[發明專利]一種無土栽培海綿基質播種機的PLC控制系統

有效

• 申請號: 201310703442.8
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103676764A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 高國華;宋明陽
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.一種無土栽培海綿基質播種機的PLC控制系統，其特征在于：該系統包括PLC硬件、人機界面、控制按鈕、傳感器、電機驅動器、電磁閥、聲光報警系統；具體而言，PLC硬件內存儲有自定義控制邏輯；人機界面與PLC硬件相連用于實現對生產現場的運行監控和遠程操控；控制按鈕與PLC硬件連接用于切換工作方式；傳感器與PLC硬件相連用于判斷海綿塊所處位置以及系統工作狀態；電機驅動器通過電纜與PLC硬件連接控制步進電機工作；電磁閥與PLC硬件連接用于控制氣缸以及風機開關狀態；聲光報警系統與PLC硬件及傳感器相連用于對系統故障進行報警；

系統采用PLC作為其控制核心，PLC的主要功能是采集外圍信號，包括狀態監控傳感器、位置判斷傳感器、限位開關，通過PLC內預先編制好的程序，執行其邏輯運算、順序控制、算數操作面向用戶的指令；發送高速脈沖控制電機驅動器、電磁閥，完成步進電機、氣缸及風機控制；

所述人機交互計算機作為圖形顯示終端和控制終端，用于過程控制及生產流程監控，除硬件開關外，所有的人機交互工作均由它來實現；

所述控制按鈕與PLC硬件相連通過繼電器實現電器隔離，控制按鈕可實現系統的啟動、停止、急停、報警消除；

所述聲光報警系統配備報警燈和蜂鳴器與PLC硬件相連，聲光報警系統不同指示燈表示系統的不同工作狀態。

2.一種無土栽培海綿基質播種機的PLC控制系統，該系統的工作流程特征在于：當按下控制面板的啟動按鈕后，設備首先進行設備檢查，如不正常，將會自動報警，待故障解除后才能繼續工作；如設備正常，系統進入初始化后往下運行；設備將判斷手動工作方式還是自動工作方式，在自動工作方式下，啟動傳送帶到到達位置時，落盤裝置落下海綿塊，落盤完成后，運輸傳送帶將海綿塊運送到下一位置后，傳送帶停止，開始播種過程，此時吸種盤開始吸種，吸種完成后播種盤下移插入海綿塊，然后吸種盤平行移動，平行移動到位后吹種；吹種完成后播種裝置自動復位同時觸發傳送帶繼續運行到灑水位置后，觸發灑水限位開關噴水閥打開并開始噴灑營養液，此時傳送帶不停，直到接觸開關與定植海綿之間沒有接觸后，灑水開關停止，傳送帶繼續運行完成一次播種流程并計數1次，如未計滿所需次數，系統將自動返回并繼續計數到所需次數為止，當完成規定數量的海綿塊播種后，系統停止并等待下一次工作狀態的開始。

3.根據權利要求1所述的一種無土栽培海綿基質播種機的PLC控制系統，其特征在于：本發明通過PLC實現了對無土栽培海綿基質播種機的自動化控制，通過傳感器檢測實時信號發送給PLC進行判斷，PLC判斷后按照內部存儲的程序發送相應的信號脈沖給相應電磁閥、驅動器，電磁閥控制氣缸的通氣方向來完成相應的動作，驅動器驅動電機帶動傳送帶完成海綿塊的傳輸；人機交互計算機通過數據線與PLC相連來實現對PLC的程序載入、修改以及實時監控；控制按鈕與PLC相連可實現系統的啟動、停止、急停、報警消除操作，并通過繼電器實現電氣隔離；系統中的傳感器用途分為位置檢測傳感器和狀態監控傳感器兩種，實現對系統的工作狀態進行實時反饋；

PLC程序模塊包括初始化模塊、主控程序模塊、手動/調整模塊、自動運行模塊、設備故障診斷模塊、故障停車保護模塊；PLC程序設計采用模塊化結構，可以非常方便的增減程序模塊，便于對不同程序模塊進行完善和修改；所述PLC控制程序主要完成系統參數初始化、各種檢測開關的讀取以及對驅動器、電磁閥的控制；

初始化模塊完成系統各種參數的初始化處理，包括一些初始化激活脈沖信號的提供以及系統初始化狀態的檢測，若從機連接正確，并處于初始化狀態，則向下運行程序，否則將自動復位機器并提供相應故障報警停止程序運行；

主控程序模塊完成對各子程序功能模塊的調用及切換；

手動調整模塊實現對各種控制狀態的手動操作，主要用于系統安裝調試和故障檢查；

自動運行模塊實現對驅動器、電磁閥的控制完成對風機開合，氣缸運動，聲光報警動作；

設備故障診斷模塊可分為設備故障和操作設備故障，一個操作指令對應一組設備的動作，系統根據檢測到的電流數據判斷設備是否有故障；

故障停車模塊在運行的過程中，設備發生故障是，設備應瞬時停車，故障點以后流程應順序延時停止工作；當完成規定數量海綿塊的播種后，可在自動循環運行過程中退出自動運行模式，循環自動停止。