【導(dǎo)讀】真空斬拌機(jī)是農(nóng)產(chǎn)品加工和肉食加工的關(guān)鍵設(shè)備之一。目前，國(guó)際上有德國(guó)。片，輔料一起攪拌成均勻的乳狀物。斬刀高速旋轉(zhuǎn)，可以縮短運(yùn)行時(shí)間，減少物。料發(fā)熱量，保持餡料的天然色澤、彈性、出品率和產(chǎn)品的保質(zhì)期。采用PLC和配料控制器結(jié)合控制的真空斬拌機(jī)。性能可靠、性?xún)r(jià)比高，可以提高效率。作為現(xiàn)代真空斬拌機(jī)的核心，控制及監(jiān)控。此外，由于轉(zhuǎn)盤(pán)鍋等主要部位采用不銹鋼材料，干凈衛(wèi)生，便于。設(shè)計(jì)中主要要完成的任務(wù)有真空斬拌動(dòng)作原理、電氣控制圖、PLC的I/O分。配及PLC程序的梯形圖。

　　

【正文】 存器與外界隔離，即使輸入信STOP RUN 內(nèi)部處理 通信操作 輸入處理 程序執(zhí)行 輸出處 理 CPU 運(yùn)行 方式 更新時(shí)鐘和特殊寄存器 電源 ON CPU 正常否 ? 執(zhí)行自診斷 1 1 2 存放自診斷錯(cuò)誤結(jié)果 致命錯(cuò)誤 ? CPU 強(qiáng)制為 STOP 2 36 號(hào)發(fā)生變化，其映像寄存器的內(nèi)容也不發(fā)生變化，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。 (1)輸入處理 輸入處理也叫輸入采樣。在此階段，順序讀入所有輸入端子的通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存中所對(duì)應(yīng)的映像寄存器。在此輸入映像寄存器被刷新接 著進(jìn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行時(shí)，輸入映像寄存器與外界隔離，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，其映像寄存器的內(nèi)容也不發(fā)生變化，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。 (2)程序執(zhí)行 根據(jù) PLC 梯形圖程序掃描原則，按先左后右先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿(mǎn)足來(lái)決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。從用戶(hù)程序涉及到輸入輸出狀態(tài)時(shí)， PLC 從輸入映像寄存器中讀出上一階段采入的對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映像寄存器讀出對(duì)應(yīng)映像寄存器的當(dāng)前狀態(tài)，根據(jù)用戶(hù)程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入有關(guān)器件寄存器中， 對(duì)每個(gè)器件而言，器件映像寄存器中所寄存的內(nèi)容，會(huì)隨著程序執(zhí)行過(guò)程而變化。 (3)程序處理 程序執(zhí)行完以后，將輸出映像寄存器，即器件映像寄存器中的 Y 寄存器的狀態(tài)，在輸出處理階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，通過(guò)隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 PLC 的掃描既可按固定的順序進(jìn)行，也可按用戶(hù)程序所指定的可變順序進(jìn)行。這不僅因?yàn)橛械某绦虿恍枰繏呙枰淮尉蛨?zhí)行一次，而目也因?yàn)樵谝恍┐笙到y(tǒng)中需要處理的 I/O 點(diǎn)數(shù)多，通過(guò)安排不同的組織模塊，采用分時(shí)分批掃描的執(zhí)行方法，可縮短循環(huán)掃描的周期和提 高控制的實(shí)時(shí)響應(yīng)性。 循環(huán)掃描的工作方式是 PLC 的一大特點(diǎn)，也可以說(shuō) PLC 是“串行”工作的，這和傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)“并行”工作有質(zhì)的區(qū)別。 PLC 的串行工作方式避免 37 了繼電器控制系統(tǒng)中觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)序失配的問(wèn)題。 由于 PLC 是掃描工作過(guò)程，在程序執(zhí)行階段即使輸入發(fā)生了變化，輸入狀態(tài)映像寄存器的內(nèi)容也不會(huì)變化，要等到下一周期的輸入處理階段才能改變。暫存在輸出映像寄存器中的輸出信號(hào)，等到一個(gè)循環(huán)周期結(jié)束， CPU 集中將這些輸出信號(hào)全部輸送給輸出鎖存器。由此可以看出，全部輸入輸出狀態(tài)的改變需要一個(gè)掃描周 期。換言之，輸入輸出的狀態(tài)保持一個(gè)掃描周期。 掃描周期是 PLC 一個(gè)很重要的指標(biāo)，小型 PLC 的掃描周期一般為十幾毫秒到幾十毫秒。 PLC 的掃描時(shí)間取決于掃描速度和用戶(hù)程序長(zhǎng)短。毫秒級(jí)的掃描時(shí)間對(duì)于一般工業(yè)設(shè)備通常是可以接受的， PLC 的響應(yīng)滯后是允許的。但是對(duì)某些I/O 快速響應(yīng)的設(shè)備，則應(yīng)采取相應(yīng)的措施。如選用高速 CPU，提高掃描速度，采用快速響應(yīng)模塊、高速計(jì)數(shù)模塊以及不同的中斷處理等措施減少滯后時(shí)間。影響 I/O 滯后的主要原因有 :輸入濾波器的慣性 。輸出繼電器接點(diǎn)的慣性 。程序執(zhí)行的時(shí)間 。程序設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)母郊佑绊懙取? I/O 地址分配表 38 序號(hào) 電機(jī) 功率 輸入 輸入地址 輸出 輸出地址 變頻器正轉(zhuǎn)端子 2 主電機(jī) （鍋盤(pán)電機(jī)雙速）D/YY 55KW 正向低速SB1 KM1 正向高速SB2 KM2 停止 SB3 KM3 3 刀蓋油缸 上升 SB4 下降 SB5 刀蓋上升限位開(kāi)關(guān)SQ1 上升閥 V1 刀 蓋下降限位開(kāi)關(guān)SQ2 上升閥 V2 4 真空蓋油缸 打開(kāi) SB6 關(guān)閉 SB7 真空蓋上升限位開(kāi)關(guān)(D1KA1) 上升閥 V3 真空蓋下降限位開(kāi)關(guān)(D2KA2) 上升閥 V4 5 真空泵 啟動(dòng) SB8 泵接觸器KM4 停止 SB9 管道閥 V5 6 攪拌電機(jī) 啟動(dòng) / 停止 SA2 KM5 7 攪拌電機(jī)油缸 上升 SB10 下降 SB11 攪拌電機(jī)上升限位開(kāi)關(guān)(D3KA3) 上升閥 V6 攪拌電機(jī)下降限位開(kāi)關(guān) 上升閥 V7 39 (D4KA4) 8 出料電機(jī) 啟動(dòng) / 停止 SA3 KM6 9 液壓電機(jī) KM7 10 出料斗到位限位開(kāi)關(guān)(D5KA5) 11 抽真空計(jì)時(shí) / 蜂鳴器停 SA4 蜂鳴器 BZ 12 急停按鈕SB13 1 刀電機(jī)（變頻器 四速） SA11 SA12 SA13 SA14 PLC I/O 接線(xiàn)圖 40 41 42 軟件設(shè)計(jì) 程序流程圖 43 變頻器的選擇 1 變頻器功率 按所帶的負(fù)載功率選取。多大功率電機(jī)就選多大的功率的變頻器。大一規(guī)格也可以。 2 變頻器型號(hào) 不同用途選不同的變頻器。 例如 有通用的變頻器，有風(fēng)機(jī)水泵專(zhuān)用的變頻器， 有機(jī)床主軸專(zhuān)用的變頻器。等等。 3 負(fù)載慣性大的，要同時(shí)選擇制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻。 4查電動(dòng)機(jī)的銘牌額定電流， (沒(méi)有銘牌時(shí)測(cè)出額定電流 ).變頻器的額定電流比電動(dòng)機(jī)的最大運(yùn)行電流大就可以了 . 刀電機(jī) 。 44 第四章 結(jié)論與展望 本文從真空斬拌機(jī)系統(tǒng) 的產(chǎn)生、發(fā)展、結(jié)構(gòu)及工藝流程方面介紹分析開(kāi)始進(jìn)行了全局的研究設(shè)計(jì)。第二章接著分析了真空斬拌機(jī)的結(jié)構(gòu)和特性，工作滿(mǎn)足條件以及刀片的優(yōu)化。第三章介紹了真空斬拌機(jī)的電氣控制，首先對(duì)斬拌機(jī)的重要部件機(jī)進(jìn)行了介紹和設(shè)計(jì)然后又進(jìn)行 I/0 分配和接線(xiàn)工作最后完成了 PLC 控制。 但是由于作者的水平有限和時(shí)間問(wèn)題，期望的控制系統(tǒng)還有很多問(wèn)題需要進(jìn)一步深入研究與設(shè)計(jì) : 1．?dāng)嚯姳Ｗo(hù)系統(tǒng)及報(bào)警系統(tǒng)需要進(jìn)一步設(shè)計(jì) 。 2．?dāng)匕铏C(jī)系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程中利用定時(shí)器作為粉料及液態(tài)原料配料控制器是否可以滿(mǎn)足配料精度正需要進(jìn)一步的研究 。 3．方便地 利用面板按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)配料的配比改變需要進(jìn)一步設(shè)計(jì) 。 4．如果在一次循環(huán)中突然斷電，導(dǎo)致物料在攪拌機(jī)中，是否可以設(shè)計(jì)清除系統(tǒng)或設(shè)計(jì)一種能夠使其不會(huì)卡在其中的系統(tǒng)。 采用歐姆龍 PLC的設(shè)計(jì)方式簡(jiǎn)化了線(xiàn)路 ,提高了工作的可靠性 ,降低了系統(tǒng)的故障率。隨著工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)控制總線(xiàn)作為一種智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的開(kāi)放式、數(shù)字化、雙向串行、多節(jié)點(diǎn)的新興通信總線(xiàn)，在工程中的應(yīng)用日益廣泛。在今后的真空斬拌機(jī)機(jī)系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中，集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)控制總線(xiàn)將逐漸融合，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在誤差補(bǔ)償方面的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步促 進(jìn)真空斬拌機(jī)生產(chǎn)過(guò)程可靠性和生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率的提高。 45 致謝 本論文是在金太東老師悉心指導(dǎo)下完成的，從課題的選擇到論文最終完成的每一個(gè)環(huán)節(jié)，金老師都親臨指導(dǎo)，提出意見(jiàn)并指正，他為此付出了大量的心血和精力。金老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實(shí)創(chuàng)新的工作作風(fēng)使我受益匪淺。四年來(lái)，我不僅從金老師那里學(xué)到許多專(zhuān)業(yè)知識(shí)，更重要的是獲取專(zhuān)業(yè)科研前沿和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所有這些都是以后人生生活的重大財(cái)富，在此特向恩師表示由衷的感謝和崇高的敬意。 在論文工作中，得到了多位同學(xué)的熱心幫助，與他們的討論與交流 ，使我深受啟發(fā)，在此亦向他們表示感謝 ! 46 參考文獻(xiàn) [1]鄭萍 .現(xiàn)代電氣控制技術(shù) [M].重慶：重慶大學(xué)出版社 ,2020 [2]張燕賓 .變頻調(diào)速應(yīng)用實(shí)踐 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020 [3]倪運(yùn)平 .現(xiàn)代低壓電器及其控制技術(shù) [M].重慶：重慶大學(xué)出版社 ,2020 [4]舒飛 .AUTO CAD2020/2020 電氣設(shè)計(jì) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020/2020 [5]楊傳民，王心宇 .真空斬拌機(jī)的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力分析 [J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) ,2020 [6]真空斬拌機(jī)在津研制成功 [J]. 山東食品科技 ,2020 [7]宋洪波 .臥式斬拌機(jī)特性的研究 [J].中國(guó)食品學(xué)報(bào) ,1998 [8]李世平 .斬拌機(jī)刀片的刃行優(yōu)化設(shè)計(jì) [J].揚(yáng)州工學(xué)院學(xué)報(bào) ,2020 [9]程凌敏 .食品加工機(jī)械 [M].北京 :中國(guó)輕工業(yè)出版社 ,1992 [10]石光源 .機(jī)械制圖 [M].北京：清華大學(xué)出版社 ,1990 [11]佟為明 .低壓電器繼電器及其控制系統(tǒng) [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,2020 [12]張建民 .機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M].北京：北京理工大學(xué)出版社 ,1996 [13]田瑞誕 .可編程控制器應(yīng)用技術(shù) [M].北京：清華大學(xué)出版社 ,1996 [14]徐國(guó)林 .PLC應(yīng)用技術(shù) [M].北京：機(jī)械出版社 ,2020 [15]李方圓 .PLC行業(yè)應(yīng)用實(shí)踐 [M].中國(guó)電力出版社 ,2020 [16]王永華 .現(xiàn)代電氣控制實(shí)踐 [M].北京航天大學(xué)出版社 ,2020 [17] Seokchan Yun, Changsoo Han. A Study on the Dynamic Analysis and Control Algorithm for a Motor Driven Power Steering System KSME International Journal,2020 47 附錄 48 49