全自動(dòng)菌包生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、中國(guó)食用菌產(chǎn)量占到了世界70％，每年3.7億噸的農(nóng)作物秸稈廢棄物和上億噸的林副產(chǎn)品為發(fā)展食用菌產(chǎn)業(yè)提供了充足的原料。隨著勞動(dòng)力成本快速上升，傳統(tǒng)分散式的食用菌菌包生產(chǎn)設(shè)備不能滿足人們對(duì)食用菌快速增長(zhǎng)的需求。食用菌菌包作為食用菌生長(zhǎng)的載體，其生產(chǎn)要經(jīng)過開袋、套袋、打料、窩口、插棍、裝框6道工序，對(duì)于傳統(tǒng)食用菌菌包生產(chǎn)而言，這些工序的的設(shè)備是相對(duì)獨(dú)立的，而且大部分采用人工作業(yè)，工人的技術(shù)水平參差不齊不僅造成菌包質(zhì)量難以保證，而且效率低下，因

2、此，針對(duì)食用菌菌包生產(chǎn)行業(yè)設(shè)計(jì)一條全自動(dòng)的生產(chǎn)線顯得尤為重要。
　　整個(gè)菌包生產(chǎn)線控制系統(tǒng)分為開袋、套袋、打料、窩口、插棍、裝框6部分，生產(chǎn)過程中，工序與工序之間的流轉(zhuǎn)和銜接是影響菌包良率的的重要因素，不同工序的切換容易將良率拉低，為了將不同之間的流轉(zhuǎn)和銜接做到更好的管控和整合，本生產(chǎn)線控制系統(tǒng)采用模塊化的編程思想，將不同工序編寫成功能塊的形式，在各工序聯(lián)動(dòng)時(shí)直接調(diào)取功能快，既避免了工序之間的干涉，又優(yōu)化了程序的結(jié)構(gòu)，此外，為了保

3、證每個(gè)菌包的一致性，從影響菌包打料工藝的變量出發(fā)，對(duì)打料汽缸速度和位置的精準(zhǔn)控制可以保證菌包質(zhì)量高度等品質(zhì)，通過對(duì)打料汽缸和電磁伺服閥機(jī)理的分析，建立了打料氣缸速度伺服控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，得出控制電流與汽缸速度之間關(guān)系并推導(dǎo)其傳遞函數(shù)，并且使用Matlab軟件Simulink模塊并對(duì)建立的打料汽缸速度伺服控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)進(jìn)行時(shí)域和頻域的穩(wěn)定性分析，初步驗(yàn)證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最后制定合理的控制策略，本生產(chǎn)線控制系統(tǒng)包括上位機(jī)和下位機(jī)，上位機(jī)

4、采用昆侖通態(tài)觸摸屏作為人機(jī)交互中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)參數(shù)的輸入、實(shí)時(shí)顯示、運(yùn)行過程中的故障報(bào)警提示及手動(dòng)、半自動(dòng)、自動(dòng)操作等功能，下位機(jī)使用歐姆龍CP1-H系列PLC，作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，控制各工序之間的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)、信息交換。
　　最后使用設(shè)計(jì)的菌包機(jī)進(jìn)行打料及運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，通過計(jì)算單位時(shí)間菌包產(chǎn)量得到菌包機(jī)的生產(chǎn)效率，通過對(duì)隨機(jī)挑選菌包直徑、高度、質(zhì)量的測(cè)量驗(yàn)證了所建立了打料氣缸速度伺服控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的精確性以及所采用控制策略的可靠性。