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(江西工业职业技术学院 江西南昌 330099）
摘 要：该文首先对青贮圆捆机的工作原理进行分析提出控制需求.然后根据控制需求,结合控制对象特点,对比各类控制系统的优缺点,确定青贮圆捆机的总体设计方案.
关键词：青贮园捆机 控制 工作原理
中图分类号：S22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)11（b）-0044-01
1.青贮圆捆机的基本工作原理
青贮圆捆机的机械动力来源于拖拉机的输出轴转动.液压泵驱动液压马达通过液压系统输出传动力.牧草通过喂料装置或其他方式喂入进料仓,在喂料轮的带动下,进入传送带.牧草在传送带的传动下进入卷辊,卷辊中的牧草卷成草捆.当草捆压力达到要求值时,打捆机控制系统停止喂料轮转动,即停止牧草进入卷辊.与此同时,打捆机开始对已成型的草捆缠网,当缠网达到要求圈数时,停止缠网.随后,割网刀进行割网,将网割断.割网工序完成后开启出捆仓门,草捆打捆完成.
2.青贮圆捆机的控制需求
根据上述机械机构和液压系统,控制系统具体过程控制需求分析如下.
系统启动后,程序开始进行初化,确保进料仓处于低位,出捆仓门处于关闭状态.初始化完毕后,喂料轮开始运动,同时进料仓上升.为了配合牧草的喂入,进料仓在上升时间10s到达最高点后停止,停止2s后开始下降,回到原始位置停止10s重新上升,如此反复运动.草料在进料仓上升的过程中在草料自身重力和喂料轮的共同作用下,进入输送皮带位置.草料经过皮带进入卷辊,在卷辊中逐渐卷积成圆柱形草捆.此时张紧力传感器将不断检测草捆张紧力,当其达到打捆要求时,启动送网电机,开始送网.与此同时,控制系统开始检测缠网圈数.当缠网圈数到达打捆要求时,送网电机停止,同时割网刀执行器带动割网刀把网割断.割网执行器在执行动作结束后自行归位.网被割断后出捆仓门立即打开,草捆在重力作用下出仓.延时2s后出捆仓门关闭.至此,打捆工作完成一个打捆工作循环.
对系统控制需求归纳可得.
在自动控制系统中：控制系统有输入信号11个、输出信号12个.系统输入信号主要包括进料斗位置信号、出捆仓门位置信号、草捆张紧力信号、缠网圈数信号、切网刀位置信号、电机起始位置信号等,由对应的传感器和行程开关完成信号采集.输出信号主要包括进料仓的升降信号、出捆仓门的升降信号、液压马达的启停信号、送网电机的启停信号、割网刀执行器转动信号、喂料轮的启停信号等,由对应执行器完成动作输出.
3.总体控制方案的确定
从目前所采用的控制系统来看,主要有以下几种控制方式.
（1）采用继电器半人工控制.人工控制耗费大量人力,效率低,并且容易使生产者产生作业疲劳.这种控制方式自动化程度低,逐渐被淘汰；
（2）采用单片机控制.单片机控制系统具有开发成本低、方便灵活等优点.但是单片机控制也存在开放性差、较弱的人机交换性、有限的软件硬件资源、较长的开发周期以及在恶劣的工作环境中稳定性较差,易受干扰故障率高等缺点；
（3）采用IPC控制.IPC控制具有软硬件支持丰富、可靠性和抗干扰性高、实时性好等优点.其多使用于模拟量较多的控制系统；
（4）采用PLC控制.PLC控制具有相对容易的操作性,较好的实时性、扩展性好、故障率低、便于维护以及较强的现场适应性等优点.
考虑到本系统中为设计一个打捆机控制系统,应综合考虑以下几点要求：
（1）该系统要求实现在正常工作时能够实现全自动化,并且该系统使打捆机可实现全自动控制、手动控制.
（2）该系统安装于青贮圆捆机上,由拖拉机牵引在工作环境为田地等恶劣环境中工作.因此控制系统必须要求有较强的现场适应性及抗干扰能力.
（3）随着青贮圆捆机功能的升级,例如与草捆缠膜机的配合使用,发展方向要求牧草从喂料到打捆再到缠膜全自动控制.因此配套的控制系统必须有较强的扩展性,满足功能增加的需求.
青贮打捆机:柴油机作动力的青贮打捆包膜机
综合考虑实际要求以及各个控制系统特点,本控制系统选用由SIEMENS 系列可编程控制器(PLC)作为控制核心,以及各式传感器及执行器所组成；为使机器运行过程可视化,更易于控制和更改所需参数,配套使用的SIEMENS触摸屏；应用PLC及触摸屏的编写软件进行软件设计.
当前PLC品牌较多,种类也较多.选择PLC要考虑到其性能、容量、论文范文等各方面因素.PLC按结构分为整体式、模块式和叠装式；按安装方式分为集中式、远程式和多台PLC联网式.本系统需要扩展模拟量模块、集中安装在青贮圆捆机上.所以本系统宜采用集中式、集中式PLC.
此外选择PLC时还需要考虑容量方面的要求,容量包括I/O端子数和存储量两方面.
（1）控制系统包含9个开关量输入,2个模拟量输入,12个开关量输出.考虑到10%～15%的裕量.本系统宜采用输入接口在12个以上,输出接口在16个以上.
（2）PLC程序设计中,每条指令都占据一定的存储器空间,例如一条计时指令占存储器2个字.考虑到25%～30%的裕量.采用估算的方法计算所需的存储器空间.
综合考虑,选择西门子PLC型号为CPU226.其包含24路数字量输入,16路数字量输出,程序空间8192KB,数据块空间5120KB,满足控制系统要求.
4.结语
该文结合青贮圆捆机的工作原理,归纳出各机构中的控制需求.通过对各类控制系统的优缺点对比,并且考虑到具体控制需求,采用以PLC为核心的进行控制系统设计.
参考文献
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总结：本论文为您写青贮打捆毕业论文范文和职称论文提供相关论文参考文献，可免费下载。
青贮打捆机引用文献:
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[2] 打捆机和时政论文范文素材 打捆机和时政有关论文怎么撰写2万字
[3] 玉米和青贮玉米论文范文检索 关于玉米和青贮玉米论文范文素材5000字
