玉米秸稈青貯工藝研究及打捆包膜機(jī)設(shè)計

【摘要】：玉米秸稈打捆包膜機(jī)是一個典型的機(jī)電一體化設(shè)備,它能將粉碎的玉米秸稈進(jìn)行收集、傳送和打捆,最后用塑料薄膜包好貯藏起來。為了提高玉米秸稈的青貯品質(zhì),在查閱了國內(nèi)外大量文獻(xiàn)基礎(chǔ)上,本文對玉米秸稈青貯工藝做了深入、細(xì)致地研究,總結(jié)出濕度、溫度、捆包的密實度、包膜的材料及層數(shù)等是保證青貯品質(zhì)的關(guān)鍵因素。本著先進(jìn)實用、設(shè)備為青貯工藝服務(wù)的原則,在大量試驗基礎(chǔ)上得到優(yōu)化的捆包參數(shù),研制了一種新型玉米秸稈圓捆打捆包膜機(jī),實現(xiàn)了低成本、高效率、高質(zhì)量的打捆包膜自動一體化。 文章首先分析了青貯作物的原理、青貯條件及青貯工藝過程,經(jīng)對比研究,選擇了玉米秸稈圓捆青貯方法;其次通過參考國內(nèi)外大量文獻(xiàn)并多次試驗研究出了捆包設(shè)計參數(shù)對青貯品質(zhì)的影響并得到了捆包青貯的優(yōu)化參數(shù);再次,針對青貯參數(shù),建立了捆包模型,并以此設(shè)計了打捆包膜機(jī)整機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。上料單元采用了可折疊料斗和刮板鏈輪機(jī)構(gòu)、打捆單元采用打捆鋼輥配合電動推桿機(jī)構(gòu),包膜單元將塑料膜和旋轉(zhuǎn)支架作為其主要組成部分,同時采用大馬力拖拉機(jī)作為整機(jī)的牽引設(shè)備;最后,重點闡述了打捆包膜機(jī)的控制單元進(jìn)行設(shè)計過程。本單元能夠通過對捆包轉(zhuǎn)速、密實度和包膜層數(shù)等可控參數(shù)的調(diào)整,滿足青貯工藝要求。控制單元的硬件采用西門子S7-200 PLC作為控制器,執(zhí)行元件采用交、直流電機(jī),通過對變頻器的控制實現(xiàn)速度的調(diào)節(jié),通過多種傳感器實現(xiàn)位置檢測、速度檢測、壓力等檢測和控制;控制單元的軟件采用STEP 7作為PLC的開發(fā)編程工具,該軟件主要通過梯形圖語言編寫程序,也可以轉(zhuǎn)換成STL語言同步編寫。同時采用WINCC作為監(jiān)控軟件主要實現(xiàn)系統(tǒng)的管理及控制功能,采用EB8000作為HMI的程序界面,方便了工作人員手動操作。PC與PLC之間采用RS232通訊,PLC與HMI之間采用RS485通信,PC與HMI之間則采用USB線直接下載界面,實現(xiàn)了整機(jī)控制系統(tǒng)連續(xù)自動化操作。 選取粉碎玉米秸稈進(jìn)行打捆包膜試驗,結(jié)果表明:該樣機(jī)能夠?qū)Υ蚶Π?shù)實時調(diào)整,實現(xiàn)玉米秸稈打捆包膜的自動化連續(xù)工作,且工作效率高、捆包成形較好、成品質(zhì)量穩(wěn)定。經(jīng)過后期的貯藏,其青貯效果比其他貯藏方式效果有明顯改善。 【關(guān)鍵詞】：玉米秸稈 青貯工藝 打捆包膜機(jī) 控制系統(tǒng) PLC 觸摸屏
【學(xué)位授予單位】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：S816.53;S817.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 玉米秸稈青貯技術(shù)9-10
• 1.1.1 青貯技術(shù)的定義9
• 1.1.2 青貯技術(shù)的原理9-10
• 1.1.3 青貯技術(shù)的特點10
• 1.2 國內(nèi)外青貯方式研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 玉米秸稈青貯工藝11-14
• 1.3.1 窖貯青貯方法11-13
• 1.3.2 捆包青貯方法13
• 1.3.3 青貯方法的比較13-14
• 1.4 課題來源及研究意義14-16
• 1.4.1 課題來源14-15
• 1.4.2 研究意義15-16
• 1.5 研究內(nèi)容及技術(shù)路線16-17
• 1.5.1 研究內(nèi)容16
• 1.5.2 技術(shù)路線16-17
• 2 打捆包膜青貯品質(zhì)的影響因素研究17-22
• 2.1 捆包形式對青貯品質(zhì)的影響17-18
• 2.2 濕度對青貯品質(zhì)的影響18
• 2.3 PH 值對青貯品質(zhì)的影響18-19
• 2.4 密度對青貯品質(zhì)的影響19
• 2.5 包膜質(zhì)量對青貯品質(zhì)的影響19-20
• 2.5.1 包膜材料的選擇19
• 2.5.2 包膜層數(shù)對青貯品質(zhì)的影響19-20
• 2.6 對我國青貯設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)的思考20-21
• 2.7 課題研究的要求21-22
• 3 打捆包膜機(jī)方案設(shè)計22-31
• 3.1 打捆包膜機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)總體設(shè)計22-23
• 3.2 打捆包膜機(jī)牽引設(shè)備23-24
• 3.3 打捆包膜機(jī)上料單元設(shè)計24-27
• 3.3.1 上料單元工作原理24
• 3.3.2 上料單元結(jié)構(gòu)特點24-25
• 3.3.3 輸送方式的選擇25-27
• 3.4 打捆包膜機(jī)打捆單元設(shè)計27-29
• 3.4.1 打捆壓縮工作原理及組成27-28
• 3.4.2 電動推桿卸載裝置28-29
• 3.5 打捆包膜機(jī)包膜單元設(shè)計29-30
• 3.6 打捆包膜機(jī)控制單元設(shè)計30-31
• 4 打捆包膜機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計31-42
• 4.1 打捆包膜機(jī)控制系統(tǒng)總體設(shè)計31-32
• 4.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計32-36
• 4.2.1 控制器的選擇32-34
• 4.2.2 傳感裝置設(shè)計34-36
• 4.3 電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計36-40
• 4.3.1 上料部分電機(jī)選擇36-37
• 4.3.2 打捆部分電機(jī)選擇37-39
• 4.3.3 變頻調(diào)速設(shè)計39-40
• 4.4 人機(jī)交互界面設(shè)計40-42
• 5 打捆包膜機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計42-51
• 5.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計42-44
• 5.1.1 操作系統(tǒng)選擇42
• 5.1.2 編程語言選擇42-43
• 5.1.3 系統(tǒng)總體軟件結(jié)構(gòu)流程43-44
• 5.2 PLC 系統(tǒng)軟件設(shè)計44-48
• 5.2.1 PLC 軟件系統(tǒng)功能分析44
• 5.2.2 PLC 程序設(shè)計44-47
• 5.2.3 監(jiān)控程序設(shè)計47-48
• 5.3 觸摸屏程序設(shè)計48-50
• 5.4 系統(tǒng)通訊設(shè)計50-51
• 6 試驗與分析51-54
• 6.1 試驗設(shè)備材料及準(zhǔn)備51
• 6.2 打捆包膜試驗51-52
• 6.3 結(jié)果與分析52-54
• 7 結(jié)論與展望54-56
• 7.1 結(jié)論54-55
• 7.2 展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 作者簡介59-60
• 在讀期間發(fā)表論文60-61
• 致謝61-62

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