论文总字数：20256字

摘 要

本人基于国内外土槽车测控系统资料的阅读，对于土槽车相关的历史发展与研究现状进行了一定分析，综合实验室现有开发条件和设备资源，基于西门子下最新研发的S7-1200PLC，设计编写了一个具有可操作性较好、精度较高的土槽车测控系统程序。

首先，我确定了PLC硬件具体选型，其中包括了CPU的具体型号、以及所使用的的拓展模块的具体型号。其次设计了土槽车控制系统的对应流程，画出了流程图，对PLC控制系统的硬件进行选型，确定此次控制系统所需的功能模块。再次，是软件设计，使用西门子编程软件博图STEP7编写PLC程序，并进行调试运行，根据调试最终结果可以得知，本设计最终所得出的土槽实验台车控制系统的设计，能够符合相应的控制要求。

关键词：土槽实验台车；S7-1200；PLC

The Design of the Soil Bin Test Trolley Control System

Abstract

Here I referred to the materials about domestic and overseas control system for Soil Bin Trolley, and analyzed the relevant historical development and current researches about Soil Bin Trolley. While I also had written a program of control system for Soil Bin Trolley individually with favorable operations and high accuracy,which based on the recent researched S7-1200PLC of Siemens, and been assisted by the current developing conditions and equipment in the comprehensive laboratory.

For the beginning, I had defined the specific selections of PLC hardware which includes specific model of CPU and overall requisite specific models for expanding modular. Furthermore, I had designed the corresponding procedures of control system for Soil Bin Trolley and drew the flowchart while I had selected the hardware of PLC control system and confirmed the requisite operating modular for the system. Moreover, the designation of software had been utilized the programming software of Siemens, TIA Portal STEP 7, to write the program of PLC and debugged whether the system could operate successfully. Here the designation had satisfied the corresponding requirements for control eventually as per the ultimate results of debugging.

Key words: Soil bin test trolley; S7-1200; PLC

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1选题背景和意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 国外研究现状 2

1.2.2国内研究现状 2

1.3主要研究内容 3

第二章 课题所研究内容及所用工具介绍 5

2.1 系统组成 5

2.2 设计要求 6

2.3 PLC的介绍 6

2.3.1 PLC的发展 6

2.3.2 TIA博途介绍 7

第三章 硬件设计 8

3.1 PLC选型 8

3.1.1 CPU模块的选型 8

3.2变频器的选型 9

3.3 驱动电机的选型 10

3.4 I/O点及地址分配 10

第四章 土槽实验台车控制系统软件设计 12

4.1台车运行程序和三点悬挂流程图 12

4.1台车运行程序流程图 14

4.2双轮实验和整地流程图 16

4.3程序功能块 18

4.3.1量程变换块 18

4.3.2初始化程序块 18

4.3.3主程序块 19

4.3.4台车运行程序块 20

4.3.5双轮实验程序块 22

4.3.6三点悬挂实验 24

4.3.7整地实验 26

第五章 调试运行 31

5.1调试步骤 31

5.1.1台车运行程序调试监视表 31

5.1.2双轮实验调试监视表 33

5.2 调试现场图 35

5.2 调试问题 36

第六章 总结与展望 37

6.1 总结 37

6.2 展望 37

参考文献 39

第一章 绪论

1.1选题背景和意义

对于新一代农业机械来说，其开发和设计相应过程，难免要受到具体的农田环境、驱动设备力学设计不同所引起的结构振动以及农业耕作时天气不同等实验条件的制约，所以其开发和设计的发展一直以来相对缓慢。在农用车辆动力系统的力学研究中，在农用车辆动力系统的力学研究中，拖拉机的力学结构振动以及土壤、湿度等参数中存在的不确定因素也一直限制着该项学科的研究进展。本人基于国内外土槽车测控系统资料的阅读，对于土槽车相关的历史发展与研究现状进行了一定分析，综合实验室现有开发条件和设备资源，设计编写了一个具有可操作性较好、精度较高的土槽车测控系统程序。土槽车的出现，在很大意义上可以避免在农业田间实验中长久以来的缺陷，还能够解决田间实验时耕作季节更替所带来的的各种麻烦。

本次设计的具体意义有以下主要三点：

（1）在开发和设计新一代农业机械时提供参考依据和实验基础

新一代农业机械，其开发和设计相应过程，常常被农业耕作环境、驱动设备的结构振动以及农业耕作时天气不同等实验条件所制约，一直以来发展较为缓慢。本次设计实验设备由牵引电机提供所需动力，土槽车由电机所提供的动力驱使沿轨道行驶，这种设计模式能够有效减轻结构振动所带来的影响，避免了很多由振动所产生的实验误差。所以，我们尝试将实验样机挂接在牵引车上，模拟农业机械日常工作流程，可以直接测定不同工作状态下农业机械的力学、结构、性能等参数，为日后设计和优化提供参考数据。

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