基于西门子plc的种子包衣机自动控制系统设计
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基于西门子PLC的种子包衣机自动控制系统设计DESIGN OF AUTOMATIC CONTROL SYSTEM FOR SEED COATER BASED ON SIEMENS 摘要种子包衣是利用种子包衣机，把粘着剂包裹在种子表面的一种手段。种子包衣的方法是将含有、微肥、等种子包衣剂，按适当在种子外面。目前，在国内包衣设备中，由于电子控制系统过于简单广泛，而不能准确控制药物量的剂量，也不能保证各个部分工作的协调性，因此严重降低了种子包衣的质量，难以满足现代化农业生产对高质量种子包衣机的需求。为实现高质量的种子包衣，满足现代化农业生产的高要求，本设计研究了一款新一代的种子包衣机。基于种子涂层技术发展的背景和主题选择的背景，本文分析了涂层过程设计，PLC的设计控制核心触摸人机界面的通讯窗口，结合软件，频率，感应技术等自动控制系统。本毕业设计着重介绍了系统硬件选择设计，系统监测软件，系统控制软件设计和大部分工程技术问题，对设备性能测定结果进行了综合分析。解决了现有种子包衣机电子控制系统简单广泛，包衣质量差等问题，实现涂料部件保护，药物精密测量，自动操作，和人性化运行。关键词 种子包衣机；自动控制；PLCAbstractThe 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 录摘要IAbstractII1 绪论11.1 引言11.2研究目的及意义11.3选题背景11.4我国种子包衣设备基本类型21.5主要研究内容32 总体机械方案介绍43 种子包衣机电气部分设计63.1 种子包衣机控制方案63.2 种子包衣机传感器的选择63.2.1光电传感器73.2.2液位传感器的选择83.3 24V直流电源选择93.4继电器控制与PLC控制的比较103.5 PLC和变频器的选择113.5.1 PLC的选择113.5.2 变频器的选择123.6 硬件电路设计133.7 程序设计164系统维护与故障处理224.1 软件调试224.2 程序调试记录及结果分析225配置的设计235.1 配置软件概述235.2 组态软件的功能特点235.3 建立用SIMAT IC Pro Tool / Pro CS组态画面235.3.1人机通讯软件235.3.2系统监控软件246 基于自动系统种子包衣机设计优越性27结论28致谢29参考文献30II1 绪论1.1 引言种子和土地，水组成农业生产的三个基本要素，种子通过再加工它的优良的生物学，遗传特征就可以充分保留，还可以大大提升种子的商品价值，扩大了市场竞争能力。“九五”期间，国家开始实施“”，把提高作物种子选拔加工率和涂装率作为实施“种子工程”突破口1。要生产出高质量的种子，包衣设备的研发显得尤其重要，直接决定最后农业的收成。经过包衣后的种子，含有充分的营养，能够保证种子萌发和幼苗生长，起到，增加收入的目的。据，种皮可以增加810的存活率2。因此种子包衣设备的好坏，将直接影响农业生产收入的高低。本毕业设计研究以PLC为基础的种子包衣机控制系统。1.2研究目的及意义由于西方发达国家，种子包衣技术起步早、发展迅速，流入市场快，我国想从根本上扭转长时间低层次反复和技术不到位的情况，需要建立和健全种子加工技术研发平台，来满足中国高产并且高效的农业生产需求。为此，研究人性化，清洁自动化，高品质高效率的种子加工技术已成为行业发展的趋势。这些年来伴随着农业生产和新农业品种的迅速发展，新技术的种植和应用越来越受欢迎，国家在种子的市场管理上，在种皮包衣的质量方面也提出了相当高的要求3。对于种子包衣机来说，药物和种子的均匀分布和精准计算对包衣的质量有相当重要的影响。利用杠杆倾斜的原理来控制药物和种子的互相混合。在种子的供应方法，构件设计，测量精度控制等方面都很完善，药物供应相对统一，但是连续性差，同步性差，不能同时生产，各方面工作的配合不好，很难保证设备的安全和设备的运行结果，所以包衣合格率大多都小于92，所以我国的种子包衣设备有很大的发展前景。上个世纪九十年代初，很少有制造商把定量泵用于包衣操作，虽然之后结构原理有所完善，但调节性差，精度较低。与此同时，按照当时社会的对农作物的要求，国内的包衣设备不能把药物和种子的控制的非常好，经常有浪费种子的情况出现，使种子包衣的质量得不到提高，很难满足现代化农业生产的需求。因此，研发一款新一代的种子包衣机，是实现高质量的种子包衣技术的关键，这也是本毕业设计的真正目的。1.3选题背景我国现代化农业生产的重要工作之一就是设计一款新一代的种子包衣设备。本毕业设计研发了一款以PLC为基础的包衣机自动控制系统，该系统提供了种子和包衣剂的精确分布，严格控制包衣剂的剂量，对设备运行的稳定性和操作人员的安全性负责，实大大提高了包衣机自动化操作的精确性，有效提高种子包衣的质量，满足了农业生产的需求，提高了的效率，对保障国家粮食质量和安全具有重要的意义。 11.国外种子包衣机发展概况国外发达国家的种子包衣技术发展较早，种子包衣设备正在朝着，人性化的方向4。主要涂装设备制造商有：HBGD公司，RUIER公司，KTYO公司，GUSDESOK公司，PESXUS公司，IMBRNHUJID公司。2.国内种子包衣机发展概况我们研究种子的过程比较长，从20世纪年代开始研究种衣剂配方，到年代进行，到年代生产应用。目前，我国种子已广泛用于玉米，大豆，小麦，大米等田间作物和番茄，黄瓜等蔬菜作物。我国经历了引进，仿造，消化，吸取，最后自我发展的进程。现在，我国已有30多家制造商，研究机构。这几年来，我国自主研发的种子包衣机逐渐向国际靠拢，总的来说主要有以下几个特点：（1）机械倾翻桶具有旋转叶轮给料机构，采用了定时定量的计量泵，在增加压力的同时进行送料操作并且搅拌种子，使测量的数据更加准确。（2）一些设备采用多次喷雾混合工艺，最多可达10次，涂层合格率大大提高，即使表面不均匀，形状特殊，颗粒小种子涂层合格率可达1005。（3）搅拌机或滚筒结构也应用于某些搅拌部分。一些设备的直径和长度都很大，所以在大量生产的情况下，包衣机的种子和药剂混合时间可以达到30分钟左右，最终涂层的种子就成膜，从而节省了干燥设备的使用。（4）部分涂布机可以实现涂装操作，也可以进行种子造粒操作，达到双重目的。（5）电气系统采用工业控制技术的方法，实现种子和药的精确比例控制，降低了人为操作而产生的误差，保证了种子的质量。1.4我国种子包衣设备基本类型1.种药机械翻斗供给型这种形式的包衣机主要采用机械倾覆桶式定时定量供应和药匙式种子供料方式供料，与左右桶组合物相同的轴上固定着沙丘。当种子进入右边（左）桶时，并达到了所要求的份量后，自动翻起，再从右（左）桶的种子倒出来，左（右）桶继续进行种子称量，进行交替并循环的工作。同时用种子定量给料装置通过连杆机构连接到分配机构，该连杆机构可以用于从药盒中与地铲取药剂并进入装置。这种方法比较简单，但是这样的话更麻烦，药物的准确性和不理想，种皮和种子喂养系数的变异系数非常大。为了满足与医药类型混合的要求，还必须配备几套不同体积的药匙，方便交换。此外，种子包衣剂的粘度相对较大，药物残留物中药物残留物每次都相同，影响混合比的稳定性。这种形式的包衣机使用，开关简单，。这种包衣机有三种基本形式：滚筒喷雾式包衣机这种类型的包衣机是应用最的机型之一。它主要利用在旋转盘中，完成药物和种子的，为了使最后的敷料更加的均匀。包衣剂采用高压空气进行雾化，然后形成的液体经过喷嘴雾化的方式进行喷射，这种包衣机特点是有效预防种子表皮损害，所以这款包衣机不仅可用作种子包衣，而且可用作对种子进行特殊形式的药物治疗。甩盘雾化式包衣机该种包衣机利用甩盘雾化的原理，利用离心雾化的原理将包衣剂雾化，然后均匀的包裹在种子的表面。它的优势是使用雾化喷剂技术对种子无任何损害， 包衣剂又能完全包裹住种子，种子的存活率得以提高6。2.种药连续供给型此类的包衣机在结构上摒弃了传统的人工操作供药和机械供药带来的包裹不均匀性，而采用连续供给型，可以科学而且规范的计算用量，再用于医药，在准确度方面有了保证。1.5主要研究内容1.种衣剂这是一种用于种子处理，由杀虫剂、生长调节剂等添加剂组成的新型种衣剂。这种种子包衣剂把种子，与形膜剂在种子上成一层均匀的膜，这种膜在，粘度，pH值，毒性和生物活动有特定的要求，不管经过多长时间都能保存完整7。本毕业设计研究的种子经过涂层处理后，具有预防疾病，防治害虫和促进农作物发育的综合作用，效果通常明显优于普通敷料剂。2.本课题参考并吸收国内外先进科技在自主研发领域的学说，研究设计JY-5新一代种子包衣控制系统，主要研究内容如下：（1）种子和种子包衣剂连续，同步，均匀供应技术和精确的测量控制技术研究；（2）生产效率，体积密度，混合方式等生产参数及供应装置，供液系统等部件匹配特征研究；（3）研究人员操作和自动化控制技术，并确定相关参数；（4）设备运行安全和涂装操作过程监控技术研究；（5）多组分协调控制技术研究；（6）控制系统结构和硬件设计与选型；（7）系统控制软件和监控软件的研究与准备；（8）控制系统抗干扰技术研究。2 总体机械方案介绍 种子包衣机由种子装置、供给系统、种子与系统、回转、搅拌、电气等组成, 其结构见图2-1。图2-1种子包衣机结构图 1种子定量供给装置该装置的组成主要由叶斗式、变频器、等。喂料器为8片叶片相互结构, 采用, 转速范围为438r/min, 理论上容积可达11200mL, 充满可选0.6。 2种衣剂定量供给系统主要由储存桶，柱塞计量泵，变频器，调压罐，液体监测器和管道等部件组成。用逆变器控制计量泵从存储罐提取液体，经过后通过液体送到混合室。额定流量250 L/h，采用变频，泵速1096 r/min。液体监测器，用于过程的存在8。 3种子与种衣剂混合系统主要由混合室，投掷盘马达，同步齿带，投掷板，进入液管，液体等部件，系统采用高速上下双掷板结构，从种子到投掷盘的旋转的种子被均匀地投掷。液体雾化板为波纹结构，种子包衣剂通过液晶管在离心力作用下进入液体雾化，与种子进行充分接触，提高了包衣的质量。 4回转清淤机构该机构主要由、毛刷、等组成。尼龙齿圈在下, 带动毛刷把粘贴在混合室内斜壁上的种子和药剂去除, 同时也起到一定搅拌作用，有利于设备的再次利用，延长了设备的使用时间9。 5搅拌推送系统该系统主要由，搅拌机构，传感器等组成。 锤和新月形叶片的螺旋角度为45。药物的混合物由龙推动，进一步接触在罐中，摩擦，使种子表面的种子包衣剂均匀包裹，最后将物料从机器中取出。口中有一个阻力型传感器，用于监测罐体物料堵塞情况。 3 种子包衣机电气部分设计该装置的电气控制系统是以可编程控制器PLC为控制核心，液晶触摸屏为人机交互界面，结合相应的软件，变频装置，流量监控器等对整个包衣操作进行控制。3.1 种子包衣机控制方案首先，把生产力，种子堆积密度，种子混合比等参数输入触摸屏。PLC接收程序，计算进料器和计量泵的运行频率，即进料量和用量。在自动操作过程中，种子包衣剂由计量泵从罐中取出，然后由泵通过调节罐挤压到液体流量监测器，然后进入混合室通过液体雾化板离心雾化。当显示器检测到有液体存在时，系统会自动启动其他工作部件。延迟后，进料器开始进料，种子落入混合室，与雾化后的种子包衣剂接触并充分的混合。在疏浚室中的粘合剂把斜面上的药刷混合物刮掉。种子混合物进入混合系统，然后充分搅拌，推到排出口。如临时仓库无材料，传感器信号的预期水平，进料停止，延迟几秒钟后停止计量泵，以方便料料混合，然后在风暴停止后延迟几秒钟。当高电平传感器发出信号，液体开始流动，液体流量检测器检测液体，几秒钟后开始送料，搅拌。如果材料堵塞在搅拌槽中，阻塞传感器发出启动防堵防护程序的命令，所有工作部件停止，直到故障排除。3.2 种子包衣机传感器的选择 1传感器简介机械开关的速度低，准确度差，检测时容易对象，寿命短等缺点。2传感器的特点当接触器的主触点焊接或释放延迟时，限位保护将失败。因此，在某些重要设备中，需要设置超冲程后备保护。本课题用光电传感器代替跳闸开关。光电传感器具有下列优点：(1) 具有工作区域自我诊断和稳定性说明，可以及时通知工作状态可靠；(2) 外部控制端子的设置可随时接受PLC的检测指令，可以在运行前检查光电开关是否运行正常；(3)光电开关响应速度高达0.1m/s，每分钟检测50多万次；(4)采用特定的集成电路和先进的SMT表面贴装技术，非常可靠；(5) 体积小，质量轻，安装方便，具有短路自我保护功能。传感器有三种信息技术，首先是信息的收集，然后是信息的传输，最后是信息的处理。在现代化自动检测系统中，传感器能对各种参数进行生产监控，实现自动控制。传感器应用的系统图如图3-1所示。模拟传感器A/D转换器数字计算机D/A转换器模拟控制器传感器电子线路测量显示装置电源 图3-1 传感器应用的系统框图3.2.1光电传感器光电就是把作为检测元件的传感器。生活中普遍使用的光电传感器如图3-2所示。光电传感器一般由光路，光源和光电元件三部分组成。光电传感器的结构简单方便，被广泛运用于检测系统的控制领域。光电传感器常用光源为发光二极管，钨丝+滤光片，使用它作为种子包衣机材料的光电控制是合理的。目前，有两种类型的光电传感器分别是和型传感器。如果选择了传感器，则输出电流流向传感器，如果传感器连接到PLC，则电流从传感器输出流向PLC。而NPN传感器的输出电流是从PLC流向传感器的。所以本毕业设计选择用型传感器，检测距离为5mm。图3-2光电传感器外形图图3-3光电传感器的接线图一般光电式传感器含三根线（红色、黑色、白色）或（棕色、蓝色、黄色），接线一般用与棕色接电源的，黑色与接电源的，白色与接信号线，光电传感器的接线图如图3-3、图3-4所示。 图3-4传感器与PLC接线图3.2.2液位传感器的选择根据所选传感器的设计要求，根据使用液体和液体中的要求，并考虑到对的影响，因此选择传感器U9ULS系列，如图3-5所示。使用比较普遍的是U9ULS系列超声波液位传感器。不锈钢传感器采用，无间隙不会泄漏，不受温度，压力，和液体等参数的影响。在大部分情况下，电子设备安放在铸铝，NEMA4/NEMA6和防液体中。图3-5液位传感器U9ULS有以下特点：（1）可应用于各种液体（2）从气泡，蒸汽，杂质等因素冲击湍流后。（3）121in长度（303.3cm）（4）可以安装在顶部,侧面或底部工作原理：U9ULS系列的基础是超声波理论。当超声波在空气中迅速传播时，会不断减弱。相反，超声波要是在液体中，传播性能会非常好。当另一端接收到有效的信号时，它发送一个，指示存在液体。该信号被传送到继电器，导出输出信号。U9ULS - 100系列产品具有优异的传感器探头性能，300C的温度和1000PSI的压力在良好的工作情况下。U9ULS-10系列产品更接近毕业设计的性能，探头顶部设计成凹口形状。控制电路设计安装在可以远程控制位置的小范围密封结构中10。特点：10A继电器输出，115 / 230V交流，12V直流或24V直流输入，高增益无需精度，工作温度可达300长度可达151.5CM。表3-1 主要技术指标输入电压115/230V AC，50/60HZ或12/24V DCU9ULS10系列增益300：1U9ULS100系列增益1000：1U9ULS10系列输出10 A DPDA继电器灭火两线制，4ma-干；20 ma- 湿U9ULS100系列输出10 A DPDT继电器延时0.5s重复性2mm外壳NEMA 4/NEMA 7,防液防爆罩，环氧涂层，铸铝。3.3 24V直流电源选择1.作用：为耗能设备供应动力来源，输入220V24V直流6-7。24V直流电源是种子包衣机的动力关键，所需的输出要持续稳定，更要具备过压。因此选择明纬S-60-24单组输出开关电源,如图3-6所示。图3-6明纬S-60-24单组输出开关电源 2.产品特点：具有短路、过载保护，开关工作频率77KHZ。3.其主要技术参数如下：直流电压：24V额定电流：2.5A额定功率：60W输入电压：220V频率范围：4763Hz效率：79%工作温度：-10 - +60工作适度：20-90%RH尺寸：159*97*38MM（L*W*H）3.4继电器控制与PLC控制的比较在工业自动化方面，可编程控制器已成为大多数自动化控制设备的基础，给工业设备控制提供了极大的方便。运用PLC的工业控制系统与运用继电器的传统工业控制系统相比，前者在操作和控制精度方面具有难以想象的优势。1 继电器控制系统存在的缺点目前，继电器的使用已经包含家庭和工业的大多数领域。它们与以前的产品相比较而言具有更好的可靠性。然而，所谓人无完人，继电器控制系统也有以下几个缺点：（1） 传统的继电器控制逻辑电路，安装接线比较复杂，电路有时会短路。此外，继电器触点的个数有限，灵活性和可扩展性收到限制。（2）大量使用机械触点，当触点打开或关闭过于频繁时，设备的电弧会损坏，反复的摩擦也会使设备的寿命变短。（3）在控制速度方面，机械接触过多会发抖，给系统带来隐患。2 可编程序控制器控制系统的优势PLC的体积小，可以轻轻松松完成序列逻辑排列，数字计算等功能，通过输入输出接口，PLC可以建立生产机械数据库，来实现生产过程的。尤其是现在时代的到来，PLC功能的扩展，具有比较好的的能力，因此在大部分行业中得到广泛的应用。（1）顺序控制在PLC中应用最广泛的就是顺序控制。顺序控制具有编程灵活，易于维护的好处，可以实现独立且多方位的控制。它的基础就是操作按钮，限位开关等传感器信号，这些信号控制设备的机械化运动，从而实现生产线的自动化。（2）闭环过程控制闭环过程就是使用PLC控制系统，其功能由完成，系统由决定，不受组成部件的影响，可以同时控制好几个控制回路和控制参数。（3）运动位置控制数控机床的控制和管理也要依赖于PLC。在加工行业，可编程逻辑控制器和数控一起完成机床运动位置控制，其功能是接收输入的信息并且计算相应的装置。综上所述，选择PLC对钻铣床进行最合适的改造。3.5 PLC和变频器的选择3.5.1 PLC的选择(1) PLC的介绍可编程控制器是为工业应用设计的电子系统的数字操作。它是现代工业控制三大支柱之一，用于控制过程，引导工业环境。它易于操作和并且具有较高的可靠性。西门子在20世纪末推出了SIMATIC S7-200系列PLC，性能高，性强，抗振动强，工业环境适应性好。广泛应用于电力，汽车，专用机床，包装机械，智能建筑等领域。 （2）PLC选择在PLC系统设计中，首先要确定控制程序，接下来就是本毕业设计的PLC控制设计的选择。PLC及相关设备应整合标准，依靠成熟可靠的系统和配置，与设备的控制兼容。所以，工程设计选择和估算应详细分析过程特点以及控制要求，然后估计一下输入和输出点的个数，所需的内存容量，选择更高性价比的控制系统。 PLC选项包括以下内容：1.输入/输出（I / O）点的估计。2.内存容量估算。3.选择控制功能，包括计算功能的选择，编程功能，诊断功能和处理速度。在此转型中，根据铣铣机控制要求可以获得PLC的输入输出。有关I / O分配表，请参见表3-3。从该PLC的输入输出可以看出，PLC的输入必须大于17，输出必须大于15个。但机器控制电路电压电平较大，所以PLC的选择要注意PLC的。所以选择西门子S7-200 CPU226最合适。(3) S7-200的简介S7-200PLC工作原理通过以下两方面说明。循环扫描操作模式PLC采用循环扫描操作模式，无论用户程序运行还是不运行，都反复进行循环扫描，并且立即执行分派的任务。每个周期经历的时间称为，每一个扫描周期分为五个，每个会话完成不一样的任务。1.PLC工作流程PLC通上电源之后，系统内各种各样任务的处理和执行按照一定的顺序进行。这个过程是循序渐进的，包括初始化，CPU自我信息处理，与外部设备的交流信息，执行用户关键程序，对输入和输出信息进行处理，PLC循环扫描，执行上述过程直到关机。工作流程如图3-7所示。2.用户程序扫描过程PLC的工作进度和CPU的运行，CPU带有两种工作模式：停止模式和运行模式。图3-7 PLC的工作过程在扫描周期中，停止模式和运行模式之间的区别主要是RUN程序执行，STOP模式不执行用户程序。PLC循环扫描可分为三个阶段，即，程序执行和输出。PLC将CPU模块，I/O模块和电源安装在中，并将电源和放在CPU模块的顶端子盖中。有输入端子和传感器电源，右前盖带有工作模式，模拟调节电位器和扩展I/O连接接口。在模块左侧配有LED指示灯，存储卡和通讯口。3.5.2 变频器的选择（1）变频器的工作原理变频器是由功率来控制的装置，该装置通过功率半导体的开关功能将工作频率变换为另一种频率。逆变器的电路一般由整流器，中间直流母线和变频器三部分组成。变频器分类主要有以下几点： 1.转化分类AC-DC-AC转换器：首先，它会通过将直流频率变为再到直流，然后将直流转换成和电压可调的交流电，广泛应用于通用变频器，频率AC将直接转换为频率可调AC，也称为直流变频器。2.根据主电路工作方式电压式变频器，电流式变频器。3.按工作要点U/f控制变频器（控制），SF控制变频器（控制），VC控制变频器（Victory Control 控制矢量控制）。(2) 变频器的选择 变频器的选择包括两种型号的选择和自带容量的选择，选择的原则是变频器的功能特性必须保证装置运行过程的可靠性。为了实现大转速比的恒转矩转速，常常采用增加通用变频器的容量的方式来实现。为了生产高精度动态性能和响应速度快的装置，应使用矢量控制或直接转矩控制通用变频器。 选择变频器时请选择以下选项： 1.变频器用途：恒压控制或恒流控制。 2.变频器用屏蔽电缆与电机相连 ,电缆屏蔽层需要接地。 3.电机的启动加速特性受到变频器额定的限制，转矩值小于一般电源的转矩值。当启动转矩较大时，选择较大的变频器或增加电机和变频器的容量。 对于各种考虑因素，决定采用siemens420变频器控制主轴转速。siemens420变频器介绍西门子M420系列是用于控制速度的变频器。这种变频器采用器控制,利用晶体管(IGBT)作为功率，具有相当可靠的运行性和多样的功能性，给变频器和电动机提供了非常有效的保护。变频器面板 M420具有方便安装调试的特点。配置可由IT(中性点不接地)电源供电，控制范围很广。西门子M420的为三相AC380V，适配0.75kW不带，控制方式为电压（低压）方式，电源相数为三相，输出电压调节方式是PWM控制。3.6 硬件电路设计主电路设计该系统电气原理图主要包括主电路和PLC外围接线。主电路图：如图3-8所示为控制系统系统的主电路图，共有5台电机，其中两台变频器分别控制两台电机M4和M5。M4为喂料电机，M5为供液电机。剩下的是M3搅龙电机、M1甩盘电机和M2清理电机。图3-8主电路图1.变频器接线(1) 该变频器连接的是和喂料电机，为siemensM420变频器，如图3-9所示。(2) M420变频器参数设置图3-9控制喂料电机变频器接线图在确定接线没有错误的情况下，合上电源并M420参数，然后按下RESET键，使变频器恢复到出场默认值。M420变频器的参数设定值如表3-2所示。表3-2变频器参数设置F00F01F02F03F04F05F46F58F590501060Hz50Hz050Hz10HzF60F61F62F72F73F74F75F76F7720Hz10Hz20Hz00120s00F78F79F80F81F82F83F84F85F86140s00120s011F87F88F89F90F91F119F120F121F12240s00120s1212F123F146F147F148F149F150F151F1521050Hz380V2A960r/m0.75KW30%2 PLC的电气控制本毕业设计PLC选用SIEMENS S7-200型,共点输入、12点输出。其中CPU 为 型( 14 点输入、10 点输出)，数字量输入模块为 型, 8点输入，模拟量模块为型,2 点输出，开关电源为输入120/230VAC, 输出24V/5ADC。3种子包衣机的流程图如图3-10所示。图3-10种子包衣机流程图3.7 程序设计1.种子包衣机的程序运行图如图3-11所示。 图3-11PLC硬件接线图2.I/O分配根据本设计控制系统的控制要求，控制系统应该带有点数，代码及地址编号如表3-3,3-4所示。表3-3 PLC输入/输出（I/O）地址分配表序号绝对地址对应输入输出符号实际意义一输入点1I0.0K12高料位2I0.1K13低料位3I0.2K14堵料4I0.3K15/K17药液流量5I0.4F1F2Q1Q2Q3各电机和变频器保护6I0.5F20F21F22直流电源保护7I0.6调试功能状态8I0.7PF01喂种变频器输出开关量9I1.0PF02液泵变频器输出开关量10I1.1S1启动11I1.2S2停机12I1.3S3故障复位13I1.4S4自动运行功能状态14I1.5S6校液功能状态15I2.0S8清空功能状态16I2.1S9清洗功能状态17I2.2S7校种功能状态18I2.3S10搅龙电机试车19I2.4S11清理电机试车20I2.5S12喂种电机试车21I2.6S13甩盘电机试车22I2.7S14供液电机试车二输出点1Q0.0KD4清理电机启动2Q0.1KD5甩盘电机启动3Q0.2KD6搅龙电机启动4Q0.3U1喂种变频器启动5Q0.4U2液泵变频器启动6Q0.5启动指示灯7Q0.6故障指示灯8Q0.7自运行指示灯9Q1.0有料指示灯10Q1.1喂种指示灯11AWQ0MW0喂种变频器频率设置12AWQ2MW2液泵变频器频率设置表3.4不采用PLC输出点驱动的指示原件序号符号驱动继电器符号实际意义1H3K13常闭无料指示2H4K14常开堵塞指示3H5K17常开液泵启动指示4H6K4常开清理启动指示5H7K5常开甩盘启动指示6H8K6常开搅龙启动指示7H9K15常闭无药液指示3.部分程序设计 4系统维护与故障处理4.1 软件调试 模拟器调试一般在设计好的用户程序上进行调试。在调试顺序控制程序之前，我们要检查刚刚已经操作的程序是不是符合程序功能图的要求，就是它是否在进行转换时，发生阶跃的活动状态的改变，之前转换的所有步骤是不是变为无效，后续步骤是不是更改为活动步骤，以及每个步骤的负载是否相应更改。我们在调试时应该充分考虑到各种情况，每个分支的程序功能图，应该一一检查过去。如果发现问题后，一定要及时修改程序，直到输入信号和输出信号之间的关系在所有可能发生的情况下完全满足。对于电路设计这个难题，我们要根据的要求进行调试，为了调试程序方便，有时候就要按照用户程序序列图改变相应的程序，用塔调试这个程序。触点和线圈的ON / OFF状态用不同的颜色表示。您还可以使用组件监视来监视，重写或将感兴趣的组件强制部件。在对的中PLC梯形图设计过程，对负载进行一个个的调试，就是为了调整负载之间的逻辑关系来满足要求。4.2 程序调试记录及结果分析本毕业设计经过在线模拟和在线调试，已经确定整个系统的关键程序。所编的程序是不是又方便的使用，最终通过进一步完善和。首先将设置在PLC面板上的位置，PLC开始运行。然后连接到控制箱，根据输入输出的I/O分配对应的开关进行调试11。记录如表3-3所示。在调试本毕业设计的过程中，预先设想的功能和程序可以正常运作，程序正常可靠，维护的时候也方便。 本课题涵盖的种子覆盖机是农业设备。 在编写程序的过程中加强安全设计，为实际情况增加防伤设计。5配置的设计5.1 配置软件概述不同的配置软件适用于不同的应用领域。在工业计算机控制领域中，配置的概念第一次出现，人机界面生成软件称为工业控制配置软件。如Pro e，Office,Photo Shop，软件有相似的操作，利用数据文件来保存所做的工作，而不是执行其过程。这种配置形成的数据只能按照它的制造工具来识别。但区别在于工业控制中形成的配置结果用于实时监控。配置工具会根据这些配置结果运行引擎。表面上，配置工具正在运行的程序是执行自己的具体任务。配置软件产品在80年代初“配置”的概念伴随着分布式控制系统（简称DCS）的出现，开始成为大多数生产过程自动化技术的知名品牌。在我国工业控制技术的不断发展和完善中，个人计算机跟以前的特殊系统想比较来说，优势已经越来越明显。这些优势主要体现在：个人计算机技术持续快速的发展，工业控制系统建成的产品成本相对较低，软件和硬件资源丰富，所生产的软件很容易被学习，可以很方便的获得技术支持。所谓配置软件，就是一些负责数据采集和自动控制的专门性的软件。配置软件的普及，给各种通用通信协议和工业设备带来了福音，它的分布式和网络功能，让用户可以通过很快的建立属于自己的软件工具。配置软件在这几年得到普遍应用，那么在配置软件发展之前，我们是怎么建立人机界面的呢？那时候，工业控制领域的用户按照第三方手动或委托写入HMI应用程序，这种形式有很大的缺点，比如开发时间长，效率低，不可靠，还有人会购买专门的工业控制封闭系统来满足需求，这种形式很难与外界进行互动，严重限制界面的升级和增加功能。5.2 组态软件的功能特点现阶段的所有配置软件都可以执行各种各样复杂的功能，然而在技术上，各种配置软件提供了不同的方式来实现这些功能。从这些差异，以及个人计算机技术的发展趋势，我们可以看到配置软件未来发展的方向。5.3 建立用SIMAT IC Pro Tool / Pro CS组态画面5.3.1人机通讯软件该软件用SIMAT IC Pro Tool / Pro CS编写，存储在触摸屏存储器中12。涂装设备的主要参数（进料器额定容积，额定流量），工作信息（总数量，总加工量等），生产参数（生产率，种子堆积密度，种子混合）等输入，读取和显示，也可参考相应的参考数据。该系统由主菜单，生产参数，时间设置，学校，学校流程，参考数据等七个界面组成，由指令键转移或退出。PLC将会接收每一个接口发出的命令，并且在其中读取相应的参数设置或者状态信息，来实现人机交互。5.3.2系统监控软件该软件是控制系统的核心，在STEP 7-Micro / WIN编程环境下，通过PC机系统的编程和调试编译到PLC机器。实现主要功能如下：1.软件可以根据不同的操作条件和有机结合实现涂装设备的工作部分，有序开闭，协调工作。2.软件可以从触摸屏设置，调节输入进给延迟（液体从监视器到流动时间到雾化盘），泵的延迟（从进料停止材料一直下降） ，搅动延迟（喂食停止，搅动将所有物料腾出的时间）等参数，并从头到尾保持种子和药剂同步，同时接触并充分混合搅拌，以便保证包衣质量。3.软件故障（如无物种，无液体，混合室闭合松动，变频器频率设定不合理等）进行报警，严重情况会最终暂停所有工作， 保护个人和设备的安全性。 而对于材料级别，阻塞材料，流量监测等传感器具有不同功能的相应软件模块的准备。4.软件更重要的功能之一是解决种子和种子包衣的持续供应和精确控制的问题。 作为馈电，作为异步电动机的感应电动机的电源，使用可变频率控制其输出后进行适当的滑差补偿，可以考虑进给，药物和变频器的数量与工作频率成比例 ，所有进料量的控制，进入相应的变频器频率控制。 因此，只要输入目标参数，软件可以根据公式自动计算，通过改变变频器工作频率的模拟电压，达到对饲种衣剂的准确调整。5.在进行操作时，当PLC接收到种子堆积密度，种子混合比等参数的修改命令时，该软件会自动计算和修改相关工作数据，以实现不间断过程参数的在线变化。6.由于试剂的粘度，种子堆积密度的差异会给测量精度带来误差，所以软件嵌入物种，液体校准模块中。 通过触摸屏，输入种子理论值和实际测量值，软件会计算两个误差，并自动补偿误差。 6 基于自动系统种子包衣机设计优越性（1）包衣合格率提高系统通过控制逆变器实现种子和种子包衣剂的自动调节，连续准确供应，并从触摸屏进入调整后的进料延迟（液体从显示器到流动时间到雾化盘）泵的延迟（从进料到停止所有的时间都掉下来），搅拌器将所有物料空出时间等参数进行记录，并始终保持种子和药剂同步，提高包衣合格率和操作质量。（2）生产能力提高千瓦时控制软件可以通过包衣设备的工作部分，实现在不同的条件下，有序开闭，协调工作。如临时存放无货，送料停止，延迟几秒钟计量泵停止后，为了方便物料充分搅拌，然后延迟几秒钟后龙只停止。材料时间长，料含量高传感器信号，液体开始，液体流量检测器检测液体，几秒钟后开始送料，搅拌龙等部分。（3）液体和种子比例范围广泛 作为液体，电机的种子供应使用频率控制，两个FM范围为550Hz，所以液体和种子比例范围为0.519，有多种材料涂上了混合药物的要求，使得使
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