本文關鍵詞：全自動菌包生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設計

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【摘要】：中國食用菌產(chǎn)量占到了世界70%,每年3.7億噸的農(nóng)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(zhì)量難以保證,而且效率低下,因此,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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(diào)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(zhì)量高度等品質(zhì),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(diào)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(zhì)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。
【關鍵詞】：食用菌菌包 全自動 生產(chǎn)線 仿真分析
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S646;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題來源及研究目的意義10-11
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 研究目的意義10-11
• 1.2 國內(nèi)食用菌設備的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 國外食用菌設備的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容14-15
• 第2章 全自動菌包生產(chǎn)線總體設計15-25
• 2.1 全自動菌包生產(chǎn)線總體方案15-18
• 2.1.1 生產(chǎn)線工藝及技術要求15-17
• 2.1.2 生產(chǎn)線工作流程17-18
• 2.2 生產(chǎn)線各子系統(tǒng)機械結構18-24
• 2.2.1 自動取袋開袋裝置18-19
• 2.2.2 自動套袋裝置19-20
• 2.2.3 自動打料裝置20-22
• 2.2.4 自動窩口插棍裝置22-23
• 2.2.5 自動裝框裝置23-24
• 2.3 本章小結24-25
• 第3章 打料氣缸速度伺服控制系統(tǒng)的建模仿真25-44
• 3.1 打料汽缸速度伺服控制系統(tǒng)的建模25-39
• 3.1.1 伺服控制系統(tǒng)結構介紹25-26
• 3.1.2 打料氣缸相關數(shù)學模型的建立26-32
• 3.1.3 伺服閥數(shù)學模型32-37
• 3.1.4 打料汽缸速度伺服系統(tǒng)相關參數(shù)的確定37-38
• 3.1.5 打料氣缸速度伺服系統(tǒng)傳遞函數(shù)的確定38-39
• 3.2 打料汽缸速度伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析39-43
• 3.2.1 系統(tǒng)動態(tài)特性分析41
• 3.2.2 系統(tǒng)PID控制仿真分析41-43
• 3.3 本章小結43-44
• 第4章 全自動菌包生產(chǎn)線控制系統(tǒng)軟硬件設計44-63
• 4.1 控制系統(tǒng)總體方案設計44-49
• 4.2 菌包生產(chǎn)線硬件電路設計和氣動回路設計49-54
• 4.2.1 硬件電路設計49-52
• 4.2.2 氣動回路設計52-54
• 4.3 菌包生產(chǎn)線控制系統(tǒng)軟件設計54-59
• 4.3.1 下位機程序編寫54-57
• 4.3.2 上位機程序編寫57-59
• 4.4 打料實驗59-62
• 4.5 本章小結62-63
• 結論63-64
• 參考文獻64-67
• 讀學位期間發(fā)表的學術論文67-68
• 致謝68

【相似文獻】

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本文編號：977290