遥控自行式堆肥翻抛机控制系统设计
摘 要 本文是关于遥控自行式堆肥翻抛机的控制系统设计。为了改善恶劣的工作环境，而设计的遥控自行式堆肥翻抛机，有效的解决了工作环境的问题，可手动可自动的工作方式使得农业自动化得到了很好的体现。 本设计是通过采用信捷PLC编写PLC程序来实现对堆肥翻抛机工作的控制。首先通过对国内外现状的研究及分析，论证设计的必要性和可行性，其次对遥控自行式堆肥翻抛机的控制系统进行分析，选择控制方案，确定控制系统的构成方式，然后选定控制系统需要的元器件，绘制出电气工作原理图，电气元件布置图，电气接线图。再通过对PLC输入输出配置与接线原理及系统流程图分析，进行PLC程序的设计及调试。
目 录
1. 绪 论 1
1.1 概述 1
1.2 国内外现状 1
2. 总体设计方案论证 4
2.1 总体设计方案的选定 4
2.1.1 单片机控制 4
2.1.2 PLC控制 4
2.1.3 继电器控制 5
2.2 三种方案的比较和最终方案确定 5
3. 选定方案介绍 7
3.1 流程图 7
3.2 PLC输入输出列表 8
3.3 接线图 8
3.4 电路图 9
3.5 变频调速 10
4. 元器件的选择 13
4.1电动机的选择 13
4.1.1选择电动机的类型 13
4.1.2确定电动机功率 13
4.1.3确定电动机的型号 15
4.2 PLC的选择 16
4.3 断路器的选择 17
4.3.1 断路器的工作原理 17
4.3.2 断路器的选择原则 17
4.3.3 断路器的最终选择 18
4.4 接触器的选择 18
4.4.1 接触器的工作原理 18
4.4.2 接触器的选用原则 19
4.5 熔断器的选择 20
4.5.1 熔断器的工作原理 20
4.5.2 熔断器的选择原则 20
4.5.3 熔断器的最终选择 2
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
1
4.6 变频器的选择 21
4.7 元器件列表 22
4.8电气控制箱 24
4.9 遥控器 26
5. PLC编程设计 27
5.1 程序主要部分 27
5.2 触摸屏介绍 28
6. 操作说明 33
6.1 安全保护措施 33
6.2 操作说明 33
6.2.1 利用控制箱面板控制 33
6.2.2 利用遥控器控制设备运行 34
6.3 维护保养 34
6.4 安全操作规程 35
7. 小结 36
8. 参考文献 37
致 谢 39
1. 绪 论
1.1 概述
堆肥由于发酵过程中会产生热量，这会导致肥料的质量下降从而降低生产效率。为了提高堆肥质量，需要每天对堆肥进行翻抛作业。本课题就是和常熟田娘农场合作的适应工厂实际需要的实用性课题。
我国是禽畜类养殖大国，禽畜类粪便排放量大，每年可产生10亿吨以上，这个数字是巨大的，如何变废为宝成了农业发展上一个必须要解决的问题。在早期，静态堆肥是最主要的堆肥工艺，但是会由于供氧不足而转化成厌氧发酵，这样会产生大量硫化氢等臭气，更严重的是会有爆炸风险。通过堆肥翻抛机把动物的粪便制成生物有机肥不仅解决了大量禽畜类排泄物对环境的污染问题，还推动了绿色农业的发展。如今堆肥翻抛机已经成为了农业中不可缺少的机械设备。
但是普通的堆肥翻抛机还是存在着操作不便等诸多问题，为此我们在翻抛机的改进上给翻抛机加上了PLC，使翻抛机既可以人工操控，也可通过遥控器进行遥控操作。从而改善了工作人员的工作环境，也进一步提高了堆肥的效率。
选择遥控自行式堆肥翻抛机作为毕业设计的课题，能培养我们独立解决工程实际问题的能力，巩固我们大学四年所学的知识，做到学以致用。这次毕业设计是一次理论结合实际的大好机会，不仅可以锻炼我思考问题的能力，更是对所学的电气方面的知识一次有意义的再学习，也为了今后的工作生活打好了基础。
1.2 国内外现状
在德国，日本，美国等国家堆肥翻抛都发展的较早，堆肥的生产工艺和翻抛技术装备都趋近成熟，堆肥翻抛设备向着专业化、大型化和智能化的方向发展。德国的巴库斯公司是堆肥翻抛机这个行业的领军人物，它在世界各地拥有超过480台翻抛设备，而目前中国有20多台设备在运行，其中一台已经正常运行12年。而在美国，和加拿大一起研发的“新远东圣甲虫”翻抛设备利用现代高科技生物技术，从最基础的层面上解决传统制肥工艺的不足。他的主要特点是由多组液压系统联合工作并协调配合，准确控制温度和湿度，使堆肥物料快速腐熟，适合于规模化生产。
我国有机肥的资源丰富，数量持续上升，但是利用率却一直不高。而我国在堆肥机械上起步的较晚，技术等还不成熟。在2006年底，苏州研发完成了中国最大的遥控自行式动力模块车组，打破了国外产品对国内市场的垄断。在堆肥机械上，我国也逐渐采用自动化机械来减少工人的工作量，改善工人的工作环境。从20世纪70年代开始，中国逐渐开始研究适合我国生物有机肥的专用翻抛机，随着科技的不断发展，机电系统的不断改进，堆肥翻抛机的性能也是越来越好。而现如今越来越多的农场开始科学管理，越来越多的设备都进入到了各个农场帮助生产。南京机械化研究所所研制的FP2500A型有机肥翻抛机有着作业顺畅，运行可靠，效率高，自平衡性能高等特点，有效解决了中国企业买国外生产设备一次性投入成本高的问题。而现如今在国内制造翻抛机的厂家也是数不胜数，河北保定的利民机械厂从2000年开始生产研发各种格式的翻抛机，生产的翻抛机已经获得了国家的11项专利，设备出口到澳大利亚和印度，广受好评。而江阴对的皓之然机械设备有限公司研发生产的均为全液压翻抛机，好处是基本没有磨损，故障率非常低基本不用维修，产品价格却却比同功能的外国产品便宜了超过了80%，大大降低了肥料的生产成本。在未来，堆肥翻抛机械不仅可以应用在农业方面，城镇的生活垃圾，园林垃圾等许多方面都是和堆肥翻抛互通的，在这些领域都可以使用该项产品。由此可见堆肥翻抛的前景是极其广阔的，我们需要创造更好的设备，研发创新的技术来进一步提高生产的效率，唯有不断的发展创新才能赶上欧美国家的步伐。
图1.1 翻抛堆肥现场
目 录
1. 绪 论 1
1.1 概述 1
1.2 国内外现状 1
2. 总体设计方案论证 4
2.1 总体设计方案的选定 4
2.1.1 单片机控制 4
2.1.2 PLC控制 4
2.1.3 继电器控制 5
2.2 三种方案的比较和最终方案确定 5
3. 选定方案介绍 7
3.1 流程图 7
3.2 PLC输入输出列表 8
3.3 接线图 8
3.4 电路图 9
3.5 变频调速 10
4. 元器件的选择 13
4.1电动机的选择 13
4.1.1选择电动机的类型 13
4.1.2确定电动机功率 13
4.1.3确定电动机的型号 15
4.2 PLC的选择 16
4.3 断路器的选择 17
4.3.1 断路器的工作原理 17
4.3.2 断路器的选择原则 17
4.3.3 断路器的最终选择 18
4.4 接触器的选择 18
4.4.1 接触器的工作原理 18
4.4.2 接触器的选用原则 19
4.5 熔断器的选择 20
4.5.1 熔断器的工作原理 20
4.5.2 熔断器的选择原则 20
4.5.3 熔断器的最终选择 2
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
1
4.6 变频器的选择 21
4.7 元器件列表 22
4.8电气控制箱 24
4.9 遥控器 26
5. PLC编程设计 27
5.1 程序主要部分 27
5.2 触摸屏介绍 28
6. 操作说明 33
6.1 安全保护措施 33
6.2 操作说明 33
6.2.1 利用控制箱面板控制 33
6.2.2 利用遥控器控制设备运行 34
6.3 维护保养 34
6.4 安全操作规程 35
7. 小结 36
8. 参考文献 37
致 谢 39
1. 绪 论
1.1 概述
堆肥由于发酵过程中会产生热量，这会导致肥料的质量下降从而降低生产效率。为了提高堆肥质量，需要每天对堆肥进行翻抛作业。本课题就是和常熟田娘农场合作的适应工厂实际需要的实用性课题。
我国是禽畜类养殖大国，禽畜类粪便排放量大，每年可产生10亿吨以上，这个数字是巨大的，如何变废为宝成了农业发展上一个必须要解决的问题。在早期，静态堆肥是最主要的堆肥工艺，但是会由于供氧不足而转化成厌氧发酵，这样会产生大量硫化氢等臭气，更严重的是会有爆炸风险。通过堆肥翻抛机把动物的粪便制成生物有机肥不仅解决了大量禽畜类排泄物对环境的污染问题，还推动了绿色农业的发展。如今堆肥翻抛机已经成为了农业中不可缺少的机械设备。
但是普通的堆肥翻抛机还是存在着操作不便等诸多问题，为此我们在翻抛机的改进上给翻抛机加上了PLC，使翻抛机既可以人工操控，也可通过遥控器进行遥控操作。从而改善了工作人员的工作环境，也进一步提高了堆肥的效率。
选择遥控自行式堆肥翻抛机作为毕业设计的课题，能培养我们独立解决工程实际问题的能力，巩固我们大学四年所学的知识，做到学以致用。这次毕业设计是一次理论结合实际的大好机会，不仅可以锻炼我思考问题的能力，更是对所学的电气方面的知识一次有意义的再学习，也为了今后的工作生活打好了基础。
1.2 国内外现状
在德国，日本，美国等国家堆肥翻抛都发展的较早，堆肥的生产工艺和翻抛技术装备都趋近成熟，堆肥翻抛设备向着专业化、大型化和智能化的方向发展。德国的巴库斯公司是堆肥翻抛机这个行业的领军人物，它在世界各地拥有超过480台翻抛设备，而目前中国有20多台设备在运行，其中一台已经正常运行12年。而在美国，和加拿大一起研发的“新远东圣甲虫”翻抛设备利用现代高科技生物技术，从最基础的层面上解决传统制肥工艺的不足。他的主要特点是由多组液压系统联合工作并协调配合，准确控制温度和湿度，使堆肥物料快速腐熟，适合于规模化生产。
我国有机肥的资源丰富，数量持续上升，但是利用率却一直不高。而我国在堆肥机械上起步的较晚，技术等还不成熟。在2006年底，苏州研发完成了中国最大的遥控自行式动力模块车组，打破了国外产品对国内市场的垄断。在堆肥机械上，我国也逐渐采用自动化机械来减少工人的工作量，改善工人的工作环境。从20世纪70年代开始，中国逐渐开始研究适合我国生物有机肥的专用翻抛机，随着科技的不断发展，机电系统的不断改进，堆肥翻抛机的性能也是越来越好。而现如今越来越多的农场开始科学管理，越来越多的设备都进入到了各个农场帮助生产。南京机械化研究所所研制的FP2500A型有机肥翻抛机有着作业顺畅，运行可靠，效率高，自平衡性能高等特点，有效解决了中国企业买国外生产设备一次性投入成本高的问题。而现如今在国内制造翻抛机的厂家也是数不胜数，河北保定的利民机械厂从2000年开始生产研发各种格式的翻抛机，生产的翻抛机已经获得了国家的11项专利，设备出口到澳大利亚和印度，广受好评。而江阴对的皓之然机械设备有限公司研发生产的均为全液压翻抛机，好处是基本没有磨损，故障率非常低基本不用维修，产品价格却却比同功能的外国产品便宜了超过了80%，大大降低了肥料的生产成本。在未来，堆肥翻抛机械不仅可以应用在农业方面，城镇的生活垃圾，园林垃圾等许多方面都是和堆肥翻抛互通的，在这些领域都可以使用该项产品。由此可见堆肥翻抛的前景是极其广阔的，我们需要创造更好的设备，研发创新的技术来进一步提高生产的效率，唯有不断的发展创新才能赶上欧美国家的步伐。
图1.1 翻抛堆肥现场
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