鱼用投饵机自动控制系统设计【字数：12867】
摘 要随着水产养殖业的不断发展和普及，对于自动化的养殖设备的需求越来越迫切。本文设计出的自动鱼用投饵机对于渔民鱼用投饵解放劳动力有着重大的意义，本文通过对自动投饵系统工作原理、设计要求以及技术指标方面的研究，制定了总体设计方案，确定了传送装置和抛撒装置的机械结构，完成了PLC、触摸屏、输料电机、投饵电机以及变频器等硬件的选型，绘制了电气原理图，编写了包含自动启动模块、停止开关模块、投饵机运行模块、输送计时模块、停饵计时模块、计数器计数模块、投饵总时间模块、机器运行累积时间模块、已投投饵量运算模块、投饵量归零模块、投饵机报警模块、短距离投饵模块、中距离投饵模块以及远距离投饵模块的PLC程序，并运用人机交互界面实现投饵数据的输入调整与读取，完成了整个鱼用投饵机自动控制系统的研制。
Keywords: automatic control system;Baiting machine for fish;Scientific feeding 目录
1.绪论 1
1.1选题背景及意义 1
1.2国外研究的发展现状 1
1.3国内研究的发展现状 3
1.4本文主要研究内容 5
2.自动投饵机总体方案设计 7
2.1自动投饵机工作原理 7
2.2投饵机的自动控制系统主要指标 8
2.3投饵机的自动控制系统设计 9
2.4控制要求 9
3.控制系统硬件选型设计 11
3.1 控制系统硬件总体框架设计 11
3.2 主要硬件选型 12
3.2.1 PLC的选型 12
3.2.2 触摸屏的选型 14
3.2.3 电动机的选型 16
3.2.4 变频器的选型 18
3.2.5 对射电眼的选型 19
3.2.6 空气开关的选型 20
3.3 PLC主电路图 22
4.控制系统程序软件设计 23
4.1 PLC流程图 23
4.2 PLC 接线图 25
4.3 PLC 程序框图 26
全文总结 35
参考文献 36< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
br /> 致谢 37
1.绪论
1.1选题背景及意义
我国的水产规模居世界首位，自1989年以来，我国水产品总量连续27年居于世界第一，2015年，水产品总量达到了6699.5万吨，其中养殖总产量达4937.9万吨，约占水产品总量的70%以上[1]。因此，养殖业对于水产的发展具有重要作用，由于水产养殖业的不断发展，人工投饵的弊端也发明显。人工投饵费时费力，投放饵料面积小，容易造成饲料浪费，养殖成本高，可靠性差等缺点。因此，如今需要开发出一套具备可持续发展的集约化水产养殖生产方式。在此背景下，本文针对鱼塘自动喂食机的投饵需求，开展了基于PLC的鱼用投饵自动控制系统设计。提高了饵料的利用率，降低了劳动成本，推动了智能制造在养殖业的快速发展应用。
1.2国外研究的发展现状
在20世纪四十年代早期，世界上第一台可编程控制器在美国设备公司(DEA)被开发出来，由于产品具有较高的可靠性，很快便在实际运用中进行了证实。早期，国外投饵系统由Feeding Systems A.S.公司研发出，由于它的饵料利用率高，可靠性高。现如今，已被世界各国广泛采用[2]。
由于国外工业化的发展需要，计算机技术与汽车行业成为其发展的主流行业。根据此发展，向着美国当地的汽车制造业提议开发出了一种Modlar Digital ControllER(MODICNON)取代机电控制盘。此装置内部包含大量的输入传感器和输出执行器，可用于进行大规模的过程程序控制，核心理念是用软件进行编程来取代硬接线继电器控制的控制方法[3]。
与此同时，20世纪七十年代美国通用汽车公司(GM)招标要求：(1)设备需要维修方便(2)软连接代替硬连接(3)功能可靠性高(4)体积小巧(5)成本费用不高(6)有数据通讯功能(7)输入115V(8)可在恶劣环境下工作(9)扩展时，原系统变更要少(10)用户程序存储容量可扩展到4K[4]。
近年来，国外PLC的发展迅速，产品更新换代特别快，部分著名公司一般一到两年便可推出一种新的控制系统的产品。不仅体积小重量轻，同时几乎每个产品都配有通讯接口。如各种紧凑型，微型PLC产品[5]。
随着经济与技术的快速发展，PLC技术的应用越来越广泛，并已广泛应用于机械制造，化工以及冶金等领域。PLC是一种用于数字运算和操作的控制装置的可编程控制器。它是集计算机技术、通信技术以及自动化控制技术为一体的现代高科技电子系统 [6]。
在欧洲，美国等国家，工业部门长期使用着控制系统，此外，其市场份额也开始逐渐增加。在2001年初，PLC专用制造技术的进步飞快。在产品突破方面，对PLC控制系统的产品在国外工业领域中得到了不断的创新与应用。PLC是以色列MANET和德国MVV的合资企业，如今，已在西班牙，荷兰和瑞典等11个地区进行了PLC测试。典型的产品主要包括SOFTPLC公司的 SoftPLC，SIEMENS公司的 SIMATIC WinAC以及 CJ International公司 ISAGRAF等产品以及一些最新的产品，这些产品各有特色，在工业控制领域发挥着巨大作用[7]。
通常情况下，在工业生产实践领域为提高PLC工业效率。通常是将计算机技术及微电子技术相互结合起来，从而运用到其中。在如今的工业生产中，目前已有很多工业生产工序运用到了PLC的生产技术[8]。现如DFGHJKL;今，PLC已有三个标准：(1)CEBus标准 (2)CEA建立联合集团(3)HomePlug Powerline AlliCV BN,.ance。PLC系统和大多数的高速数据通信技术差不多，也需要使用路由器、中继设备以及交换器来提供网络的服务[9]。OP;[‘
PLC广泛应用于工业控制自动化领域，由于PLC为各种自动化控制装置提供了许多非常可靠有效的控制方法。同时，和DCS还有工业PC形成三足鼎立之势[10]。在美国等部分发达国家，拥有大量的电气技术员能够运用梯形图进行相关软件的编程。在一般情况下，熟悉继电器逻辑的人，他们也会利用梯形图编写具有简单方便，方便维护以及可靠性高等特点的产品[11]。
目前，在投饵技术方面。国外很多投饲喂养技术已采用了先进的计算机控制技术。用自动化、智能化理念进行程序控制。比如:美国ETI公司的FEEDMASTER投饵系统,挪威AKVA公司的Marinna CCS投饵系统以及意大利的Techno SEA公司的AQUAFEED 300 投饵系统等 [12]。
Keywords: automatic control system;Baiting machine for fish;Scientific feeding 目录
1.绪论 1
1.1选题背景及意义 1
1.2国外研究的发展现状 1
1.3国内研究的发展现状 3
1.4本文主要研究内容 5
2.自动投饵机总体方案设计 7
2.1自动投饵机工作原理 7
2.2投饵机的自动控制系统主要指标 8
2.3投饵机的自动控制系统设计 9
2.4控制要求 9
3.控制系统硬件选型设计 11
3.1 控制系统硬件总体框架设计 11
3.2 主要硬件选型 12
3.2.1 PLC的选型 12
3.2.2 触摸屏的选型 14
3.2.3 电动机的选型 16
3.2.4 变频器的选型 18
3.2.5 对射电眼的选型 19
3.2.6 空气开关的选型 20
3.3 PLC主电路图 22
4.控制系统程序软件设计 23
4.1 PLC流程图 23
4.2 PLC 接线图 25
4.3 PLC 程序框图 26
全文总结 35
参考文献 36< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
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1.绪论
1.1选题背景及意义
我国的水产规模居世界首位，自1989年以来，我国水产品总量连续27年居于世界第一，2015年，水产品总量达到了6699.5万吨，其中养殖总产量达4937.9万吨，约占水产品总量的70%以上[1]。因此，养殖业对于水产的发展具有重要作用，由于水产养殖业的不断发展，人工投饵的弊端也发明显。人工投饵费时费力，投放饵料面积小，容易造成饲料浪费，养殖成本高，可靠性差等缺点。因此，如今需要开发出一套具备可持续发展的集约化水产养殖生产方式。在此背景下，本文针对鱼塘自动喂食机的投饵需求，开展了基于PLC的鱼用投饵自动控制系统设计。提高了饵料的利用率，降低了劳动成本，推动了智能制造在养殖业的快速发展应用。
1.2国外研究的发展现状
在20世纪四十年代早期，世界上第一台可编程控制器在美国设备公司(DEA)被开发出来，由于产品具有较高的可靠性，很快便在实际运用中进行了证实。早期，国外投饵系统由Feeding Systems A.S.公司研发出，由于它的饵料利用率高，可靠性高。现如今，已被世界各国广泛采用[2]。
由于国外工业化的发展需要，计算机技术与汽车行业成为其发展的主流行业。根据此发展，向着美国当地的汽车制造业提议开发出了一种Modlar Digital ControllER(MODICNON)取代机电控制盘。此装置内部包含大量的输入传感器和输出执行器，可用于进行大规模的过程程序控制，核心理念是用软件进行编程来取代硬接线继电器控制的控制方法[3]。
与此同时，20世纪七十年代美国通用汽车公司(GM)招标要求：(1)设备需要维修方便(2)软连接代替硬连接(3)功能可靠性高(4)体积小巧(5)成本费用不高(6)有数据通讯功能(7)输入115V(8)可在恶劣环境下工作(9)扩展时，原系统变更要少(10)用户程序存储容量可扩展到4K[4]。
近年来，国外PLC的发展迅速，产品更新换代特别快，部分著名公司一般一到两年便可推出一种新的控制系统的产品。不仅体积小重量轻，同时几乎每个产品都配有通讯接口。如各种紧凑型，微型PLC产品[5]。
随着经济与技术的快速发展，PLC技术的应用越来越广泛，并已广泛应用于机械制造，化工以及冶金等领域。PLC是一种用于数字运算和操作的控制装置的可编程控制器。它是集计算机技术、通信技术以及自动化控制技术为一体的现代高科技电子系统 [6]。
在欧洲，美国等国家，工业部门长期使用着控制系统，此外，其市场份额也开始逐渐增加。在2001年初，PLC专用制造技术的进步飞快。在产品突破方面，对PLC控制系统的产品在国外工业领域中得到了不断的创新与应用。PLC是以色列MANET和德国MVV的合资企业，如今，已在西班牙，荷兰和瑞典等11个地区进行了PLC测试。典型的产品主要包括SOFTPLC公司的 SoftPLC，SIEMENS公司的 SIMATIC WinAC以及 CJ International公司 ISAGRAF等产品以及一些最新的产品，这些产品各有特色，在工业控制领域发挥着巨大作用[7]。
通常情况下，在工业生产实践领域为提高PLC工业效率。通常是将计算机技术及微电子技术相互结合起来，从而运用到其中。在如今的工业生产中，目前已有很多工业生产工序运用到了PLC的生产技术[8]。现如DFGHJKL;今，PLC已有三个标准：(1)CEBus标准 (2)CEA建立联合集团(3)HomePlug Powerline AlliCV BN,.ance。PLC系统和大多数的高速数据通信技术差不多，也需要使用路由器、中继设备以及交换器来提供网络的服务[9]。OP;[‘
PLC广泛应用于工业控制自动化领域，由于PLC为各种自动化控制装置提供了许多非常可靠有效的控制方法。同时，和DCS还有工业PC形成三足鼎立之势[10]。在美国等部分发达国家，拥有大量的电气技术员能够运用梯形图进行相关软件的编程。在一般情况下，熟悉继电器逻辑的人，他们也会利用梯形图编写具有简单方便，方便维护以及可靠性高等特点的产品[11]。
目前，在投饵技术方面。国外很多投饲喂养技术已采用了先进的计算机控制技术。用自动化、智能化理念进行程序控制。比如:美国ETI公司的FEEDMASTER投饵系统,挪威AKVA公司的Marinna CCS投饵系统以及意大利的Techno SEA公司的AQUAFEED 300 投饵系统等 [12]。
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