況增加防傷設(shè)計(jì)。
5配置的設(shè)計(jì)
5.1 配置軟件概述
不同的配置軟件適用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域。在工業(yè)計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域中，配置的概念第一次出現(xiàn)，人機(jī)界面生成軟件稱為工業(yè)控制配置軟件。如Pro e，Office,Photo Shop，軟件有相似的操作，利用數(shù)據(jù)文件來保存所做的工作，而不是執(zhí)行其過程。這種配置形成的數(shù)據(jù)只能按照它的制造工具來識(shí)別。但區(qū)別在于工業(yè)控制中形成的配置結(jié)果用于實(shí)時(shí)監(jiān)控。配置工具會(huì)根據(jù)這些配置結(jié)果運(yùn)行引擎。表面上，配置工具正在運(yùn)行的程序是執(zhí)行自己的具體任務(wù)。
配置軟件產(chǎn)品在80年代初“配置”的概念伴隨著分布式控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱DCS）的出現(xiàn)，開始成為大多數(shù)生產(chǎn)過程自動(dòng)化技術(shù)的知名品牌。在我國工業(yè)控制技術(shù)的不斷發(fā)展和完善中，個(gè)人計(jì)算機(jī)跟以前的特殊系統(tǒng)想比較來說，優(yōu)勢(shì)已經(jīng)越來越明顯。這些優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：個(gè)人計(jì)算機(jī)技術(shù)持續(xù)快速的發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)建成的產(chǎn)品成本相對(duì)較低，軟件和硬件資源豐富，所生產(chǎn)的軟件很容易被學(xué)習(xí)，可以很方便的獲得技術(shù)支持。
所謂配置軟件，就是一些負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和自動(dòng)控制的專門性的軟件。配置軟件的普及，給各種通用通信協(xié)議和工業(yè)設(shè)備帶來了福音，它的分布式和網(wǎng)絡(luò)功能，讓用戶可以通過很快的建立屬于自己的軟件工具。配置軟件在這幾年得到普遍應(yīng)用，那么在配置軟件發(fā)展之前，我們是怎么建立人機(jī)界面的呢？那時(shí)候，工業(yè)控制領(lǐng)域的用戶按照第三方手動(dòng)或委托寫入HMI應(yīng)用程序，這種形式有很大的缺點(diǎn)，比如開發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，效率低，不可靠，還有人會(huì)購買專門的工業(yè)控制封閉系統(tǒng)來滿足需求，這種形式很難與外界進(jìn)行互動(dòng)，嚴(yán)重限制界面的升級(jí)和增加功能。
5.2 組態(tài)軟件的功能特點(diǎn)
現(xiàn)階段的所有配置軟件都可以執(zhí)行各種各樣復(fù)雜的功能，然而在技術(shù)上，各種配置軟件提供了不同的方式來實(shí)現(xiàn)這些功能。從這些差異，以及個(gè)人計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，我們可以看到配置軟件未來發(fā)展的方向。
5.3 建立用SIMAT IC Pro Tool / Pro CS組態(tài)畫面
5.3.1人機(jī)通訊軟件
該軟件用SIMAT IC Pro Tool / Pro CS編寫，存儲(chǔ)在觸摸屏存儲(chǔ)器中[12]。涂裝設(shè)備的主要參數(shù)（進(jìn)料器額定容積，額定流量），工作信息（總數(shù)量，總加工量等），生產(chǎn)參數(shù)（生產(chǎn)率，種子堆積密度，種子混合）等輸入，讀取和顯示，也可參考相應(yīng)的參考數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)由主菜單，，生產(chǎn)參數(shù)，時(shí)間設(shè)置，學(xué)校，學(xué)校流程，參考數(shù)據(jù)等七個(gè)界面組成，由指令鍵轉(zhuǎn)移或退出。PLC將會(huì)接收每一個(gè)接口發(fā)出的命令，并且在其中讀取相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置或者狀態(tài)信息，來實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。
5.3.2系統(tǒng)監(jiān)控軟件
該軟件是控制系統(tǒng)的核心，在STEP 7-Micro / WIN編程環(huán)境下，通過PC機(jī)系統(tǒng)的編程和調(diào)試編譯到PLC機(jī)器。實(shí)現(xiàn)主要功能如下：
1.軟件可以根據(jù)不同的操作條件和有機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)涂裝設(shè)備的工作部分，有序開閉，協(xié)調(diào)工作。
2.軟件可以從觸摸屏設(shè)置，調(diào)節(jié)輸入進(jìn)給延遲（液體從監(jiān)視器到流動(dòng)時(shí)間到霧化盤），泵的延遲（從進(jìn)料停止材料一直下降） ，攪動(dòng)延遲（喂食停止，攪動(dòng)將所有物料騰出的時(shí)間）等參數(shù)，并從頭到尾保持種子和藥劑同步，同時(shí)接觸并充分混合攪拌，以便保證包衣質(zhì)量。
3.軟件故障（如無物種，無液體，混合室閉合松動(dòng)，變頻器頻率設(shè)定不合理等）進(jìn)行報(bào)警，嚴(yán)重情況會(huì)最終暫停所有工作， 保護(hù)個(gè)人和設(shè)備的安全性。 而對(duì)于材料級(jí)別，阻塞材料，流量監(jiān)測(cè)等傳感器具有不同功能的相應(yīng)軟件模塊的準(zhǔn)備。
4.軟件更重要的功能之一是解決種子和種子包衣的持續(xù)供應(yīng)和精確控制的問題。 作為饋電，作為異步電動(dòng)機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電源，使用可變頻率控制其輸出后進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕钛a(bǔ)償，可以考慮進(jìn)給，藥物和變頻器的數(shù)量與工作頻率成比例 ，所有進(jìn)料量的控制，進(jìn)入相應(yīng)的變頻器頻率控制。 因此，只要輸入目標(biāo)參數(shù)，軟件可以根據(jù)公式自動(dòng)計(jì)算，通過改變變頻器工作頻率的模擬電壓，達(dá)到對(duì)飼種衣劑的準(zhǔn)確調(diào)整。
5.在進(jìn)行操作時(shí)，當(dāng)PLC接收到種子堆積密度，種子混合比等參數(shù)的修改命令時(shí)，該軟件會(huì)自動(dòng)計(jì)算和修改相關(guān)工作數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)不間斷過程參數(shù)的在線變化。
6.由于試劑的粘度，種子堆積密度的差異會(huì)給測(cè)量精度帶來誤差，所以軟件嵌入物種，液體校準(zhǔn)模塊中。 通過觸摸屏，輸入種子理論值和實(shí)際測(cè)量值，軟件會(huì)計(jì)算兩個(gè)誤差，并自動(dòng)補(bǔ)償誤差。
6 基于自動(dòng)系統(tǒng)種子包衣機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)越性
（1）包衣合格率提高
系統(tǒng)通過控制逆變器實(shí)現(xiàn)種子和種子包衣劑的自動(dòng)調(diào)節(jié)，連續(xù)準(zhǔn)確供應(yīng)，并從觸摸屏進(jìn)入調(diào)整后的進(jìn)料延遲（液體從顯示器到流動(dòng)時(shí)間到霧化盤）泵的延遲（從進(jìn)料到停止所有的時(shí)間都掉下來），攪拌器將所有物料空出時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行記錄，并始終保持種子和藥劑同步，提高包衣合格率和操作質(zhì)量。
（2）生產(chǎn)能力提高千瓦時(shí)
控制軟件可以通過包衣設(shè)備的工作部分，實(shí)現(xiàn)在不同的條件下，有序開閉，協(xié)調(diào)工作。如臨時(shí)存放無貨，送料停止，延遲幾秒鐘計(jì)量泵停止后，為了方便物料充分?jǐn)嚢瑁缓笱舆t幾秒鐘后龍只停止。材料時(shí)間長(zhǎng)，料含量高傳感器信號(hào)，液體開始，液體流量檢測(cè)器檢測(cè)液體，幾秒鐘后開始送料，攪拌龍等部分。
（3）液體和種子比例范圍廣泛
作為液體，電機(jī)的種子供應(yīng)使用頻率控制，兩個(gè)FM范圍為5?50Hz，所以液體和種子比例范圍為0.5％?19％，有多種材料涂上了混合藥物的要求，使得使用類型的包衣機(jī)和對(duì)象擴(kuò)大。
（4）機(jī)器運(yùn)行安全性高
控制系統(tǒng)通過傳感器或軟件來監(jiān)測(cè)機(jī)器所能產(chǎn)生的故障，并進(jìn)行報(bào)警或最終暫停所有工作等，以保護(hù)個(gè)人和設(shè)備的安全。
結(jié)論
本畢業(yè)設(shè)計(jì)研發(fā)的高質(zhì)量的種子包衣機(jī)，為了滿足中國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求，并結(jié)合國家已經(jīng)完成的“15”科技項(xiàng)目，設(shè)計(jì)了以PLC控制器為核心的控制種子包衣設(shè)備。本設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)種子和種子包衣劑的均勻附著、對(duì)包衣進(jìn)行精確的控制和操作、保證工作部件和操作人員的安全性，改善了傳統(tǒng)包衣機(jī)的缺陷。更好地滿足了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高標(biāo)準(zhǔn)要求，使設(shè)計(jì)的整體技術(shù)水平領(lǐng)先國內(nèi)其他產(chǎn)品。
（1）以TP170A型觸摸屏為載體，采用SIMAT IC Pro Tool Pro CS配置軟件完成監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，易于調(diào)整和讀取數(shù)據(jù)輸入，實(shí)現(xiàn)人性化的操作；
（2）以PLC為邏輯控制基礎(chǔ)，采用St 7微處理器可編程邏輯控制軟件來完成工作件和功能模塊化的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)各部件的穩(wěn)定、協(xié)調(diào)的工作；
（3）對(duì)易發(fā)生工程問題，采取一系列抗干擾措施，在物種子處理線各種負(fù)載頻繁開關(guān)操作造成復(fù)雜的電磁干擾環(huán)境，機(jī)器仍然穩(wěn)定工作準(zhǔn)確測(cè)量；
致謝
時(shí)間過的很快，一轉(zhuǎn)眼，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也差不多完成了。首先，在這里我非常感謝我的指導(dǎo)老師###老師。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成是在我的老師###老師的認(rèn)真指導(dǎo)和監(jiān)督下完成的，在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的這幾個(gè)月，老師一直耐心的給我講解我的課題，并且指導(dǎo)我如何查資料，讓我朝著完成一篇優(yōu)秀的畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)目標(biāo)努力。老師豐富的的知識(shí)面、無私的奉獻(xiàn)精神充滿了正能量，使我非常感動(dòng)。
在我即將離校之際，我要向所有給予我?guī)椭凸膭?lì)的人表達(dá)我心中對(duì)他們的感激。
在這四年的時(shí)光中，我最先要感謝的是我的學(xué)校--徐州工程學(xué)院。猶記得剛進(jìn)校園的我是那么地青澀、懵懂，而現(xiàn)在的我已然是個(gè)小大人的模樣，能學(xué)著自己處理很多事，再也不是那個(gè)一遇到困難就只知道找老師、父母的那個(gè)的少年。是徐工，教給了我更多做人做事的道理，讓我一步步地成長(zhǎng)。
還有機(jī)電學(xué)院的全體領(lǐng)導(dǎo)和老師，在這四年里，是他們教授了我各種專業(yè)的知識(shí)，讓我也能夠有一技之長(zhǎng)，更好地進(jìn)入社會(huì)。
最后，要感謝我的父母在大學(xué)期間對(duì)我的支持、關(guān)愛和鼓勵(lì)。以及在這四年里一直陪伴我、照顧我和幫助我完成畢業(yè)論文的同學(xué)和朋友，是他們，讓我再次感受到了友情的可貴。
畢業(yè)的日子越來越近了，在傷感別離同時(shí)，我也會(huì)為進(jìn)入社會(huì)做好充分的準(zhǔn)備，牢記父母、老師們對(duì)我的教誨，循序漸進(jìn)，一步一個(gè)腳印地朝著我的目標(biāo)努力，不辜負(fù)那些信任、支持我的人的期望。
在此，向所有關(guān)心和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友表達(dá)誠摯的謝意！
衷心地感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位老師！
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