【正文】 ............ 12 PLC的選型 ..................................................... 13 傳感器的選型 ................................................... 14 壓力傳感器的選型 ......................................... 14 接近傳感器的選型 ......................................... 16 料位傳感器的選型 ......................................... 16 電動(dòng)機(jī)的選型 ................................................... 18 限位開(kāi)關(guān)的選擇 ................................................. 19 報(bào)警器的選擇 ................................................... 19 控制系統(tǒng)的 I/O 分配 ............................................. 20 PLC接線圖 ..................................................... 21 4 紅棗自動(dòng)去核包裝控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ............................. 22 控制系統(tǒng)的程序流程圖 ........................................... 22 編程軟件的選擇 ................................................. 22 5 人機(jī)界面的建立 ................................................. 24 組態(tài)王 ...................................... 24 料位、質(zhì)量監(jiān)控界面設(shè)計(jì) ......................................... 24 組態(tài)王與 FX2N48MRD 通信的建立 ................................ 27 6 總結(jié) ........................................................... 28 參考文獻(xiàn) ........................................................... 29 附錄 A:梯形圖 ...................................................... 30 附錄 B：指令表 ..................................................... 34 致謝 ............................................................... 37 1 1. 前言 研究背景 及意義 我國(guó)從 80 年代后期就對(duì)核果類水果的去核 系統(tǒng) 、技術(shù)進(jìn)行了開(kāi)發(fā)和 設(shè)計(jì) ，但是取得的成果并不理想，很少有較好的 自動(dòng)控制系統(tǒng) 能進(jìn)行大范圍的推廣，研究成果也是寥寥無(wú)幾。 在操作臺(tái)內(nèi)用獨(dú)立的 PLC專門(mén)對(duì) 稱量器上紅棗的重量 、 孔狀運(yùn)輸帶的位置與速度、推進(jìn)去核電機(jī)與清除廢料電機(jī)的推進(jìn)與伸縮、裝箱前稱量器內(nèi)紅棗的質(zhì)量、紙箱的位置等 進(jìn)行自動(dòng)控制 ， 將控制信號(hào)傳給主控 PLC,完成對(duì) 儲(chǔ)物倉(cāng)倉(cāng)門(mén)閉（合）、運(yùn)輸帶停止（啟動(dòng)）、推進(jìn)器推進(jìn)（收縮）、封口機(jī)的工作與否，實(shí)現(xiàn)各部分之間的協(xié)調(diào)運(yùn)行。 本科 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于 PLC 的自動(dòng)紅棗去核包裝控制系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 院 － 系： 工學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 年 級(jí)： 2022 級(jí) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 導(dǎo)師及職稱： 2022 年 4 月 摘 要 在核果類水果的前加工工作中，去核是一項(xiàng)很重要的加工工序，作為核果類水果之一的紅棗，紅棗去核是一個(gè)比較困難的事情，在紅棗收獲 之際，一邊要著急收獲紅棗，一方面又要趕著把紅棗去核賣(mài)更好的價(jià)錢(qián)。采用 PLC 和組態(tài)王對(duì)紅棗去核包裝控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ，建立人機(jī)界面，對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控 。 自動(dòng)紅棗去核包裝系統(tǒng)能在短時(shí)間內(nèi)對(duì)采摘回來(lái)的紅棗進(jìn)行去核并包 裝，省時(shí)省力，在很大程度上幫助了紅棗種植戶、加工廠更輕松更有效率的完成去核并包裝的任務(wù)，讓紅棗產(chǎn)品生產(chǎn)線 的控制 更加方便快捷。 而隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，人力勞動(dòng)力的成本在生產(chǎn)過(guò)程中所占的比例越來(lái)越多，人們對(duì)食品安全衛(wèi)生的要求也越來(lái)越高，因此實(shí)現(xiàn)核類水果的自動(dòng)去核并包裝是非常有必要的。紅棗由儲(chǔ)物倉(cāng)倒入運(yùn)輸帶，由運(yùn)輸 帶輸送至臨時(shí)儲(chǔ)物箱中，前言 2 跟隨孔狀運(yùn)輸帶輸送到去核針部分，去核針由 PLC控制對(duì)孔狀運(yùn)輸帶內(nèi)的紅棗進(jìn)行沖核，沖核的同時(shí)氣壓機(jī)由 PLC控制適時(shí)噴射高壓空氣把棗核噴射到廢料運(yùn)輸帶，與此同時(shí)頂棗桿對(duì)殘留在孔狀運(yùn)輸帶里面的殘余棗肉進(jìn)行清理，去核之后的棗肉隨即掉落在成品運(yùn)輸帶上，隨之被運(yùn)輸至稱量裝置上，當(dāng)稱量器內(nèi)的紅棗達(dá)到預(yù)定的重量時(shí)，由 PLC控制運(yùn)輸帶停止運(yùn)行，同時(shí)稱量箱進(jìn)行紅棗傾倒，把紅棗倒入下方紙箱內(nèi)部，再通過(guò) PLC控制進(jìn)行運(yùn)輸、沖核、清理、封口等步驟的進(jìn)行。后來(lái)王在政設(shè)計(jì)了一種新型的紅棗去核機(jī)，其使用的定位、扶正系統(tǒng)可根據(jù)紅棗的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得紅棗可以均勻的進(jìn)入旋轉(zhuǎn)盤(pán)上面的紅棗定位孔，沖核裝置、沖棗裝置進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)作業(yè)，完成去核任務(wù)，將棗核棗肉排出，這種去核機(jī)不需要人工一個(gè)一個(gè)的將紅棗放入定位孔，一定程度上提高了機(jī)器的工作效率，也提高了安全性能，但是適應(yīng)性差，且工作效率也不是很高。 系統(tǒng) 運(yùn)行的時(shí)候往往震動(dòng)比較大，存在的安全隱患比較大，給操作人的人身安全帶來(lái)了很大的威脅。 主要研究?jī)?nèi)容 本文主要分為以下幾個(gè)部分 : 第一章是前言 部分 ,主要對(duì)基于 PLC 的紅棗自動(dòng)去核包裝控制系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹 ,簡(jiǎn)單闡述了國(guó)內(nèi)外對(duì)紅棗自動(dòng)去核包裝控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 ,說(shuō)明了該研究的研究背景、意義。 第五章是人機(jī)界面的建立，用組態(tài)軟件建立人機(jī)界面，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，執(zhí)行設(shè)備監(jiān)控 、實(shí)時(shí)曲線、報(bào)警等，便于讀取所系信息。 圖 自動(dòng)去核包裝控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 去核系統(tǒng) 各單元組成及工作原理如下 : 當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)之后，儲(chǔ)物倉(cāng)開(kāi) 關(guān) 打開(kāi)，儲(chǔ)物倉(cāng)內(nèi)的紅棗進(jìn)入運(yùn)輸帶，與此同時(shí)控制運(yùn)送未加工的紅棗的運(yùn)輸帶的電機(jī)啟動(dòng)，把紅棗運(yùn)送至臨時(shí)儲(chǔ)物箱中，當(dāng)臨時(shí)儲(chǔ)物箱中的稱量傳感器檢測(cè)到箱內(nèi)的紅 時(shí)，控制孔狀運(yùn)輸帶的電機(jī)啟動(dòng)，紅棗紅棗去核包裝控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 6 掉 入運(yùn)輸帶上面的孔內(nèi)，隨之被向上運(yùn)送至去核系統(tǒng)進(jìn)去核。 被清除的棗核隨滑梯滑落進(jìn)入廢料桶內(nèi)，但是棗核會(huì)粘在 廢料運(yùn)輸帶上，所以每 過(guò)一段時(shí)間就會(huì)由清除 電機(jī)啟動(dòng)對(duì) 內(nèi)部的棗核進(jìn)行一次清理。 紅棗去核包裝 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 不僅在 紅棗去核包裝 控制系統(tǒng)中 ,在每 一種電氣控制系統(tǒng)中都 應(yīng)該 要 做到 滿足被控對(duì)象的工藝要求 ,以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品 的 質(zhì)量。 對(duì)端子數(shù)進(jìn)行計(jì)算，確定了 I/O端子數(shù)便于對(duì) PLC進(jìn)行選擇。 最后 對(duì)控制系統(tǒng) 進(jìn)行調(diào)試 ,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行軟件調(diào)試時(shí)必不可少的一個(gè)步驟，通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試，更改錯(cuò)誤，使之達(dá)到預(yù)定的效果。這種控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是多個(gè)被控對(duì)象的位置比較接近，且相互之間的動(dòng)作有一定的聯(lián)系。 圖 集中控制系統(tǒng) 遠(yuǎn)程 I/O控制系統(tǒng)：遠(yuǎn)程 I/O控制系統(tǒng)就是 I/O模塊不是與 PLC 放在一起，而是遠(yuǎn)距離地放在被控對(duì)象附近。分布式控制系統(tǒng)的最大好處是：某個(gè)被控對(duì)象或 PLC出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)影響其他的 PLC。 紅棗去核包裝控制系統(tǒng)不需要投入很多的計(jì)算， 運(yùn)作也不算繁瑣， 各設(shè)備的工作與程序都一樣，且不需要經(jīng)常變更程序， 所以選用集中控制系統(tǒng)最適合。圖 控界面的系統(tǒng)構(gòu)成 。 （ 4） 限位 開(kāi)關(guān)：主要有負(fù)責(zé)稱量器與封口機(jī)兩部分的 限位 開(kāi)關(guān)，分別完成對(duì)稱量器倒料、復(fù)位 ，紙箱位置檢測(cè)、封口機(jī)的工作與停止等工作。小型 PLC的 I/O點(diǎn)數(shù)小于 256點(diǎn)，單 CPU、 8 位或 26 位處理器、用戶存儲(chǔ)器容量在 4K 以下，基于以上因素考慮，選用小型 PLC 能滿足要求，經(jīng)考慮最終選用 三菱 FX2N64MRD PLC，該 PLC基本單元帶 32點(diǎn)輸入、 32點(diǎn)繼電器輸出，足以滿足系統(tǒng)需求。 圖 為三菱 FX2N64MRD PLC實(shí)物圖。其次該傳感器工作 在電機(jī)附近，電機(jī)運(yùn)行的時(shí)候產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)對(duì)傳感器造成一定影響，所以其次要考慮所選傳感器要具有較強(qiáng)的抗磁能力。該傳感器 量程選擇范圍 廣，可配套相關(guān)放大變送器輸出 420mA、 15V， 010V等信號(hào)，極大方便 PLC，數(shù)顯表，模擬量采集卡等進(jìn)行采集 。該傳感器即使在黑暗環(huán)境中也 能輕松實(shí)現(xiàn) 360176。其三主要用于廢料桶內(nèi)的廢料進(jìn)行監(jiān)控，避免廢料溢出廢料桶造成不必要的麻煩。 圖 料位傳感器實(shí)物圖 紅棗去核包裝控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 18 電動(dòng)機(jī)的選型 電動(dòng)機(jī)主要用于傳送帶的驅(qū)動(dòng)，去核機(jī)構(gòu)部件的驅(qū)動(dòng)，稱量器的驅(qū)動(dòng)等。 最終選用帆龍的 158 型電動(dòng)機(jī)， 其主要參數(shù)如下，實(shí)物如圖 ： （ 1） 額定電壓： 380V （ 2） 額定電流： （ 3） 額定轉(zhuǎn)速： 750r/min （ 4） 額定功率： 15KW （ 5） 絕緣等級(jí)： B （ 6） 接法 ： Y （ 7） 功率因素： 圖 三相異步電動(dòng)機(jī)實(shí)物圖 19 限位 開(kāi)關(guān)的選擇 該 系統(tǒng)中限位開(kāi)關(guān)主要用于檢測(cè)紙箱到位情況與稱量器倒料時(shí)的位置與復(fù)位 檢測(cè)，考慮選用歐姆龍 ZC55型封閉式高精度限位開(kāi)關(guān)，帶內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)型開(kāi)關(guān)的小型、高精度封閉式開(kāi)關(guān)，確保高可重復(fù)性和耐久性，操作次數(shù)最少一千萬(wàn)次。 C。圖。支持梯形圖、 SFC、 ST 及 FB、 Label 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫(xiě) PLC程序功能。 組態(tài)王 可以為 用戶 提供一個(gè)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、分析及管理的有效平臺(tái)，使 用戶 能夠及時(shí)有效的獲取信息，及時(shí)的做出反應(yīng)，以獲得最優(yōu)化的結(jié)果。 圖 建立新工程 25 然后在新建立的工程中建立新畫(huà)面，并對(duì)新畫(huà)面進(jìn)行命名，如圖 ： 圖 建立新畫(huà)面 用同樣的方法，分別建立系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)畫(huà)面、料位質(zhì)量顯示監(jiān)控窗口、系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)監(jiān)控窗口、趨勢(shì)曲線窗口等畫(huà)面。這樣一來(lái)就實(shí)現(xiàn)了利用組態(tài)王通過(guò) PC機(jī)上的界面來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)去核包裝控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。同樣的閥門(mén)開(kāi)口 量大小控制也不得不放棄數(shù)字控制而采用簡(jiǎn)單的閉合控制，類似的困難還遇到了很多。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容更是讓我對(duì)該控制系統(tǒng)更加的了解了，同時(shí)讓我知道了科學(xué)研究本身的困難和價(jià)值，讓我對(duì)科學(xué)研究有了基本的認(rèn)識(shí)，也使我對(duì)科學(xué)研究更加感興趣了。 還要感謝我的同學(xué)、我的舍友，在這個(gè)過(guò)程中我們一起努力一起學(xué)習(xí)一起探討，你們?yōu)槲姨峁┝撕芏嘞敕ǎ矌臀医鉀Q了很多問(wèn)題，沒(méi)有你們，我不知道還有走多少?gòu)澛?，有了你們，讓我在學(xué)習(xí)工作生活中處處充滿了快樂(lè)。 trust, 158 . 601, 15 S. Ct. 912, 39 L. Ed. 1108 [1895]). After many years of debate and promise, the sixteenth amendment to the Constitution was ratified in 1913, providing Congress with the power to lay and collect taxes on ine without apportionment among the states. The objectives of the ine tax were the equitable distribution of the tax burden and the raising of revenue. Since 1913 the . ine tax system has bee very plex. In 1913 the ine tax laws were contained in eighteen pages of legislatio