自動瓶栽接種機的PLC控制

大連計算機職業中專 梁 偉 閻 濤

自動瓶栽接種機的PLC控制

大連計算機職業中專 梁 偉 閻 濤

本文基于瓶栽接種機的控制系統進行設計,控制系統采用歐姆龍的CP1E系列可編程序控制器,闡述了PLC控制瓶栽食用菌接種機的控制過程,并提高食用菌接種過程的自動化程度和效率.

可編程控制器;瓶栽接種機

一、設計任務要求

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,液體菌種具有出產周期短、菌種成本低特點,液體菌種更容易實現機械化接種,提高接種效率.接種是食用菌栽培過程中的重要環節,大連鑫德機械有限公司的張工程師制作了一種瓶栽接種機,讓閻濤老師和我進行設計接種機的控制系統.

二、瓶栽接種機I/O配置表

根據設計任務要求,我們準備采用歐姆龍的CP1E系列PLC控制接種過程,確定所需的設備及元件, 根據歐姆龍PLC 60點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 瓶栽接種自動方式I/O配置表

三、瓶栽接種機工作原理

根據接種機生產過程,繪制瓶栽接種機工作原理圖如圖1.

圖1

瓶栽接種機控制系統通過開關設定為自動和手動操作模式,開機準備,孔板瓶蓋在中間位通行復位,拔蓋氣缸復位,封蓋氣缸復位,壓脖在高位復位,噴嘴在外側高位復位.

1、按下控制裝置啟動按鈕后,啟動電機Q:101.01轉動,傳送帶傳送菌筐(16個瓶子),菌筐推進,投入光電傳感器I:0.02檢測到菌筐,提升定位擋筐板Q:100.00,當菌筐末端通過投入傳感器檢測后,啟動電機減速Q:101.02運行.

2、定位傳感器I:0.03檢測到菌筐,定位延時T001為0.2s,電機制動停止.

3、定位延時T001時間到,啟動壓脖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檢測到低位,壓脖觸底,啟動壓蓋Q:100.02,下落菌筐壓蓋,壓蓋延時T002為0.2s.

5、壓蓋延時T002時間到,啟動拔蓋Q:100.03,提升孔板,孔板到達高端檢測到蓋板高懸I:0.06,使瓶蓋打開.

6、瓶蓋打開后,啟動推進噴嘴Q:100.05,噴嘴推進Q:100.05到內側,檢測到噴嘴內置I:0.10.

7、噴嘴內置I:0.10檢測到位后,啟動下落噴嘴Q:100.07,噴嘴觸底I:1.00到低位檢測.

8、噴嘴觸底I:1.00到低位檢測后,啟動噴射菌種Q:101.00,噴菌延時T003通過觸摸屏菜單調節設置,時間為0.2秒延時.

9、噴菌延時T003時間到,噴菌結束,下落噴嘴RSET Q:100.07,提升噴嘴高位,噴嘴高懸I:0.11檢測.

10、噴嘴高懸I:0.11檢測到位,啟動退出噴嘴Q:100.06,到噴嘴外置I:0.09檢測.

11、噴嘴外置I:0.09到外側后,啟動封蓋Q:100.04,下落孔板,停止拔蓋氣缸,啟動封蓋氣缸,下落孔板到達最低點檢測,封蓋延時T004,封閉瓶蓋,瓶蓋觸底檢測.

12、瓶蓋觸底I:0.08檢測到位,封蓋延時T004時間到,封緊瓶蓋,啟動排出.

13、啟動排出,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位.復位壓脖RSET Q:100.01,復位壓蓋RSET Q:100.02,提升孔板到通行位置I:0.07檢測.

14、壓脖高懸I:0.04檢測到位,啟動傳送電機Q:101.01,推出菌筐.當菌筐末端通過定位菌種I:0.03檢測,計數器加1.

圖2

四、瓶栽接種機梯形圖

編制瓶栽接種機梯形圖,采用主程序調用子程序操作,定義4個子程序,調用由N指定的子程序段,當子程序執行結束后,程序返回到調用處.所有被調用的子程序需經過定義,子程序內容執行結束后,系統會自動返回到主程序如圖2.

五、瓶栽接種機I/O接線圖

繪制瓶栽接種機I/O接線圖如圖3:

圖3

六、瓶栽接種機I/O實際接線和設備調試

按照接種機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-接近開關接線,PLC 輸入端-光電開關接線,PLC輸出端 -電磁繼電器接線.安裝瓶栽接種機I/O接線板后,安裝電磁閥,氣缸,氣管,以實現機械控制,組裝的瓶栽接種機設備圖如圖4:

圖4

最后,對傳感器位置不斷調整,對接種機的控制過程進行整機調試,經過一個多月的設計與調試,最終達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實踐要求,提高了食用菌接種過程的自動化程度,有一定的實用價值,可以推廣到農村的小型企業中,提高食用菌接種效益,目前存在的問題是瓶栽接種機的穩定性有待于實踐檢驗.

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

[2]歐姆龍CP1E_操作手冊.

梁偉,高級講師,研究方向:電子工程,計算機電路.

閻濤,高級講師,研究方向:計算機,自動化.