基于PLC与组态王的育秧播种机监控系统设计

发布时间：2017-10-17 07:01

  本文关键词：基于PLC与组态王的育秧播种机监控系统设计

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【摘要】：育秧播种机是水稻高效机械化种植的关键设备,随着我国农业装备制造业的不断发展,自动化设备装机率逐渐得到提高,人们对提高育秧播种设备自动化程度的要求越来越高。在当前的农业装备领域中,育秧播种设备的自动化程度仍然不够高,大都停留在人工控制阶段,已经不再适应农业装备制造自动化、智能化的发展以及国家发展战略的要求。本文设计基于PLC与组态王相结合的上、下位机一体化的监控系统,对于实现育秧播种机自动化监测与控制具有十分重要的意义。本文在对课题组自行研制的气吸振动盘式育秧播种机监控系统的组成和原理分析的基础上,完成了监控系统总体结构设计和软硬件设计。系统以PLC和组态王监控软件为核心,建立了集信号采集、数据处理、设备执行和上位机显示的一体化监控系统。硬件设计是根据系统各模块的功能原理进行设计,包括主控单元设计、系统执行模块设计、信号采集模块设计和工作电源设计。在硬件组成的基础上,利用GX-Developer设计了下位机软件,主要包括吸种盘吸、排种运动控制软件,PLC与变频器的通信以及模拟量信号的处理。上位机组态王监控界面主要包括用户管理界面、系统主控界面、报警和事件以及报表系统的设计。此外,还考虑了系统的抗干扰性设计。分析影响育秧播种机监控系统功能和性能的因素,并通过试验进行验证。为了验证育秧播种机监控系统的可行性和准确性,在进行试验之前,利用GX-Simulator软件对系统离线仿真调试。然后以超级稻“Y两优3号”芽种为实验对象对系统进行了调试试验,包括下位机试验、上位机试验和机构定位误差试验。最后,对试验检测和记录的数据进行整理,试验结果表明整个育秧播种机监控系统运行稳定、监控画面友好,自动化程度较高,播种效率能够达到400盘/小时,吸种率可以达到97%左右,基本上满足了系统设计的功能和性能要求。
【关键词】：育秧播种机 PLC 组态王 监控系统
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S223.2;TP277
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 课题研究的背景和意义12-13
• 1.2 育秧播种机的国内外研究现状13-16
• 1.2.1 国外研究现状13-14
• 1.2.2 国内研究现状14-16
• 1.3 主要研究内容及预期效果16-18
• 1.3.1 本文的主要研究内容16-17
• 1.3.2 预期效果17-18
• 第二章 育秧播种机监控系统总体设计18-23
• 2.1 气吸振动盘式育秧播种机的结构组成及工作原理18-19
• 2.1.1 主要构件功能定义18-19
• 2.1.2 气吸振动盘式育秧播种机工作原理19
• 2.2 监控系统设计要求19-20
• 2.3 系统总体设计及方案论证20-21
• 2.3.1 系统总体设计20-21
• 2.3.2 方案论证21
• 2.4 本章小结21-23
• 第三章 育秧播种机监控系统的硬件设计23-43
• 3.1 主控单元设计23-25
• 3.2 系统执行模块设计25-35
• 3.2.1 二自由度机械手分析选型25-32
• 3.2.2 两位三通电磁换向阀32-33
• 3.2.3 交流电机的选型33
• 3.2.4 变频驱动分析选型33-35
• 3.3 信号采集模块设计35-40
• 3.3.1 限位传感器36-37
• 3.3.2 称重传感器37-38
• 3.3.3 模拟量输入模块38-40
• 3.4 系统工作电源设计40-41
• 3.5 系统抗干扰设计41-42
• 3.6 本章小结42-43
• 第四章 育秧播种机监控系统下位机软件设计43-54
• 4.1 PLC资源分配及外部接线43-45
• 4.1.1 PLC的资源分配43-44
• 4.1.2 PLC硬件接线图44
• 4.1.3 系统面板控制按钮布置44-45
• 4.2 程序开发方式45-46
• 4.2.1 PLC编程语言45
• 4.2.2 PLC模块开发工具45-46
• 4.3 设计思想及总体架构46-47
• 4.4 程序设计及实现功能47-50
• 4.4.1 初始条件模块47-48
• 4.4.2 独立操作模块48-49
• 4.4.3 回原点模块49-50
• 4.4.4 自动运行模块50
• 4.5 模拟量信号的软件设计50-51
• 4.6 变频器软件设计51-53
• 4.6.1 变频器参数设置51-52
• 4.6.2 通信方式52-53
• 4.7 本章小结53-54
• 第五章 上位机组态王监控组态软件设计54-63
• 5.1 组态王介绍54-56
• 5.1.1 组态王软件简介54-55
• 5.1.2 建立工程的一般方法55-56
• 5.2 监控系统界面设计56-61
• 5.2.1 用户管理界面设计56-57
• 5.2.2 工程变量定义57-58
• 5.2.3 报警与事件系统58-59
• 5.2.4 报表系统59-60
• 5.2.5 监控系统主界面设计60-61
• 5.3 组态通讯设计61-62
• 5.4 本章小结62-63
• 第六章 育秧播种机监控系统的仿真调试与试验63-72
• 6.1 系统仿真63-65
• 6.2 下位机调试部分65-68
• 6.2.1 吸种盘吸种率试验66-68
• 6.2.2 吸种盘运动速度试验68
• 6.3 上位机调试部分试验68-70
• 6.4 机构定位误差试验70-71
• 6.5 本章小结71-72
• 第七章 总结与展望72-74
• 7.1 总结72-73
• 7.2 展望73-74
• 参考文献74-78
• 致谢78-79
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它科研成果79

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