我国的农作物秸秆资源丰富，采用秸秆固化成型技术不仅能减少因秸秆焚烧造成的环境污染，还能给农民带来良好的经济收入，但目前国内秸秆压块大都采用单台秸秆压块机进行生产，通过人工进行上料，生产效率低、能耗高。本文针对现有秸秆压块生产线进行机械结构改进和优化设计，并基于生产线的需要开发了针对于水稻秸秆压块生产线的PLC控制系统。　　首先根据现有水稻秸秆压块生产线生产工况，设计了螺旋式秸秆加料仓，计算螺旋加料仓主要技术参数，并采用MATLAB对搅龙进行参数优化;针对秸秆压块机加热系统存在温度上升不可控问题进行结构改进，实现秸秆压块机在恒温状态下工作;同时为提高成型压块的成型质量，在生产线上设计辅助料加入装置。　　其次以秸秆压块机的压块成型温度、主轴转速和秸秆含水率为试验因子，以生产率以及吨燃料能耗为指标，基于二次回归正交旋转中心组合的试验方法，设计了三因素五水平试验方案，建立回归模型，并优化工艺参数，得出在主轴转速为165.5r/min、含水率为20.38％、成型温度为103.79℃时，单台秸秆压块机生产线生产率最大能达到1148.1kg/h，吨燃料能耗消耗最低值38.529kW·h/t，为水稻秸秆压块生产线控制系统的设计提供依据。　　最后根据水稻秸秆压块生产线的控制需求，设计基于PLC的水稻秸秆压块生产线控制系统，并针对控制系统进行硬件设计，主要包括PLC型号、模拟量扩展模块、信号采集设备、变频器、触摸屏等硬件选型以及主回路、控制回路的电路设计，软件设计采用梯形图进行软件编程，同时采用威纶触摸屏作为人机界面，设计了触摸屏操作界面，提高了水稻秸秆压块生产线自动化操作水平。　　本文以水稻秸秆为成型原料，针对现有水稻秸秆压块生产线存在的实际问题设计了加料仓以及辅助料装置，并从结构上改进秸秆压块机加热系统。同时为提高生产效率，改进设计了由两台压块机同时工作的水稻秸秆压块生产线，并根据生产线实际需要设计了PLC控制系统。通过现场试验，得到生产线生产率平均为3320kg/h，吨燃料能耗平均为27.1kW·h/t，满足了企业对生产的要求。