韭菜收割机控制系统设计

摘要

近年来，我国农村劳动力流失日趋严重，由于劳动力骤降，导致土地资源利用率降低。具有高技术含量的农业机械化应用越来越广泛，它不但能够解放劳动力，而且能够提高劳动生产率和提高产品质量。
　　本研究是河北省教育厅发展项目“设施蔬菜智能收割与秸秆生物反应堆关键技术研究与设备研制”的研究内容之一，其目的在于研制一台自动化、效率高、收割质量高的韭菜收割机。
　　根据韭菜收割机功能性能要求对韭菜收割机的控制系统进行整体方案设计和系统控制原理图设计;对韭菜收割机电气控制系统进行了硬件设计，选取PLC作为韭菜收割机的控制核心，选取电机驱动器作为韭菜收割机驱动装置，选取旋转编码器和超声波传感器对韭菜收割机的工作行走速度、割刀转速以及割刀位置进行测量，通过触摸屏实现参数的显示、设置、调节功能;电气控制系统软件设计包括PLC控制程序和触摸屏程序两部分。对韭菜收割机调速部分，测量部分进行了程序设计，并利用wincc flexible环境对触摸屏进行设计和编程;通过单因素试验和水平组合试验确定韭菜收割机行走速度和割刀转速的最佳匹配值。
　　本次设计的韭菜收割机控制系符合技术指标要求，实现了韭菜收割机的自动化收割，韭菜收割机运行状况良好，达到了预期目标。

目录

声明

摘要

1．1．1研究背景

1．1．2研究目的及意义

1．2国内外蔬菜收割机的发展现状

1．2．1国外蔬菜收割机发展现状

1．2．2国内蔬菜收割机发展现状

1．3课题来源和论文主要研究内容

1．3．1课题来源

1．3．2论文主要研究内容

2控制系统设计方案

2．1韭菜收割机功能和性能要求

2．1．1功能要求

2．1．2性能要求

2．2系统方案设计

2．2．1韭菜收割机结构设计

2．2．2电气控制系统原理框图

3控制系统硬件设计

3．1韭菜收割机控制模块

3．1．1 PLC选型

3．1．2触摸屏选型

3．2韭菜收割机执行模块

3．2．1割刀电机选型

3．2．2行走电机选型

3．2．3电推杆选型

3．2．4割刀调整电路

3．3韭菜收割机驱动模块

3．3．1直流驱动器与行走电机接线图

3．3．2蓄电池选型及容量计算

3．4模拟量测量模块

3．4．1编码器

3．4．2增量式旋转编码器接线图

3．4．3超声波测距

3．4．4超声波传感器接线图

3．5 PLC电气控制图

4程序设计

4．1韭菜收割机调速系统

4．2韭菜割茬高度、割刀间距测量

4．3割刀转速、机器行走速度测量

4．4机器行走、割刀调速

4．5触摸屏设计

4．5．1参数显示设定界面设计

4．5．2割刀位置调整界面设计

4．6触摸屏与PLC通讯

5．1试验场所

5．2试验参数

5．3试验设计

5．4单因素试验

5．5水平组合试验

5．6结果分析

6．1结论

6．2展望

参考文献

作者简历

致谢