关于探讨自动化控制系统设计方式论文

　　1取苗机构的主要部分动作控制过程

　　1．1苗盘输送的控制过程

　　苗盘输送机构的主要功能是把苗盘固定在上面，通过步进电机带动，每隔一固定时间转动1次，每次只转动1个固定距离(即为穴盘的格子间距)，将1排穴盘苗送到指定的位置，通过液压顶苗杆将秧苗顶出。当整盘苗全部被顶出后，输送装置会将穴盘输送走，进行回收，并且将下一盘苗送到指定位置，从而实现穴盘苗均匀、连续地输送到位。

　　1．2液压顶苗杆的控制过程

　　液压顶苗杆的动作过程是间歇往复伸缩运动，目的是将到达指定位置的穴盘苗从苗盘中顶出。当输送定位传感器检测到苗盘到达指定位置时，就驱动液压缸反复伸缩运动。根据实际需要，确定其顶出的距离，即可将整排秧苗顶出，然后顶杆缩回。

　　1．3放苗输送机构的控制过程

　　当穴盘苗被顶杆顶出，落入到下方的曲线导苗管由于穴盘苗根部重力大，穴盘苗将直立着落到放苗输送带上的每个隔板之间。放苗输送带由步进电机驱动，可根据实际作业要求设定其转动速度，将秧苗喂入到投苗机构中，由投苗装置再将秧苗进行栽植。当落入到放苗输送带上的一排苗全部喂完后，电机停止转动，输送带等待下一排的穴盘苗的落入。通过上述各机构之间的运动控制配合，可将穴盘苗从穴盘中自动喂入到投苗机构中，由投苗机构将秧苗置入田间开出的沟穴中，进行覆土和镇压等工作，从而完成穴盘苗的'整个移栽过程。

　　2控制系统硬件设计

　　控制系统是取苗机构的指挥系统，通过它可以让执行器按照规定的要求进行工作。可编程序控制器(PLC)是一种数字运算操作的电子系统，与继电器相比，它具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、体积小和能耗低等特点。因此，本设计选用PLC作为取苗机构的控制系统［8］。在取苗机构自动取苗过程中，主要会涉及到以下几步:1)苗盘输送机构处的传感器1检测苗盘输送带上是否有苗盘。如果没有，则发出报警信号。2)液压顶苗杆处的传感器2检测穴盘被顶出的那排穴盘中是否有秧苗。如果有，驱动液压缸伸出，顶苗杆将秧苗顶出穴盘;如果没有，电动机1启动，带动苗盘输送带传动，直至传感器2检测到有苗，液压顶苗杆顶出秧苗后返回原位。3)放苗输送机构输送带1上的传感器3检测其上是否有秧苗。如果有秧苗，电动机2启动，将秧苗喂入栽植机构;如果没有，则等待。4)放苗输送机构输送带2上的传感器4检测其上是否有秧苗。如果有秧苗，电动机3启动，将秧苗喂入栽植机构;如果没有，则等待。在此控制系统中，PLC输入端与传感器、行程开关和按钮等相连，而输出端直接和电动机、电磁阀、指示灯和报警信号等相连。各种逻辑控制及时间控制在PLC内部实现。

　　2．1可编程序控制器(PLC)的选择

　　首先，根据设计的工艺要求确定I/O点数。其中，输入13点，输出10点，再增加10%～20%的备用量，以便随时增加控制功能。再根据I/O点数、编程与程序调试的灵活性、扩展性和性价比等要求，选用的可编程序控制器为西门子S7－200系列中的S7－200CPU226。它有24个输入点、16个输出点、2个RS485通讯口。其中，1个通讯口与计算机相连，1个与操作界面相连，方便编程与调试。S7－200CPU226包括1个中央处理单元(CPU)、24V直流电源以及数字量I/O点，这些都被集成在一个紧凑和独立的设备中。

　　2．2步进电动机的选择

　　步进电机是将电脉冲转化为角位移的电气设备。脉冲的数量决定了旋转的总角度，脉冲的频率决定了旋转的速度，方向信号决定了旋转的方向。根据被控设备的技术数据，采用二相八拍混合式步进电机，型号为42BYGH101。

　　2．3传感器的选择选

　　择接近开关作为检测有无秧苗的传感器。接近开关有3根连接线(红、蓝、黑)，红色接电源的正极，黑色接电源的负极，蓝色为输出信号。当与秧苗接近时，输出电平为低电平，否则为高电平。

　　3控制系统软件设计