基于PLC 的槟榔自动切割机电控线路开发分析

时间：2024-04-25

张桂勇高国瑞郑经宝刘圣化

温州卓展机电科技有限公司浙江温州 325000

随着我国科技的进步和社会的发展，我国机械自动化进程也逐步加快，槟榔作为农作物来说具有巨大的经济价值，但是在进行工艺加工过程中，人工操作具有效率低、成本高等消极影响，因此，需根据实际情况加大对自动化技术的应用，有利于达到槟榔切割自动化生产的目的。

1 基于PLC 的槟榔自动切割机的运作流程

在PLC 控制下，对于槟榔自动切割机来说，对在送料斗底部安装的震动变压器，以及步进电机控制器等具有较强的控制作用，能够根据实际情况对震动强度和运送速度进行有效调节，确保每个槟榔都能够平稳的、准确的落入滑槽内。

具体切割流程可详细分为以下步骤：首先，当电源开始输送电力时，PLC 开始对自身运作能力进行检验，各个机械零部件都恢复到初始位置，当开始进行切割时，震动变压器按照系统预设的震动频率开始正规操作，与此同时，通过步进电机的运转初始传送带始终保持平稳运行状态，带动槟榔传送至规定的定位槽上；其次，通过PLC 与光电传感器系统进行联合操作，当感应到槟榔掉落到定位槽后，通过送料汽缸将其进行位置转移，与此同时，机械手的双轴气缸动作使连杆下移，当到达槟榔所在位置时，进行自动抓取并调高到设定位置[1]；再次，PLC 驱动双轴汽缸连杆向下移动，当到达切片槽准确位置后抓手松开，通过汽缸进行切片向下推动将槟榔切成两半，当完成此项步骤后，各部位机械装置回到初始位置；最后，在PLC 的驱动下，当完成槟榔切割后需要应用连接杆，将切割好的槟榔推到储料斗内，开始自动进行接下来的循环工作。

2 基于PLC 的槟榔自动切割机电控系统硬件设计分析

2.1 电控系统设计

在进行电气控制系统设计时，需要明确设计的主要内容和目的，由于槟榔自动切割系统涵盖了多种先进的信息化技术，比如：传感器、自动化等，能够有效完成槟榔的筛选、输送、自动切割和出料等全部过程，因此，具有明确的目的性和操作性，而对于其中硬件系统来说，主要是外在的、可直观的硬件设施，其中包括传送带、震动筛料斗、切刀系统和机械手等，在电气控制系统中，所需硬件内容能够对整体机械自动化操纵起到保障作用，能够切实实现对槟榔切割的自动化控制，与此同时还要满足控制系统内部所需的各项组装技术，确保其具有较强的稳定性、安全性和经济性等特点，因此，需要在电气控制系统中应用步进电机、电磁阀、PLC 控制器等。在PLC 控制器的操作下，其发出的脉冲信号对电磁阀开关进行有效控制。对于气压缸来说，其实际运动主要是基于继电器影响下，通过PLC 控制开关对继电器发出的信号驱动的电磁换向阀进行控制，相应的定位槽、切片槽等位置都受到限位开关的影响，对实际运行活动起到一定限制作用。

2.2 信号输送地址分配

对于信号输入/ 输出模块来说，其主要是操作系统中CPU 与外部设备之间的信息交换渠道，对于输入模块来说，一般情况下都是根据信息系统，通过信号接收按钮、开关及多样式传感器等进行信号的有效输入；而对于信号输出模块而言，能够以系统准则为依据，进一步实现系统中CPU 运行程序对工作负载情况进行有效驱动，比如电磁阀、接触器等相关设备。对于可编程控制器来说，其信号输入/ 输出的地址主要是根据系统预先设定的控制要求，以及槟榔自动切割机动作过程中所需输入点和输出点的数量进行有效分配的，在此基础上，还要根据输入和输出继电器的具体作用进行地址分配。通常情况下，为了提高槟榔切割机的自动化程度和生产力水平，在进行系统运行过程中，主要对位置感应开关、PLC 控制器和限位开关的使用，在三者进行有机结合的基础上进一步完成物料和设备的定位检测，观察机械手位置、切刀的精准程度等，确保其符合槟榔自动化切割的实际要求，从而达到提高槟榔生产质量和效率的目的。

3 基于PLC 的槟榔自动切割机电控系统软件设计分析

在可编程控制器的影响下，想要对电气控制系统进行软件的优化设计，必须首先要对控制系统各部分功能进行有效划分。对于控制系统的动作流程来说，可将槟榔自动切割过程详细划分为14 个工作状态，以指示灯为起始点，当指示灯开始闪烁则证明进入工作状态，通过料斗输送到出料气缸动作，再进行循环反复，每个环节及状态对应的感应开关都具有唯一特性，同时也是跳转到规定状态的有效条件，当一个循环周期结束时，则所有环节的运行情况都会恢复到初始状态，在此基础上，设置了单次运行和循环运行的转移条件模块，才能切实达到对槟榔自动切割机电气控制系统软件设计开发的目的[2]。

对于可编程逻辑控制器来说，其主要是为实现自动化控制而设计的数字运算操作电子系统，其主要是由内部CPU、各项指令、数据储存器、信号输送单元、电源模块以及数字模拟器等单元所模块化组合而成，通过数字式或模拟式的输入输出来对槟榔自动切割机进行的生产活动进行有效控制，对于槟榔自动切割机来说，PLC控制器的程序内容包括主程序和初始化子程序两种形式，主程序指的是在执行后调用单周期，或者是对程序进行循环控制的主要构成，能够促使槟榔切割机实现自动化运行；初始化子程序主要是用于初始化系统的参数运算、对照等，根据实际情况对数据进行有效清除，为了达到循环操作目的需要该程序将清除的数据进行有效复位，从而达到启动送料气缸，进行槟榔的实际切割等具体自动化工作，切实达到对自动切割机电控系统进行软件设计的目的。