大連計(jì)算機(jī)職業(yè)中專 梁 偉 閻 濤

自動(dòng)瓶栽接種機(jī)的PLC控制

大連計(jì)算機(jī)職業(yè)中專 梁 偉 閻 濤

本文基于瓶栽接種機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),控制系統(tǒng)采用歐姆龍的CP1E系列可編程序控制器,闡述了PLC控制瓶栽食用菌接種機(jī)的控制過程,并提高食用菌接種過程的自動(dòng)化程度和效率.

可編程控制器;瓶栽接種機(jī)

一、設(shè)計(jì)任務(wù)要求

目前,食用菌常用栽培菌種可分為固體粉末菌種、固體枝條菌種和液體菌種3 類,液體菌種具有出產(chǎn)周期短、菌種成本低特點(diǎn),液體菌種更容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化接種,提高接種效率.接種是食用菌栽培過程中的重要環(huán)節(jié),大連鑫德機(jī)械有限公司的張工程師制作了一種瓶栽接種機(jī),讓閻濤老師和我進(jìn)行設(shè)計(jì)接種機(jī)的控制系統(tǒng).

二、瓶栽接種機(jī)I/O配置表

根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求,我們準(zhǔn)備采用歐姆龍的CP1E系列PLC控制接種過程,確定所需的設(shè)備及元件, 根據(jù)歐姆龍PLC 60點(diǎn)I/O型CPU單元上的分配,制定瓶栽接種I/O配置表如表1所示.

表1 瓶栽接種自動(dòng)方式I/O配置表

三、瓶栽接種機(jī)工作原理

根據(jù)接種機(jī)生產(chǎn)過程,繪制瓶栽接種機(jī)工作原理圖如圖1.

圖1

瓶栽接種機(jī)控制系統(tǒng)通過開關(guān)設(shè)定為自動(dòng)和手動(dòng)操作模式,開機(jī)準(zhǔn)備,孔板瓶蓋在中間位通行復(fù)位,拔蓋氣缸復(fù)位,封蓋氣缸復(fù)位,壓脖在高位復(fù)位,噴嘴在外側(cè)高位復(fù)位.

1、按下控制裝置啟動(dòng)按鈕后,啟動(dòng)電機(jī)Q:101.01轉(zhuǎn)動(dòng),傳送帶傳送菌筐(16個(gè)瓶子),菌筐推進(jìn),投入光電傳感器I:0.02檢測(cè)到菌筐,提升定位擋筐板Q:100.00,當(dāng)菌筐末端通過投入傳感器檢測(cè)后,啟動(dòng)電機(jī)減速Q(mào):101.02運(yùn)行.

2、定位傳感器I:0.03檢測(cè)到菌筐,定位延時(shí)T001為0.2s,電機(jī)制動(dòng)停止.

3、定位延時(shí)T001時(shí)間到,啟動(dòng)壓脖Q:100.01,下落瓶子壓脖,壓脖下落壓到菌筐瓶子脖子低位,壓脖觸底.

4、壓脖定位傳感器I:0.05檢測(cè)到低位,壓脖觸底,啟動(dòng)壓蓋Q:100.02,下落菌筐壓蓋,壓蓋延時(shí)T002為0.2s.

5、壓蓋延時(shí)T002時(shí)間到,啟動(dòng)拔蓋Q:100.03,提升孔板,孔板到達(dá)高端檢測(cè)到蓋板高懸I:0.06,使瓶蓋打開.

6、瓶蓋打開后,啟動(dòng)推進(jìn)噴嘴Q:100.05,噴嘴推進(jìn)Q:100.05到內(nèi)側(cè),檢測(cè)到噴嘴內(nèi)置I:0.10.

7、噴嘴內(nèi)置I:0.10檢測(cè)到位后,啟動(dòng)下落噴嘴Q:100.07,噴嘴觸底I:1.00到低位檢測(cè).

8、噴嘴觸底I:1.00到低位檢測(cè)后,啟動(dòng)噴射菌種Q:101.00,噴菌延時(shí)T003通過觸摸屏菜單調(diào)節(jié)設(shè)置,時(shí)間為0.2秒延時(shí).

9、噴菌延時(shí)T003時(shí)間到,噴菌結(jié)束,下落噴嘴RSET Q:100.07,提升噴嘴高位,噴嘴高懸I:0.11檢測(cè).

10、噴嘴高懸I:0.11檢測(cè)到位,啟動(dòng)退出噴嘴Q:100.06,到噴嘴外置I:0.09檢測(cè).

11、噴嘴外置I:0.09到外側(cè)后,啟動(dòng)封蓋Q:100.04,下落孔板,停止拔蓋氣缸,啟動(dòng)封蓋氣缸,下落孔板到達(dá)最低點(diǎn)檢測(cè),封蓋延時(shí)T004,封閉瓶蓋,瓶蓋觸底檢測(cè).

12、瓶蓋觸底I:0.08檢測(cè)到位,封蓋延時(shí)T004時(shí)間到,封緊瓶蓋,啟動(dòng)排出.

13、啟動(dòng)排出,提升壓蓋氣缸,提升封蓋氣缸.下落定位擋筐板RSET Q:100.00,擋筐板下落繼電器復(fù)位.復(fù)位壓脖RSET Q:100.01,復(fù)位壓蓋RSET Q:100.02,提升孔板到通行位置I:0.07檢測(cè).

14、壓脖高懸I:0.04檢測(cè)到位,啟動(dòng)傳送電機(jī)Q:101.01,推出菌筐.當(dāng)菌筐末端通過定位菌種I:0.03檢測(cè),計(jì)數(shù)器加1.

圖2

四、瓶栽接種機(jī)梯形圖

編制瓶栽接種機(jī)梯形圖,采用主程序調(diào)用子程序操作,定義4個(gè)子程序,調(diào)用由N指定的子程序段,當(dāng)子程序執(zhí)行結(jié)束后,程序返回到調(diào)用處.所有被調(diào)用的子程序需經(jīng)過定義,子程序內(nèi)容執(zhí)行結(jié)束后,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)返回到主程序如圖2.

五、瓶栽接種機(jī)I/O接線圖

繪制瓶栽接種機(jī)I/O接線圖如圖3:

圖3

六、瓶栽接種機(jī)I/O實(shí)際接線和設(shè)備調(diào)試

按照接種機(jī)PLC I/O接線圖,安裝PLC接線端子,安裝PLC 輸入端元件,輸出端元件,安裝傳感器, PLC 輸入端-接近開關(guān)接線,PLC 輸入端-光電開關(guān)接線,PLC輸出端 -電磁繼電器接線.安裝瓶栽接種機(jī)I/O接線板后,安裝電磁閥,氣缸,氣管,以實(shí)現(xiàn)機(jī)械控制,組裝的瓶栽接種機(jī)設(shè)備圖如圖4:

圖4

最后,對(duì)傳感器位置不斷調(diào)整,對(duì)接種機(jī)的控制過程進(jìn)行整機(jī)調(diào)試,經(jīng)過一個(gè)多月的設(shè)計(jì)與調(diào)試,最終達(dá)到了公司的張工程師向我們提出的要求,符合食用菌接種生產(chǎn)實(shí)踐要求,提高了食用菌接種過程的自動(dòng)化程度,有一定的實(shí)用價(jià)值,可以推廣到農(nóng)村的小型企業(yè)中,提高食用菌接種效益,目前存在的問題是瓶栽接種機(jī)的穩(wěn)定性有待于實(shí)踐檢驗(yàn).

[1]黃小毛,萬鵬等.基于氣動(dòng)PLC 控制-食用菌錐形種木機(jī)[J]. 農(nóng)機(jī)化研究2011(10).

[2]歐姆龍CP1E_操作手冊(cè).

梁偉,高級(jí)講師,研究方向:電子工程,計(jì)算機(jī)電路.

閻濤,高級(jí)講師,研究方向:計(jì)算機(jī),自動(dòng)化.