櫻桃去把機膠輥旋轉去把自動化控制系統設計

摘要：水果去把機的出現為我國農業的發展提供了極大地便利，為了進一步增強去把的效果，設計櫻桃去把機膠輥旋轉去把自動化控制系統。設計去把控制器，關聯總控旋轉電源，實現櫻桃去把自動化控制系統的硬件設計;進行管理總控制模塊的設計，并在此基礎上建立數據處理庫，便于使用者對櫻桃去把情況以及相關數據信息進行查詢。系統測試結果表明：對于不同數量的櫻桃，實際去把完成率均在95%以上，表明系統對櫻桃的去把控制效果較好，具有一定的可靠性。

關鍵詞：自動化控制;膠輥旋轉;櫻桃去把機

0引言

自動化控制技術應用在農業種植、采集、水果去把等方面都發揮了極大的作用[1]。為了確保水果的外觀保持最佳，或者為了便于制作罐頭，一些果農會選擇在采摘完畢之后，將水果的把去掉，避免造成水果損壞的現象。尤其是櫻桃這一類的水果，更加容易發生損壞，去把操作后在一定程度上是可以減少突發成本的增加的[2]。在去把工作的初期，一般是采用人工的方式來進行去把的，雖然也是可以達到預期的目的，但是效率十分低，并且極容易造成櫻桃外部的損壞，形成更多的壞果[3]。出現自動化的控制設備后，在此設備的輔助下，去把的效率有了明顯的提升，但是由于技術的不夠完整，在實際應用的過程中還是會存在一些問題和缺陷，導致去把結果不佳。膠輥是最近幾年較為常見的一種工業制造材料，主要是以部分的金屬或者其他類似于金屬的材料為芯，在金屬的外部覆蓋一層橡膠經硫化材料而最終形成的輥狀制品。膠輥旋轉去把機是當前去把質量相對較好的機器，將其與自動化控制系統相關聯，便可以設計出更加靈活多樣化的去把控制系統[4]。因此，對櫻桃去把機膠輥旋轉去把自動化控制系統進行設計，在新的農業發展背景之下，通過多元化的技術以及精密的邏輯控制器，來進一步提升總體的去把效率，以此推動農業的發展邁入一個新的發展臺階。

1系統硬件設計

在進行系統的整體設計之前，需要先對相關的硬件進行設計。櫻桃去把機膠輥旋轉去把自動化控制系統的硬件設計中，最為重要的是去把控制器以及總控旋轉電源設計。去把控制器主要分為PLC去把基礎，模塊、獨立控制模塊、CPLI、PC/PCL聯接區域以及去把頻率控制模塊[5]。每一個處理模塊在去把的過程中都是相互獨立的，但是一定程度上也存在著部分聯系。在系統的自動化控制電路中安裝驅動器，選擇西門子300系列PCL作為整個系統的總控制器[6]。在驅動器上設置5個去把端口，并將其分別與電抗器、分揀器關聯。將總控制器與核心CPU相連，對2個電磁閥通斷以及電動分離調動泵調作出行管理與控制。計算櫻桃去把的處理控制范圍，具體如下公式1所示：

公式1中：G表示櫻桃去把的處理控制范圍，D表示控制運行壓力，δ表示應用層級比值。通過以上計算，最終可以得出實際的櫻桃去把的處理控制范圍。將其設定在總控制器之中，完成設計。接下來是總控旋轉電源的設計。此電源通常是在櫻桃去把的過程中開啟的，它會穩定櫻桃去把機膠輥旋轉得到頻率和壓力，并且采集相關的數據信息，以此來完成穩定高效的去把操作控制，形成一個完整而又全面的櫻桃去把硬件系統。

2系統軟件設計

在完成硬件設計之后，接下來，依據系統的實際運行情況，對軟件作出設計。將櫻桃去把自動化控制系統設定成一個管理總控制模塊，并下設不同的控制區域，分別為信息傳輸區域、總控區域、分控區域、分離區域以及內部控制管理軟件等。首先，需要對去把的指令傳輸信號進行計算，具體如下公式2所示：

公式2中：K表示去把指令傳輸信號，B表示去把的距離，E表示留用長度。通過以上計算，最終可以得出實際的去把指令傳輸信號。將其添加在系統的控制區域之中，并將其與其他的操控系統相關聯，完成自動化控制系統的一體化設置。

櫻桃去把系統還存在部分的處理系統，對應的模塊均與軟件有著較大的關聯。主傳動部分與軟件的主控區域相連，通過更改調整不同功能的指令協議，來完成串桿鏈帶、去把膠輥、帶把膠輥、模具鏈等幾部分的并行實施。將櫻桃擺正，在運行的過程中將其壓緊在連桿與膠輥之間。毛刷部分與預處理控區相連，利用分離功能將不同大小的果實分離開來，在軟件中設置相應的掃果分離蒂把標準，對櫻桃的表面作出處理，完成設計。最終是出料部分，它與處理管控區域是關聯的，用以將去把完成的櫻桃果實自動篩選分離，裝箱待售。完成去把之后，跳轉清潔控制區域，對去把架體以及分離框架進行清洗，確認設備的實際情況，延長其使用壽命。在此基礎上進行數據處理庫的設計，主要是對系統的日常櫻桃的去把情況進行歸納匯總，便于相關人員查詢使用。至此，便完成了系統的軟件設計。

3系統測試

3.1測試準備

本次主要對櫻桃去把機膠輥旋轉去把自動化控制系統進行設計，搭建系統的測試環境，將自動化控制的模式更改調整為多核心的控制模式，電壓為220V，控制屬性為層級去把控制測試共分為三組，每一組的櫻桃數量各不相同。驗證其在不同數量的櫻桃下，最終的去把控制效果。進行自動化控制系統的參數設置，去把分布范圍時12.35～25.69，去把集中節點為6個，去把監控范圍即為系統所控制的范圍，FCS去把頻率需要依據實際的系統運行情況作出計算，具體如下公式3所示：

公式3中：H表示FCS去把頻率，β表示模糊控制系數，d表示膠輥旋轉控制系數。通過以上計算，最終可以得出實際的FCS去把頻率。完成參數設置之后，檢查測試系統以及相關的設備是否處于穩定正常的運行狀態，并且確保不存在影響最終測試結果的外部因素，核查完畢之后，開始測試。

3.2測試過程以及結果分析

在以上所創建的系統測試背景之下，進行測試，具體的測試過程如下圖1所示：

根據圖1中的測試，最終可以得出相應的結果，對這些數據信息作出分析討論，如下表1所示：

根據表1中的數據信息，最終可以得出相應的結論：對于不同數量的櫻桃，執行去把指令后，最終得出的櫻桃實際去把完成率均在95%以上，表明去把效果較好，完成質量較高，具有一定的實際應用價值。

結束語

綜上所述，便是對櫻桃去把機膠輥旋轉去把自動化控制系統的設計與分析。本文所設計的系統具有更強的靈活應變性，并且在去把的過程中，膠輥旋轉機器會對櫻桃作出保護，最大程度地減少壞果率。不僅如此，自動化控制系統除了去把功能，還添加了許多新的功能，進一步擴大了系統的應用范圍，將櫻桃去把的整個過程更為緊密地聯系在了一起，提升了整體的櫻桃去把效果。

參考文獻

[1]崔彪.基于智能技術的電氣自動化控制系統設計與分析[J].電子技術與軟件工程，2021（16）：119-120.

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[3]劉芬.基于PLC的工業機器人軌跡跟蹤自動化控制系統設計[J].自動化與儀器儀表，2021（07）：84-88.

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[5]童曉凡.優化PLC自動化控制系統設計分析[J].信息記錄材料，2020，21（11）：122-123.

[6]劉永娟，竇偉山，王蘊嶺，等.基于計算機技術的電氣自動化控制系統設計分析[J].科技風，2020（23）：80.

作者簡介：姓名：鄒剛（1972.10.23-）男，滿族，本科，高級工程師，單位：煙臺泓潤自動化設備有限公司，研究方向：食品機械及自動化，單位所在省份及郵編：山東省煙臺市，264001