322 櫻桃西紅柿分揀機控制系統(tǒng)設計
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櫻桃番茄分揀機控制系統(tǒng)的設計,,,指導老師：劉仲壽
班 級：機制051
姓 名：王繼理,www.1ppt.com,,前言,櫻桃番茄是一種熱帶作物，鮮紅碧透，味清甜，無核，口感好，營養(yǎng)價值極高。伴隨著人們生活水平的提高，其消費量逐漸增加 。
在不斷增長的市場需求刺激下，我國的櫻桃西紅柿產(chǎn)業(yè)正快速發(fā)展，目前已經(jīng)形成一定規(guī)模。并且伴隨著國際市場的需求增大，作為一種高檔蔬菜的櫻桃番茄將會有一個長足的發(fā)展。
為了提高櫻桃西紅柿的出產(chǎn)效率，并且使櫻桃番茄規(guī)格劃分更加準確，效率更高，需要設計一種自動的等級分揀機。
在該自動分揀機的幫助下，櫻桃番茄可以在更嚴格的分級標準下，快速準確的分出等級，對產(chǎn)品的質(zhì)量有更明確的保證，增加勞動生產(chǎn)率，提高產(chǎn)品的市場競爭力。,,www.1ppt.com,目錄,,,,,,,功能描述,,電控設計,系統(tǒng)PLC選擇,結(jié)束語,www.1ppt.com,功能描述,一、分揀機介紹,對于自動分揀系統(tǒng)，首先必須實現(xiàn)以下基本條件：
1、分揀誤差率極低。因此要求系統(tǒng)擁有很高的穩(wěn)定性，以及對產(chǎn)品信息采集要有較高的準確性。
2、能夠持續(xù)工作。采用大生產(chǎn)中使用的流水線自動作業(yè)方式，自動分揀系統(tǒng)不受氣候、時間、人的體力等的限制，可以連續(xù)運行。同樣要求控制系統(tǒng)有極高的穩(wěn)定性。
3、自動化生產(chǎn)。建立自動分揀系統(tǒng)的目的之一就是為了減少人員的使用，減輕 人員的勞動強度，提高人員的使用效率，基本實現(xiàn)無人化作業(yè)。,www.1ppt.com,功能描述,二、功能實現(xiàn),,現(xiàn)將櫻桃番茄按照其尺寸及色澤分為規(guī)格一和規(guī)格二兩種。
產(chǎn)品經(jīng)送料系統(tǒng)送入排隊系統(tǒng)，在此等待，并依次經(jīng)過光耦。光耦在傳送系統(tǒng)配合下，采集每個櫻桃番茄的信息，并且將該信息送入PC機的采集卡。PC機將光耦采集的信息進行分析，并根據(jù)預裝的程序判斷該產(chǎn)品屬于規(guī)格一或者規(guī)格二。判斷完成后，根據(jù)結(jié)果向每種規(guī)格所對應的繼電器發(fā)出信號。并轉(zhuǎn)換成指令送入PLC。
PLC根據(jù)程序設計，在收到產(chǎn)品的規(guī)格指令后，經(jīng)過一定時間延遲，打開規(guī)格一或者規(guī)格二出料口的電磁閥，產(chǎn)品在空氣壓縮機的氣壓作用下出料，將不同規(guī)格的產(chǎn)品經(jīng)不同出料口送出分揀機，分揀任務完成。,www.1ppt.com,功能描述,三、排隊部分,,使產(chǎn)品可以依次經(jīng)過光耦進入輸送部分,排隊輸送機構(gòu)采取電機帶動。電機軸上功率P=0.06KW。要求電機效率高，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振動小、質(zhì)量輕，故選用90YYJT90型齒輪減速電子調(diào)速電動機，額定功率0.09kW，頻率50Hz，電壓200V，輸出轉(zhuǎn)速1-500r/min(任意選擇)。
選用浙江佳雪微特電機集團生產(chǎn)的 90YYJT90-3。該產(chǎn)品具有高精度、低噪聲等優(yōu)點，并且擁有良好的加工工藝，整體適應性良好。
與電機相適配的是浙江微特電機生產(chǎn)的SC-A電子無級速度控制器。該產(chǎn)品采用PD比例調(diào)節(jié)器，電流負反饋技術(shù)，實現(xiàn)恒力矩無級調(diào)速，具有運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，起動迅速，控制精度高等特點。,www.1ppt.com,功能描述,四、輸送部分,,產(chǎn)品經(jīng)過光耦后，經(jīng)由輸送系統(tǒng)送到出料口,電機功率P=0.65KW。選擇由上海銳進電機公司生產(chǎn)的MBL07-Y0.75-C5（一級齒輪減速，減速比為1：5）。
該電機主要由壓緊的主動輪裝置、摩檫傳動機構(gòu)、調(diào)速控制機構(gòu)組成，并具有以下的特點：
（1）.高強度：在加沖擊負栽或機器逆轉(zhuǎn)時，本機性能可靠，能精確轉(zhuǎn)動，無后坐力。
（2）.變速范圍大：變速比均為1：5，即輸出轉(zhuǎn)速可在1：45至1：7.25之間任意變化。
（3）.調(diào)速精度高：調(diào)速精度為1--0.5轉(zhuǎn)。 （4）.性能穩(wěn)定：本機的傳動部件都經(jīng)過特殊的熱處理，精密度加工摩檫部位，潤滑良好，運行平穩(wěn)、噪音低、壽命長。,www.1ppt.com,功能描述,五、視覺系統(tǒng),視覺系統(tǒng)主要包括光耦、采集卡、攝像燈、攝像頭等，主要完成對產(chǎn)品信息的采集功能。,作為產(chǎn)品等級劃分的指令輸出部分，采集卡及采集燈需要穩(wěn)定的電源供應，以滿足系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求，來保證產(chǎn)品規(guī)格劃分的可靠性。
選用德力西公司生產(chǎn)的SA-350-24型號交直流轉(zhuǎn)換器。
SA-350-24轉(zhuǎn)換器采用薄膜量程電阻器，能夠提供非比尋常的轉(zhuǎn)換準確度，其總不確定度低達±2%，并且能夠提供較寬的電壓范圍和寬頻率范圍。該轉(zhuǎn)換器擁有良好的溫度穩(wěn)定性和快速的穩(wěn)定時間。,www.1ppt.com,電控設計,一、輸入部分,產(chǎn)品信息由光耦采集PC分析后，給出兩種規(guī)格結(jié)果并輸入給PLC。由于采集卡給出信號為弱電輸入，不足以作為指令信號輸送給PLC，因此這里需要兩個繼電器進行調(diào)節(jié)。
需要直流控直流繼電器作為PLC指令的輸入，負載電流為5A左右，因此選用2個美格爾公司的JGX-1 D10型號固態(tài)繼電器。
美格爾公司生產(chǎn)的JGX型固態(tài)繼電器，是一種性能優(yōu)良的新型無觸點電子開關(guān)。其輸入端僅要求很小的控制電流，能與各集成電路較好地兼容；而輸出回路則采用可控硅或大功率晶體管接通和斷開負載電流。輸入和輸出之間采用光電耦合，通斷沒有可動接觸部件，因此具有工作可靠、開關(guān)速度快、無噪音、壽命長、體積小、耐蝕防爆抗震等特點。,www.1ppt.com,電控設計,二、輸出部分,系統(tǒng)的進料、出料部分由PLC發(fā)出指令，控制電磁閥完成。
櫻桃番茄的重量一般為10g-20g，因此流量 Cv : 0.18即可滿足需要。選用MAC公司的MAC 35A ACA DDAA-1BA型號電磁閥。
其主要特點： 1，平衡式閥門設計，反應時間不受壓力變化影響； 2，閥芯防卡死保護設計，避免電線圈燒毀； 3，電線圈吸力大，確保動作快速，精確，每分鐘精確作動速度最高可達14000次以上?！?4，自動補償磨損，增長閥門的使用壽命； 5，電線圈與空氣隔離，增長線圈的壽命。,www.1ppt.com,電控設計,三、控制面板,系統(tǒng)共設置總行、送料、輸送、手/自動轉(zhuǎn)換四個控制按鈕。
輸送電機為三相交流電機，所需繼電器負載電壓為24V，負載電流為40A。選用美格爾電子電器公司生產(chǎn)的JGX-3 380D40三相交流固態(tài)繼電器。
排隊電機為單相電機，所需繼電器的負載電壓為24V,負載電流為10A，因此選用美格爾公司的JGX-1 D4810交流固態(tài)繼電器。,www.1ppt.com,電控設計,設計系統(tǒng)供電電壓為220，電流10A左右，選用江陰長江電器公司的LA38-11型號開關(guān)。
該開關(guān)適用于交流50Hz（或60Hz），電壓380V及以下，直流電壓220V及以下的電磁起動器、接觸器、繼電器及其它電氣線路中作遙遠控制之用 。
壽命指標： 按鈕：機械壽命：100×104次 電壽命：50×104次 旋鈕：機械壽命：20×104次 電壽命：10×104次 電壽命：10×104次
信號燈，選擇江陰長江電器公司的AD11-22/21（AC/DC24V）信號燈，該信號燈適用于電訊、電器等設備的線路中作指示信號、預告信號、事故信號及其它指示用信號，它采用LED作光源，具有壽命長、可靠性高、耐振動等優(yōu)點，是原鎢絲和氖泡信號燈的最佳更新?lián)Q代產(chǎn)品 。,www.1ppt.com,PLC選擇,PLC簡介,國際電工委員會（IEC）制定了PLC的標準，并給出了它的定義。
：可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應用而設計，它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部儲存執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)和算術(shù)運算等才操作，并通過數(shù)字式，模擬式的輸入與輸出，控制各類的機械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充功能的原則設計。,具有體積小，功能強，程序設計簡單，靈活通用，維護方便等優(yōu)點，特別是高可靠性和較強的適應惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，使其在一般的工業(yè)自動化系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。,www.1ppt.com,根據(jù)分揀機功能要求，并考慮到成本等，整體集中式小型的PLC就可以滿足系統(tǒng)使用要求。因此選用西門子S7-200型號的PLC，CPU224.
該PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價格比。
S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面：
--------* 極高的可靠性
--------* 極豐富的指令集
--------* 易于掌握
--------* 便捷的操作
--------* 豐富的內(nèi)置集成功能
--------* 實時特性
--------* 強勁的通訊能力
--------* 豐富的擴展模塊,PLC選擇,www.1ppt.com,結(jié)束語
本控制系統(tǒng)設計完成后，經(jīng)過安裝、檢測，實際使用表明，能夠可靠、快速的完成產(chǎn)品的分揀任務。并且該控制系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，操作簡便，經(jīng)濟實用且靈活性強，可以應用于其他類似的分揀機構(gòu)中。
但是該控制系統(tǒng)也存在著很多不足，目前的生產(chǎn)效率為3個/秒，還有待提高。希望各位老師提出更多的不足之處，我一定盡快改正！,Thank You!,
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