基于PLC的新型智能配肥机系统设计.pdf

学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 图8 配肥操作流程图 依据图8 操作流程 ，进 入配肥操作系统后 ，查找到 需配肥农户一选择需配肥田块一依专家推理得出配方一 根据进货原料选择是否添加中微量元素 三种还是四种 原料 一选择需施用肥料面积一发送订单到配肥订单列 表 ，即可完成上位机配肥配方工作。 P L C 程序设计是整个智能配肥机智能化的核心，程 序设计是否合理，关乎整个智能配肥机能否 自动运行 。 茜 门子s 7 ． 2 0 0 系 U P L C 与其他 同类型P L C 相 比具有更 多 的输入 输出点、更强的模块拓展能力 、更快 的运算速 度、更好的内部集成特殊功能。根据需要 ，本文选用西 门子S 7 ． 2 0 0 CP U2 2 6 作为主控制器 ，使用西门子S TE P 7 Mi c r o Wl N V 4 ． 0 进行编程 。P L C 程序主要包括启动停止 模块，手动模块，自动模块，输入输出模块，报警模 块等5 个 模块。智能配肥机生产程序设计流程图如 图9 所示。 欧姆龙触摸屏作为人机交互软件 ，使用其 自带的编 程软件N B ． D e s i g n e r 进行编程 ，主要程序设计包括设备 初始化 ，界面程序编写，参数设置，模式选择和系统管 理等部分。由于操作简单，性能稳定，能在极端恶劣的 条件下工作，适合普通工人在工厂操作使用。 4 运行调试及指标检验 经过调试 后实际投入使用 ，智能配肥机 能够稳 定 运行，安全无故障生产，无意外事故发生，整机工作功 率消耗小于5 千瓦每小时，能连续2 4 t ] 时不间断工作， 生产 的成品肥料混合均匀，符合抽样标准，达到每小时 2 ～3 吨配肥生产量，最多能够实现5 种原料配肥 ，且成 品肥料包装精度为0 ． 5 ％。日产量为人工十倍，用户经 过简单培训 ，就可 以安全生产。这套基于P L C 的智能化 配肥机具有高度 自动化水平，能够在十分恶劣的环境工 作，能够实现所有的设计要求和指标 。 图9 P L C 程序流程图 5 结束语 本文研制 的基于P L C的全 自化智 能配肥机结构严 谨，特点突出，运行可靠 ，人机交互性能优越，适合绝 大多数普通用户及企业的生产环境，具备极好的柔性化 制造功能，能满足产品多样化的需求 。同时该系统还具 备 高度 的 自动化水平 ，能大幅度降低企业 的运营成本 ， 大大减少工人劳动强度，生产效率和产能显著提高，符 合 国内用户实际生产需求，具有广阔的市场前景。 参考文献 【 1 】 张龙． 基于农户的智能配肥控制系统研究与实现【 D 】 ． 华中农业 大学． 2 0 1 4 ． 【 2 】 罗耿波， 等 ． 基于S o l i d wo r k s -维设计软件解 决制造 中的工 艺问 题[ J ] ． 科技创新与应用． 2 0 1 3 3 5 ． 第3 7 卷第1 2 期2 0 1 5 -1 2 上 【 1 2 3 】 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 【 3 】 刘 志澄 ． 加快现 代农业 建设[ J ] ． 农业经济 问题， 2 0 0 3 ， 2 4 4 4 8 ． 【 4 】 周先竹， 鲁明星， 胡正梅， 肖习明． 智 能终 端配肥技 术在测土配 方 施肥中的应用【 J 】 ．湖北农业科学， 2 0 1 2 ， 9 1 7 ． 【 5 】 曾钟波． 称重传感器的发展研究及误差浅析【 J ] ． 中国管理信息 化， 2 0 1 4 ， 1 7 2 ． 【 6 】柳国光， 等． 基于Mo t o m a n ． Mp l l O 0 全 自动饲料码垛系统研究[ J 】 ． 机 电工程 ，2 0 1 4 ，3 1 2 ． 【 7 】周永志， 袁少帅． P L C 实现机器人的自动控制【 J 】 ． 机械工人 冷加 工 ’ 2 0 1 0 ， 1 6 8 7 0 ． 【 8 】 赵卫利 ， 刘冠群， 程 俊力． 国外 农业信息化 发展现状及 启示[ J ] ． 世 界农业。 2 0 1 1 5 7 1 ． 7 3 ． 【 9 】 刘清， 韩宝玲， 罗庆生， 黄麟． s 7 ． 2 0 0 可编程控制器在新型智能码 垛机器人中的应用研究【 J 】 ． 制造业自动化， 2 0 0 8 ， 3 0 7 ． {童‘ 盘● ■蠡‘ {重● {蠡● 矗● 叠‘ {重● ． 出． {矗● {重‘ 童● 国● {盘‘ 矗● {童● 蠡● ● 矗● 童 {童‘ 矗● {童‘ 矗- 【 上接第1 2 0 页】 故 ，可得 的计算公式 s i n s i n 一 ‘ c o s 一 -- 、 C 。 s ‘ 一 4 ％ s i n s i n 一 g 曲 c o s 一 C O S 上式中，A 。 可 由实测示功 图计算出来 ，除Q 游 和K 游 为未知参数外，其余参数对于改造的抽油机而言 ，均为 已知参数。因而从式 4 可 以方便的设计 出游梁平衡装置 的Q 游 和K 游 。如果从节约钢材的角度考虑 ，我们也可 以减 少曲柄平衡重的重量Q曲后，再进行Q 游 和K 游 的设计。 2 ． 3 工况变化时的调整 前述的计算是针对游梁式抽 油机节 能改造 前某一 具体工况的实测示功图进行的游梁平衡装置的设计，当 实际工况发生变化时 ，很难满足式 4 的要求 ，这时 ， 可 以按照平衡准则二，利用电流法，测出上下冲程 的最 大工作 电流，判断游梁平衡 力矩是偏大还是偏小，通过 平衡装置上的调整 电机驱动小齿轮沿扇形齿轮顺时针或 者逆 时针转动，从而调整游梁平衡力矩 ，进而最终满足 式 4 。 2 ． 4 现场试验 在大庆 油田二 厂，利用该设计方法进行 了节 能改 造，并进行 了现场试验 。改造前 ，该机器使用两块重 1 3 0 0 k g 曲柄配种，总重2 6 0 0 k g ；改造后，增加 自动平 衡装置 ，重 1 2 3 0 k g ，曲柄配重 更换 为两块3 6 6 k g 曲柄 配重块 ，加上 曲柄重 ，总重 1 9 6 2 k g ，综合钢材 节约率 2 4 ． 5 ％；改造前上冲程最大 电流4 7 A，下冲程最大 电流 [ 1 2 4 1 第3 7 卷第1 2 期2 0 1 5 1 2 上 3 7 A，平衡度0 ． 7 8 7 ； 自动调平衡后 ，上冲程最大 电流 3 6 ． 8 9 A，下冲程最大电流3 3 ． 8 3 A，平衡度0 ． 9 1 7 ，综合 节 电率1 5 ． 8 ％ 。 3 结束语 按照抽油机平衡准则，通过在游梁尾部添加扇形齿 轮机构平衡装置，对游梁式抽油机 的进行节能改造 ，既 可以实现节约钢材，又可 以提高平衡度，进而提高节 电 率的目的。具有结构简单、易于设计的特点，并根据不同 工况的变化易于调整平衡度，可达到节能降耗的目的。 参考文献 【 l 】接铭晓． 游梁式抽油机平衡检测仪的研制【 D 】 ． 青岛 中国石油大 学， 2 0 1 1 2 4 ． 2 7 ． 【 2 】万 邦烈． 采油 机械 的设计计 算 【 M】 ． 北京 石 油工业 出版 社， 1 9 8 8 1 0 ． 2 5 ． [ 3 】沈兆奎， 孙旭川． 游梁式抽油机的节能研究[ J 】 ． 天津理工大学学 报， 2 0 1 3 ， 2 9 2 1 5 1 9 ． 【 4 】河南思科石油环保设备有限公司． 一种抽油机游梁平衡调节装 置 中国， 2 0 1 2 2 0 5 4 6 8 3 5 ．8 【 P ] ． 2 0 1 3 - 0 5 - 0 8 ． 【 5 】 郑立春． 新型抽油机节 能机理研究及优 化设计 [ D】 ． 天津 天津理 工大学， 2 0 1 3 1 2 ． 1 7 ． [ 6 】张学木， 张怀亭， 张勇峰． 游梁式抽油机调平衡工具的研制【 J 】 ． 石 油机 械。 2 0 0 7 。 3 5 5 6 4 ． 6 5 ． [ 7 】 张学鲁， 季祥云 ， 罗仁全 ． 游梁式 抽油机技术 与应用 【 M】 ． 北京 石 油工业出版社，2 0 0 1 8 5 1 1 7 ． 【 8 】 尹强， 罗炼刚， 陈广晔， 刘明， 刘成祥． 抽油机井功率平衡技术探讨 【 J 】 ．油气 田地面工程， 2 0 0 9 ， 2 8 5 5 2 5 3 ． 【 9 】 同长虹， 黄建龙， 张小栋， 孟 剐． 基于 复数矢量法 的游梁式抽 油机 位置精度分析【 J 】 ．机械设计与制造，2 0 0 9 ， 0 1 3 5 3 7 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m