【正文】 斗的原料到位情況4稱重傳感器NSTH161用來(lái)測(cè)稻谷的重量輸出0～10V量程：0～500Kg5真空泵1通過(guò)真空管把原料顆粒吸入吸料缸內(nèi)6振動(dòng)電機(jī)1電機(jī)振動(dòng)使碎米粒篩選出去7鼓風(fēng)機(jī)3．7Kw1通過(guò)鼓風(fēng)將谷糙分離8礱谷機(jī)HR10C1給稻谷脫殼9碾米機(jī)VTA7C1糙米 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，主要包括I/O點(diǎn)數(shù)的估算、模塊選型、I/O地址分配和電路設(shè)計(jì)。在這次大米加工生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，觸摸屏的使用加深了自動(dòng)化的程度，我們不僅可以通過(guò)PLC的在上位機(jī)的線上監(jiān)控功能查詢加工情況，更能直接通過(guò)MCGS直觀圖像獲取我們大米加工所進(jìn)行的流程，大米實(shí)時(shí)加工量，及歷史加工量的記錄，也能直觀的找到報(bào)警記錄，同時(shí)我們可以直接在觸摸屏上對(duì)加工物料量進(jìn)行調(diào)整設(shè)置等，極大地便利了加工生產(chǎn)線的操作。作為工業(yè)過(guò)程控制和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域服務(wù)的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件MCGS，它的功能十分完善，不僅操作簡(jiǎn)便、可視性好，而且具有可維護(hù)性強(qiáng)等突出特點(diǎn)。篩片設(shè)計(jì)從機(jī)器旁邊取出，在不拆除機(jī)器框架情況下，篩片更換迅速、容易。該機(jī)匯集了許多立式碾磨的最新技術(shù)，它廣泛使用在美國(guó)、歐洲和亞洲國(guó)家的許多主要加工廠中。5176。3 礱谷機(jī)的介紹本次設(shè)計(jì)所選用的HR10C是佐竹（蘇州）機(jī)械有限公司的最新研制的礱谷機(jī)，它具有以下特點(diǎn)：1. 脫殼率高且保持穩(wěn)定，本機(jī)采用自動(dòng)控制操作，脫殼率在90%左右，能在生產(chǎn)過(guò)程中保持穩(wěn)定的脫殼率；2. 操作調(diào)節(jié)方便，本機(jī)通過(guò)氣動(dòng)控制輥間壓力，有料位器與之連接，斷料可立即松輥，來(lái)料自動(dòng)延時(shí)緊輥；3. 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，機(jī)器主要回轉(zhuǎn)件都經(jīng)動(dòng)平衡檢驗(yàn)，所以運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動(dòng)小； 礱谷機(jī)主要參數(shù)型號(hào)HR10C加工能力長(zhǎng)粒稻 35t/h短粒稻 46t/h所需功率, 52W+, 主軸轉(zhuǎn)速HU 10FT 1150轉(zhuǎn)/分HA 10W(2) 1400轉(zhuǎn)/分橡膠輥尺寸直徑：10英寸，寬：10英寸橡膠輥硬度87176。被廣泛應(yīng)用在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，作為稱量、測(cè)力等自動(dòng)控制元件。數(shù)字式智能稱重傳感器具有輸出信號(hào)大，抗干擾能力強(qiáng)，信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)，易實(shí)現(xiàn)智能化控制等特點(diǎn)，較廣泛的應(yīng)用于大型電子平臺(tái)秤、電子汽車衡，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電子料斗秤、電子容器秤和大死載、小活載的特殊電子秤。通常把模擬式稱重傳感器加數(shù)字接線盒模式稱為模塊化數(shù)字稱重傳感器系統(tǒng)。同時(shí)還應(yīng)解決抗射頻干擾(RFI)、電磁干擾(EMI )和閃電引起的電瞬變等過(guò)壓保護(hù)問(wèn)題。其二是根據(jù)數(shù)學(xué)模型編制出簡(jiǎn)單實(shí)用的補(bǔ)償計(jì)算軟件，存儲(chǔ)在微處理器芯片中進(jìn)行各項(xiàng)誤差修正和補(bǔ)償。 整體型是在稱重傳感器內(nèi)部安裝有放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換、微處理器芯片和溫度敏感元件等組成數(shù)字處理電路，利用微處理器已存入的軟件，實(shí)施各項(xiàng)數(shù)字補(bǔ)償工藝進(jìn)行各項(xiàng)性能調(diào)整和測(cè)試，最后采用電子束焊或激光焊進(jìn)行密封。智能傳感器可以是集成的，也可以是分離件組裝的。智能化稱重傳感器是近些年來(lái)的開發(fā)熱點(diǎn)。外部設(shè)備相互通信，串行數(shù)據(jù)傳送，ASCII code印刷，HEX ASCII變換，校驗(yàn)碼等。數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)排列、三角函數(shù)運(yùn)算、平方根、浮點(diǎn)小數(shù)運(yùn)算等。豐富的軟元件應(yīng)用指令中有多個(gè)可使用的簡(jiǎn)單指令、高速處理指令、輸入過(guò)濾常數(shù)可變，中斷輸入處理，直接輸出等?？筛鶕?jù)電源及輸出形式，自由選擇。 稱重傳感器外形在基本單元上連接擴(kuò)展單元或擴(kuò)展模塊，可進(jìn)行16256點(diǎn)的靈活輸入輸出組合。 帶有擴(kuò)充模塊的三菱FX2N CPU 模塊FX2N基本單元由中央處理器（CPU）、電源以及數(shù)字量輸入輸出單元組成。 元器件選擇及依據(jù)根據(jù)控制系統(tǒng)的各項(xiàng)分析以及對(duì)元器件的要求，為滿足系統(tǒng)功能，系統(tǒng)需要的主要元器件有PLC控制器、壓力傳感器、稱重傳感器、光電傳感器、礱谷機(jī)、碾米機(jī)、電磁閥等，下面對(duì)幾個(gè)主要的器件功能進(jìn)行介紹： PLC介紹三菱FX2N運(yùn)行速度快、功能強(qiáng)，適用于要求較高的中小型控制系統(tǒng)。3．原料由稱量漏斗進(jìn)入礱谷缸，通入空氣，由壓力傳感器測(cè)量缸內(nèi)壓力，光電傳感器檢測(cè)原料位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)礱谷控制。由吸料漏斗落入預(yù)量漏斗，再由預(yù)量漏斗落入稱量漏斗。根據(jù)課題設(shè)計(jì)要求及大米加工生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)的控制分析如下：1．打開電源開關(guān)后，設(shè)定加工方式：自動(dòng)或手動(dòng)，并設(shè)定原料重量。本次設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，：光電開關(guān)谷倉(cāng)吸料漏斗預(yù)量漏斗稱量漏斗壟谷缸壟谷電機(jī)碾米缸KV1KV3KV4KV2KV6KV5KV7鼓風(fēng)機(jī)KV8KV9碾米電機(jī)KV10KV11KV12電動(dòng)閥KV15振動(dòng)電機(jī)空氣電磁閥KV14排氣電磁閥KV13真空泵行程開關(guān)1行程開關(guān)2KV16其主要工作原理如下：接通電源后，將設(shè)備模式旋轉(zhuǎn)到自動(dòng)定量輸送物料模式，將所有閥門旋轉(zhuǎn)到關(guān)閉位置；按下啟動(dòng)按鈕，利用真空泵把原料吸進(jìn)吸料漏斗內(nèi)，等光電開關(guān)1檢測(cè)到原料到位后，關(guān)閉真空泵，打開吸料漏斗開關(guān)門電磁閥KV1吸料漏斗空氣閥KV16，使原料由吸料漏斗落入預(yù)量漏斗；重復(fù)該步驟直至光電開關(guān)2檢測(cè)原料到位后，關(guān)閉KV1，打開預(yù)量漏斗開關(guān)門電磁閥KV3，KV2及預(yù)量漏斗開關(guān)門電磁閥KV4，KV5，讓原料快速落入稱量漏斗內(nèi)，達(dá)到設(shè)定時(shí)間后，關(guān)閉所打開的KV3，KV2及KV4，KV5，進(jìn)行稱量，稱量結(jié)束后，把所測(cè)量的數(shù)值傳送給MCGS觸摸屏；完成稱量步驟后，打開稱量漏斗高壓空氣電磁閥KV6，KV7，讓待加工的原料由稱量漏斗落入礱谷缸內(nèi)。 控制系統(tǒng)分析及元件選擇本設(shè)計(jì)的加工集中控制系統(tǒng)是可編程控制器（PLC）為主要控制其，需要進(jìn)行控制的是整個(gè)工藝流程的實(shí)現(xiàn)。硬件設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié)完成相應(yīng)的功能，并組成一個(gè)統(tǒng)一的整體。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)由軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)兩部分組成。A．吸料漏斗物位的控制；B．欲量漏斗物位的控制；C．壟米，碾米時(shí)間限制；D．閥門受阻時(shí)進(jìn)行故障報(bào)警；E．整個(gè)工作流程的自動(dòng)化。：系統(tǒng)采用PLC作為控制器，其本身就具有極強(qiáng)的功能擴(kuò)展性，加之PLC產(chǎn)品的完整性，使得系統(tǒng)功能擴(kuò)展極其方便。下面是對(duì)選定方案的分析：：由于系統(tǒng)各主要部分所需要滿足的功能步驟及要求大多是開關(guān)量信號(hào)，所以選擇可編程序邏輯控制器是完全能夠滿足其功能要求的。根據(jù)上述分析，PLC是現(xiàn)階段基于PLC的泡沫發(fā)泡機(jī)控制系統(tǒng)最理想的控制機(jī)。PLC根據(jù)類似于繼電器控制系統(tǒng)的梯形圖進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單明了?？删幊绦蜻壿嬁刂破鳎≒LC）采用微處理器作為控制系統(tǒng)的核心，內(nèi)含存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、控制器，根據(jù)工業(yè)控制過(guò)程的特點(diǎn)，進(jìn)行專門的電路設(shè)計(jì)，是一種通用的標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。用戶可以根據(jù)需要在程序中設(shè)置定時(shí)值，然后由軟件來(lái)控制定時(shí)時(shí)間[8]。PLC使用半導(dǎo)體集成電路做定時(shí)器，時(shí)基脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度相當(dāng)高。繼電器邏輯利用時(shí)間繼電器進(jìn)行時(shí)間控制。而PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。繼電器控制邏輯依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，觸點(diǎn)的開閉動(dòng)作一般在幾十ms數(shù)量級(jí)。還能動(dòng)態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況。能檢查出自身的故障。而PLC采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路完成，體積小，壽命長(zhǎng)，可靠性高。繼電器控制邏輯使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連線也多。電源接通時(shí)，繼電器控制線路中各繼電器同時(shí)都處于受控狀態(tài)，即該吸合的都應(yīng)吸合，不該吸合的都應(yīng)受到某種條件限制不能吸合，它屬于并聯(lián)工作方式。其接線少，體積小，因此靈活性和擴(kuò)展性都很好。另外，繼電器觸點(diǎn)數(shù)目有限，每只只有4～8對(duì)觸電，因此靈活性和擴(kuò)充性很差。PLC的控制與繼電器的控制差別有以下幾個(gè)方面。故本課題控制系統(tǒng)選型的基本原則如下：、可靠、成熟的控制技術(shù)以提高系統(tǒng)可靠性；，提高通用性及設(shè)備效率，易于維護(hù)；、要求，系統(tǒng)有較高的可擴(kuò)展性[7]。這需要一個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行指揮控制。原料由預(yù)量漏斗落入稱量漏斗，待光電開關(guān)檢測(cè)到原料達(dá)到設(shè)定位置時(shí)，關(guān)閉放料閥門，進(jìn)行稱量，取得數(shù)據(jù)后，再打開放料閥門，讓稱好的稻谷進(jìn)入礱谷缸進(jìn)行礱谷，礱谷完畢后，啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，讓糙米和谷殼經(jīng)過(guò)振動(dòng)電機(jī)進(jìn)行谷糙分離，糙米進(jìn)入碾米缸進(jìn)行碾米，碾米結(jié)束后起動(dòng)振動(dòng)篩，讓合格的大米顆粒進(jìn)入填料器，鼓風(fēng)機(jī)和高壓空氣將經(jīng)過(guò)篩選的大米送入料倉(cāng)。根據(jù)課題要求，該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要有以下內(nèi)容：1．真空吸料：用一