1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1.选题背景和意义

新型农业机械在开发和设计过程中，受农田环境的不可控、驱动设备的振动以及农时天气等试验条件限制，发展相对缓慢。在车辆地面系统力学的研究中，拖拉机的振动以及土壤参数的不确定性也制约着该学科发展。在了解国内外土槽试验台车系统的历史发展与研究现状后，结合实验室现有条件和资源，设计了一台操作性较好、精确度较高的土槽试验台车系统。土槽实验台车能够弥补田间试验的不足，针对农业机械整机或工作部件及行走机构的性能进行试验，以测试必须的参数，同时解决农业机械整机或工作部件在田间试验时由于农时季节性等显示问题，更加科学地评价农业机械整机或工作部件，改善试验手段。

（1）为新型农业机械的开发和设计提供参考依据和试验基础 新型农业机械在开发和设计过程中，受农田环境的不可控、驱动设备的振动以及农时天气等试验条件限制，发展相对缓慢。土槽试验台车系统放置于室内，不受外界环境的影响；试验设备由 动情况。相对避免了很多试验不确定因素。所以，将试验样机挂接在牵引车上，模拟农业机械的工作过程，可以很好的测定不同工况下的力学、结构、性能参数，为设计和优化提供参考数据。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

土槽试验台车控制系统以plc为核心，plc根据控制要求控制牵引车的启停转，无级平滑调节牵引速度，准确控制制动力。同时控制液压系统的执行，提升或下降试验农业机具以及双轮试验装置。将台车参数和测试部件参数实时采集并显示在触摸屏上，实现对台车的实时监控。设计中plc硬件选型合理、正确，软件程序精炼、正确，掌握可编程控制器等课程理论知识的基础上，进一步熟悉基于可编程控制器的测控系统的设计方法，熟悉plc的软硬件设计方法和触摸屏的组态方法。

按照系统设计功能的要求，可编程控制器模块可采用德国西门子公司的s7-300系列可编程控制器，也可选择其他公司的可编程控制器。本系统的控制核心是可编程逻辑控制器（programmable logic controller），根据系统控制要求和控制规模的大小，选用德国西门子公司的s7-300。s7-300有多种不同型号的cpu，以适应不同等级的控制系统。 6种紧凑型cpu，带有集成功能和i/o: cpu3l2c，313c，313c-ptp，313c-2dp，314c-ptp和314c-2dp，选用西门子cpu314c-2dp，因其带集成数字量和模拟量输入/输出。simatic s7-300是的模块化结构更能适应工业控制需求，针对不同的工业现场信号有相应的i/o模块与工业现场设备直接连接，模块之间可进行组合和扩展。在土槽控制系统中，通过变频器调节牵引车的行驶速度，动力输出轴的转速和双轮试验装置的行驶速度。选用西门子mm440变频器。扩展一些i/o模块与cpu相连，数据通过内部总线传送。数字量输入模块选择6es7 321-1bh50-0aa0，数字量输出模块选择6es7 322-1fh00-0aa0，6es7 332-5hd01-0ab0模块是4通道模拟输出模块。s7-300的模拟量输入输出模块包括模拟量输入模块sm331，模拟量输出模块sm332，模拟量输入/输出模块sm334和sm335。

为了获得较好的人机交互效果，便于控制牵引车运行和试验装置，系统采用simatic hmi设备multi panel mp 377 12寸触摸屏。其采用 64 k 色的 tft 显示屏，预装了用于 pocket pc 的 internet explorer 6.0，支持 web 页面的显示方式。支持多种文档显示方式。用户存储器已扩展，并为 plc 数据提供了剩余存储区以支持wincc mp 2007。控制系统通过触摸屏对电机和变频器进行操作并将其可视化，通过plc以变量的方式进行操作单元与设备之间的通讯。变量写入plc的存储单元，再由操作单元从该地址获取，从而输出控制设备。