基于PLC的嫁接机四工位并行控制系统设计

来源：中国农机化学报杂志2025年第7期北京时间：

作者：陆涵威, 孔令浩, 韩长杰, , 陈立平, 吴涛, 姜凯,

单位：（1. 新疆农业大学机电工程学院，乌鲁木齐市，830052； 2. 新疆智能农机装备工程技术研究中心，乌鲁木齐市，830052； 3. 北京市农林科学院智能装备技术研究中心，北京市，100097；4. 上海大学机电工程与自动化学院，上海市，200444）

摘要：针对现有嫁接机控制系统布线复杂、调试繁琐等问题，提出一种基于EtherCAT总线控制的嫁接机四工位并行控制方法。分析嫁接机的整体结构和工作原理，确定并行控制系统方案和硬件选型。分析各个硬件部件的组合与匹配，并进行步进电机和伺服电机的选型，优化其在工作中的表现。采用EtherCAT总线通讯协议与I/O控制设备控制步进电机、伺服电机和气动元件，实现上苗切削、对接喷胶、拢苗固化和柔性下苗模块的同步作业，并确保模块的独立运行与协调作业；通过EtherCAT总线降低布线复杂度，减少传统控制系统中线路干扰和调试工作量，同时提高系统的稳定性和实时响应能力；设计HMI人机交互界面监控设备运行状态和参数调控，HMI人机交互界面实时显示各模块的工作状态、操作员可以通过直观的图形化界面，迅速掌握设备运行情况，并进行试验验证。结果表明：嫁接效率为587株/h，嫁接成活率为94.5%，利用EtherCAT总线控制可大幅减少布线、简化调试工作。

关键词：嫁接机,可编程逻辑控制器,总线控制,控制系统,并行作业

基金资助：国家自然科学基金面上项目(32171898)；国家西甜瓜产业技术体系岗位科学家项目(CARS—25—07)；北京市农林科学院科技创新能力建设专项(KJCX20220403)；北京市农林科学院2024年度科研创新平台建设（PT2024—44）