全自動菌包生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設計.pdf

1、中國食用菌產(chǎn)量占到了世界70％，每年3.7億噸的農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。隨著勞動力成本快速上升，傳統(tǒng)分散式的食用菌菌包生產(chǎn)設備不能滿足人們對食用菌快速增長的需求。食用菌菌包作為食用菌生長的載體，其生產(chǎn)要經(jīng)過開袋、套袋、打料、窩口、插棍、裝框6道工序，對于傳統(tǒng)食用菌菌包生產(chǎn)而言，這些工序的的設備是相對獨立的，而且大部分采用人工作業(yè)，工人的技術水平參差不齊不僅造成菌包質量難以保證，而且效率低下，因

2、此，針對食用菌菌包生產(chǎn)行業(yè)設計一條全自動的生產(chǎn)線顯得尤為重要。
　　整個菌包生產(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)動時直接調取功能快，既避免了工序之間的干涉，又優(yōu)化了程序的結構，此外，為了保

3、證每個菌包的一致性，從影響菌包打料工藝的變量出發(fā)，對打料汽缸速度和位置的精準控制可以保證菌包質量高度等品質，通過對打料汽缸和電磁伺服閥機理的分析，建立了打料氣缸速度伺服控制系統(tǒng)的數(shù)學模型，得出控制電流與汽缸速度之間關系并推導其傳遞函數(shù)，并且使用Matlab軟件Simulink模塊并對建立的打料汽缸速度伺服控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)進行時域和頻域的穩(wěn)定性分析，初步驗證系統(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)包括上位機和下位機，上位機

4、采用昆侖通態(tài)觸摸屏作為人機交互中心，實現(xiàn)對參數(shù)的輸入、實時顯示、運行過程中的故障報警提示及手動、半自動、自動操作等功能，下位機使用歐姆龍CP1-H系列PLC，作為整個控制系統(tǒng)的核心，控制各工序之間的協(xié)調運動、信息交換。
　　最后使用設計的菌包機進行打料及運行實驗，通過計算單位時間菌包產(chǎn)量得到菌包機的生產(chǎn)效率，通過對隨機挑選菌包直徑、高度、質量的測量驗證了所建立了打料氣缸速度伺服控制系統(tǒng)的數(shù)學模型的精確性以及所采用控制策略的可靠性。