基于PLC的新型太陽能煙葉晾曬裝置設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2019-08-25 來源: 幽默笑話 點(diǎn)擊:
摘要 采用運(yùn)動(dòng)可靠穩(wěn)定的PLC作為控制核心設(shè)計(jì)了一種新型太陽能煙葉晾曬裝置,該裝置所需能源由太陽能電池板進(jìn)行轉(zhuǎn)換提供,通過濕敏傳感器檢測(cè)雨水信號(hào),以PLC為控制核心,利用觸摸屏實(shí)現(xiàn)操作,通過智能化控制可方便地實(shí)現(xiàn)在無人的情況下對(duì)煙葉進(jìn)行晾曬和收集。該裝置設(shè)計(jì)合理,工作可靠穩(wěn)定,特別是在農(nóng)村市場(chǎng)具有極高的推廣價(jià)值。
關(guān)鍵詞 PLC;觸摸屏;太陽能電池;雨水探測(cè)器
中圖分類號(hào) S214 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611(2016)23-240-02
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異,多功能環(huán)保產(chǎn)品在人們生活中出現(xiàn)的頻率越來越高。對(duì)于北方農(nóng)村煙農(nóng)來說,創(chuàng)新型產(chǎn)品的出現(xiàn)不僅可以提高產(chǎn)品質(zhì)量,而且可以大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高生活質(zhì)量。有研究表明,加大晾曬煙葉在配方中的應(yīng)用可以降低焦油殘余危害,提高煙葉香氣質(zhì)量[1];烤制過程增加晾曬環(huán)節(jié)可以很好地提高煙葉濃度和甜潤(rùn)感[2]。煙葉采摘季節(jié)正值雨季,且煙葉水分大,若不及時(shí)晾曬很容易造成腐爛,從而嚴(yán)重影響煙葉烤后質(zhì)量;而采摘煙葉需要大量的人力,勞動(dòng)強(qiáng)度大,因而往往無法及時(shí)晾曬煙葉,從而造成不必要的損失;诖,筆者在走訪調(diào)研的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種基于PLC控制的自動(dòng)晾曬煙葉裝置,以期實(shí)現(xiàn)煙葉在無人值守下自動(dòng)晾曬,避免煙葉腐爛,保障煙葉質(zhì)量,降低煙農(nóng)勞動(dòng)強(qiáng)度。
1 整體結(jié)構(gòu)原理
1.1 主要結(jié)構(gòu)
該裝置的主要結(jié)構(gòu)由太陽能電池板、蓄電池、雨水探測(cè)器、觸摸屏、PLC、各種運(yùn)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)以及防雨罩、遮雨布等組成(圖1)。
1.2 工作原理
該設(shè)計(jì)采用了轉(zhuǎn)動(dòng)、齒輪齒條傳動(dòng)、直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)等形式。采用運(yùn)動(dòng)可靠穩(wěn)定的PLC作為控制核心進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)[3]。該裝置所需能源由太陽能電池板進(jìn)行轉(zhuǎn)換提供,通過濕敏傳感器檢測(cè)雨水信號(hào),以PLC為控制核心,利用觸摸屏實(shí)現(xiàn)操作,通過智能化控制方便地實(shí)現(xiàn)在無人的情況下對(duì)煙葉的晾曬和收集。人機(jī)界面設(shè)有手動(dòng)界面和自動(dòng)界面,手動(dòng)界面設(shè)有晾曬左右展開按鈕、前后展開按鈕、遮雨布上下運(yùn)動(dòng)按鈕以及相應(yīng)的指示燈,能夠?qū)崿F(xiàn)單獨(dú)的操作;自動(dòng)界面設(shè)有“自動(dòng)晾曬”和“自動(dòng)收起”2個(gè)按鈕,可實(shí)現(xiàn)下雨時(shí)自動(dòng)收起煙葉、雨停后自動(dòng)晾曬煙葉。正常工作中有雨滴時(shí),雨水探測(cè)器檢測(cè)到的信號(hào)傳入PLC控制器中,通過程序運(yùn)行,發(fā)出電機(jī)動(dòng)作指令,使相應(yīng)的電磁閥得電,從而實(shí)現(xiàn)煙葉的自動(dòng)收集;雨停后,雨水探測(cè)器未檢查到雨水信號(hào)時(shí),PLC做出動(dòng)作指令,使相應(yīng)電磁閥得電,實(shí)現(xiàn)煙葉的自動(dòng)晾曬?刂七^程流程如圖2所示,試驗(yàn)樣機(jī)局部電機(jī)如圖3所示。
2 控制系統(tǒng)
2.1 硬件設(shè)計(jì)
具體硬件設(shè)計(jì)電路如圖4所示。該控制系統(tǒng)選用三菱FX2N-24MR作為控制核心,太陽能電池板供電,輸入口X0連接雨水探測(cè)器輸出信號(hào)端,輸出各點(diǎn)采用隔離連接方式,能夠更加方便地實(shí)現(xiàn)調(diào)試,Y0口、Y1口分別接遮雨布上下運(yùn)動(dòng)控制電磁閥,Y2口、Y3口分別接晾曬架左右展開運(yùn)動(dòng)控制電磁閥,Y4口、Y5口分別接晾曬架前后展開運(yùn)動(dòng)控制電磁閥,電磁閥統(tǒng)一選用24VDC線圈。在可達(dá)到控制要求的前提下,選材經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,可降低設(shè)計(jì)成本,同時(shí)也方便設(shè)備的維修和保養(yǎng)。
2.2 軟件設(shè)計(jì)
程序流程如圖5所示。該程序控制過程相對(duì)簡(jiǎn)單,采用了SFC編寫形式,結(jié)構(gòu)清晰,調(diào)試方便。調(diào)試程序根據(jù)控制要求,從整體上來說,分別設(shè)計(jì)了手動(dòng)控制和自動(dòng)控制,圖5中S10為手動(dòng)控制程序段,其中編寫了單步控制時(shí)各個(gè)程序控制單元,如圖5最右邊顯示框所示,可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中6個(gè)電磁閥分別單獨(dú)控制,圖中S11為自動(dòng)控制程序段,自動(dòng)運(yùn)行程序時(shí)又分為自動(dòng)晾曬和自動(dòng)收起2個(gè)控制過程,2個(gè)動(dòng)作過程中均分別包含了晾曬架左右運(yùn)動(dòng)、前后運(yùn)動(dòng)及遮雨布的上下運(yùn)動(dòng)幾個(gè)過程。
3 試驗(yàn)結(jié)果
依據(jù)確定的設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)制作實(shí)物擺放效果如圖6所示,實(shí)物樣機(jī)如圖7所示。實(shí)踐證明,該設(shè)計(jì)采用太陽能充電,實(shí)現(xiàn)了太陽能電池板與蓄電池的正常充電;晾曬架可實(shí)現(xiàn)同時(shí)前后展開,采用雙電機(jī)拖動(dòng),設(shè)計(jì)合理,工作穩(wěn)定;采用昆侖通泰觸摸屏作為人機(jī)界面,界面設(shè)計(jì)更人性化,具有手動(dòng)和自動(dòng)操作界面,使用方便;整個(gè)控制系統(tǒng)以PLC為核心,通過程序?qū)崿F(xiàn)煙葉的自動(dòng)晾曬和收起。
4 小結(jié)
設(shè)計(jì)的這款基于PLC的新型太陽能煙葉晾曬裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):充分利用太陽能,綠色節(jié)能環(huán)保;雨水檢測(cè)靈敏,運(yùn)行平穩(wěn)可靠;利用人機(jī)界面,操作使用方便;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎,值得推廣應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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