《基于PLC的水果剝皮機控制系統(tǒng)設計》10000字（論文）

i基于PLC的水果剝皮機控制系統(tǒng)設計目錄TOC\o"1-2"\h\u17845水果剝皮機控制系統(tǒng)設計 19093第1章緒論 180941.1研究的背景及意義 1288411.2國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 2234781.3論文的內(nèi)容及要求 313683第二章水果剝皮機的整體設計 5305282.1剝皮方式確定 596612.2剝皮機材料的選擇 5234952.3剝皮機的總體結構方案 623961第3章控制系統(tǒng)硬件設計 9294373.1控制電機選擇 936353.2PLC選型 10262703.3其他硬件選取 1127303第四章PLC軟件系統(tǒng)設計 13215944.1機構動作過程 1373714.2輸入/輸出點的選擇 13158864.3程序設計 1522934.4程序仿真驗證 18218結論 20第1章緒論1.1研究的背景及意義隨著我國的改革和對外開放,中國各族人民的物質(zhì)生活條件正在逐步得到改善和提高，這些提高體現(xiàn)在人們的衣食住行各個方面。就拿食來說，各種各樣的水果，現(xiàn)在人們都能在家的附近買到，無論是北方水果還是南方水果，甚至是國外的水果，超市里面各種過各樣，使人眼花繚亂。在以前這些水果都是季節(jié)性的，只有在對應的季節(jié)人們才能吃到這些水果。怎樣才能在反季節(jié)吃到想吃的水果呢？于是水果罐頭就產(chǎn)生了，人們把水果剝皮后裝到罐子里制成水果罐頭，不管是春夏秋冬都可以吃到想吃的水果。然而給水果剝皮是一個龐大的、費時費力的。工作，我們急需一種水果剝皮機器，這樣水果剝皮機就運應而生。通過研發(fā)水果剝皮控制系統(tǒng)并對其進行設計，將PLC技術應用于水果剝皮機的工作當中，使水果剝皮機的系統(tǒng)更加簡潔?？梢詫⑺麆兤さ臋C械效率提升到另一個高度，減少人工剝皮的工作量，減少了人工剝皮所帶來的高額工資支出，提高水果剝皮效率。同時也趕上了人工剝皮所帶來的衛(wèi)生問題，使衛(wèi)生問題得到解決。水果剝皮機的應用，也可以使企業(yè)擴大企業(yè)規(guī)模，使企業(yè)帶來更多的盈利。1.2國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀1.2.1國外現(xiàn)狀在20世紀20年代，挪威的機械工作者亨利設計了一種水果的去皮裝置。該設備應首先固定和定位水果，露出需要處理的水果表面，然后使用仿行刀具以適應不同的水果形狀和大小。，對水果的表面進行加工。雖然這個裝置能對各個水果進行表皮加工，但是該機器只能一次加工一個水果，加工速度慢效率也很低。在1925年的時候，荷蘭的羅爾夫·波克[1]設計了一種對橘子類水果進行剝皮的裝置。這個剝皮機對亨利研發(fā)的剝皮機有了很大的改進。能夠迅速的去掉橘子的果皮，而且剝出來的果實干凈衛(wèi)生沒有任何污染。這個剝皮器是將橘子上下兩端進行固定并帶動旋轉，擺動的圓形切刀與橘子進行接觸，這樣就可以剝?nèi)ラ僮悠ぃ瓿晒さ姆蛛x。1960年Ralph

Poik[2]和同事設計了一種對柑橘進行剝皮的機器，基本過程：定位，移去莖桿，將柑橘類果皮沿徑向方向分成六瓣，使用剝皮裝置，向上按壓果皮將果肉向外推動，完成整個柑橘皮的剝皮。缺點是它只能處理一個柑橘，效率低。

2004年,CarloAscari[3]等人開發(fā)了一種對柑橘和橙子剝皮的機械。首先放置柑橘類產(chǎn)品,使用帶有尖頭的夾具牢牢的將柑橘產(chǎn)品的蒂和柄緊緊夾持在一起,然后用一個快速旋轉的手柄或刀具沿著柑橘產(chǎn)品的外形方向進行相對運動,這樣便去除其果皮[4]。該裝置實現(xiàn)了單條生產(chǎn)線，顯著的提高了對水果削皮的工作效率。隨著國外科學技術的發(fā)展，越來越多的科學家加入到水果剝皮機的研制當中。有的人使用齒輪和傳動桿件等材料制造出了水果剝皮機[5]。就在同一時間段，又有科學家首次將計算機系統(tǒng)應用到水果剝皮機當中，水果剝皮的效率有了很大的提升。20世紀末的時候，布朗研制出加入液壓部件和直流電動機的水果剝皮機，使得更加全面的對水果剝皮機進行研制，剝皮機的工作效率有了質(zhì)的飛躍。1.2.2國內(nèi)現(xiàn)狀在我國，自1990年代以來，我國的罐頭公司加入相關研發(fā)部門，積極引進日本和瑞士先進的水果剝皮機，根據(jù)他們的結構原理，進行了仿制與創(chuàng)新，研制自己的水果剝皮機以及剝皮機上其它的相關設備。

1992年，經(jīng)過不斷的努力，四川省農(nóng)業(yè)機械研究所董煥然[6]和他的團隊們，也研發(fā)出一款適用于對桔子進行剝皮的剝皮機，該機器主要由劃皮室、剝皮輥、水果輸送帶和其他扶助輸送機構四大部分組成。他的工作過程是先將桔子熱處理，在輸送到劃皮室進行劃皮處理，經(jīng)過一對相對運動的剝皮輥，通過扶助運輸機構帶動桔子在剝皮滾上向前滾動，剝皮滾將果皮剝離下來。在現(xiàn)在的市場上，有許多各種各樣類型的水果剝皮機。但一般都是家用的手搖式剝皮機，如圖1-1。即通過人手動搖動搖桿來完成對水果的削皮。該削皮器不僅需要大量的人為工作，而且由于速度的差異，剝皮的厚度也會不均勻。也不能根據(jù)水果的個頭來調(diào)節(jié)水果與刀片間的距離。且這種手搖式削皮機也不適用于大型食品加工廠，剝皮效率十分的低。圖1-1手搖削皮機我國市場上還存在一種對柿子進行削皮的機器，如圖1-2.他跟手搖式單果削皮機類似。不同之處是將手搖的地方加裝了一個電動機，通過腳對踏板的踩踏來控制電動機的旋轉，從而帶動柿子的旋轉，刀具則需要通過人來控制。他的優(yōu)點是提高了水果削皮的速度，但也存在著其他的缺點，例如只能對單個柿子進行削皮。圖1-2柿子剝皮機雖然經(jīng)過多年的發(fā)展，但我國的水果剝皮機技術與國外還存在著一定的差距，還有一些不足之處。面對水果剝皮機越來越激烈的競爭，如何研制出一款更高效的剝皮機器，成為人們思考的問題。1.3論文的內(nèi)容及要求1.通過去學校圖書館查閱關于水果剝皮機的相關書籍，了解相關的文獻，也可以去互聯(lián)網(wǎng)上查找相關的期刊，了解自動控制方法及技術路線；

2.進行剝皮機的控制功能設計，實現(xiàn)一次性完成多個硬質(zhì)水果去皮工作；動作過程包括水果位置旋轉、頂出、水果內(nèi)部旋轉、削皮刀旋轉等。

3.完成剝皮機控制的硬件設備選擇，編制控制程序。4.對程序進行仿真驗證，驗證正確性。

第二章水果剝皮機的整體設計2.1剝皮方式確定①機械去皮利用機械原理對水果進行剝皮的剝皮機是由PLC進行控制的。能夠完成運果、頂果(固定)、削皮、退果等多個動作。削皮刀可以根據(jù)水果外形的變化，來完成對削皮厚度的自我調(diào)節(jié)，因此具有去皮果損小、果實利用率高的特點。與此同時，采用機械去皮的方法，可以減少大量的人工，提高水果剝皮的效率，改善人工剝皮所遇到的衛(wèi)生問題。②真空去皮首先將選取好的水果放入機器中進行加熱處理，達到一定溫度后使果實與果皮分開。緊接著將水果送入到具有一定真空度的真空室中，經(jīng)過一些特殊的步驟處理，讓果皮下的果肉與果皮有了較小的間隙，這樣就可以使果皮與果肉容易分離開。下一步就是打開真空室，釋放出真空與大氣壓一致，接著我們通過沖洗或搖動來剝落果皮。用此方法給水果去皮，雖然能保證果實的干凈衛(wèi)生，但是此方法只能適用于西紅柿和桃子等水果。對于去除其他水果的皮來說不太適用。經(jīng)過以上兩種去皮方式的對比，以及對其他水果的適用度和生產(chǎn)成本的一系列考慮，選擇機械去皮方式要優(yōu)于真空去皮，且此方法更適用于工廠內(nèi)加工水果罐頭。2.2剝皮機材料的選擇2.2.1鐵制材料相信大家都知道，一般的大型機器都是由鐵制品制成的。這是因為鐵具有良好的延展性，可以制造出各種各樣的形狀，非常適用于制作各種各樣的機器和工具。此外，鐵的價格相對于其他金屬來說，具有價格低的特點，和其他貴重的金屬來比也十分適用于制造機器。但是鐵還有一些缺點，就是它的易腐蝕性。只要鐵上沾到水，只需經(jīng)過一兩天的時間鐵就會變腐蝕生銹，而在對水果的剝皮過程中肯定容易沾到水分，這樣就會引起鐵的生銹，引起水果剝皮機的損壞，同時鐵的銹跡也會影響到水果的干凈衛(wèi)生程度，所以鐵制品不適用于水果剝皮機的制造。2.2.2耐腐蝕材料市面上有許多的耐腐蝕材料，比如說鋁和不銹鋼。這些金屬都有良好的耐腐蝕性，因此往往適用于一些具有腐蝕性的工作環(huán)境當中。而隨著他們材料中碳含量的減少，他等耐腐蝕性也越來越高，而一些水果往往具有酸性，因此采用耐腐蝕的材料來制作水果剝皮機是一個不錯的選擇。經(jīng)過鐵質(zhì)材料和耐腐蝕材料的對比，我們便容易的得出一個結論，當我們制作水果剝皮機要選擇耐腐蝕的材料。而這些被剝皮的水果往往會制成食用品，因此在選擇耐腐蝕材料時，我們會往往選擇食用級的材料————304不繡鋼。2.2.3剝皮機的工作流程我設計的剝皮機運果方式是轉盤式的，首先通過工人將需要剝皮的水果放在轉盤上面，接著完成以下步驟。啟動水果剝皮機的開關，運輸水果的轉盤會通過電動機的旋轉，將水果運輸?shù)较鄳奈恢?。固定果實的兩個杠桿會通過液壓缸的工作，將蘋果上下兩端固定，并運輸?shù)剿毒咚鄬奈恢?。水果剝皮機機身上有感應器，感應固定果的桿上是否有水果？沒有水果，削皮刀就不會工作。當感應器感應到有水果時，固定水果的桿將帶著水果自轉。PLC控制到下一命令，將削皮刀頂出到水果的上端，，按照水果的外形進行削皮，削皮的多少可以根據(jù)液壓缸的伸出多少進行調(diào)節(jié)。當水果削皮完成后，刀具回收，固定果實的桿也停止自轉，刀具到原點。固定水果的兩個桿回收，剛削完皮的水果放置到運果盤上。2.3剝皮機的總體結構方案2.3.1運輸方式（1）輸送帶式輸送帶[7]是目前運輸方式中最常見的運輸方式之一，皮帶輸送廣泛用于農(nóng)牧業(yè)、食品加工行業(yè)和快遞運輸當中，人們通常用它來運送一些不易滑動的物體，比如快遞行業(yè)中的紙箱等。此外,輸送帶的組成也不復雜，主需要一個電機、兩個滾輪、一條皮帶組成，結構十分簡單。輸送帶使用起來非常方便，因其結構簡單，所以當它損壞時也易于維修，它的使用年限也較其他精密運輸設備長，節(jié)省了大量的維修成本，非常適合資金不富裕的中小型企業(yè)。如果采用輸送帶式首先不能保證各個水果間的安排距離，不能使水果精準無誤的放置到水果刀下。（2）轉盤式采用轉盤式輸送物品也是日常運輸方式當中的一個，在轉盤上還按照圓形等間距的打12個洞，這些洞是用來放置水果的，主要起到固定水果的作用。通過轉盤轉動一定的角度，液壓缸帶動頂果桿件，通過轉盤可以精準的將水果放置到每個水果刀下，而固定果時所用的兩個桿件，也可以通過孔將水果進行固定。除此之外，運輸水果的轉盤由304不銹鋼制成，與運輸帶式相比不易損壞、使用周期較長、衛(wèi)生環(huán)境也優(yōu)于輸送帶式。（3）運果方案的確定上述兩種運輸方式是在日常生活中經(jīng)常被使用到的，我們通過比較上述運輸果實的兩種方式，無論從使用年限還是維修情況、環(huán)境衛(wèi)生等方面，采用轉盤式都要優(yōu)于輸送帶式，最終在我的設計計劃中采用了轉盤式運輸果實。圖2-1運果機構2.3.2頂果機構的設計頂果機構是水果剝皮機四大機構中的其中一個組成部分，只有通過取果并將水果送到相應的位置，才能進行下一步對水果進行削皮處理。我設計的取果機構很簡單，主要有兩個桿件和液壓缸組成。這兩個桿件分別安裝在水果剝皮機的上邊和下邊，他們分別由兩個液壓缸進行控制。當運果機構旋轉到一定角度時，上端的桿件通過液壓缸的活動伸出，一直到桿件到達水果的頂端，并將水果按在轉盤上。緊接著，下端的液壓剛開始工作，將下端的桿件伸出頂?shù)剿南露耍偃缓笊隙说臈U件往上回收下端的桿件往上伸出，直到將水果送到相應的位置，這一系列的動作便完成了頂果整個過程。圖2-2頂果機構2.3.3刀具的設計刀具設計也是一個重要的環(huán)節(jié)，我設計的水果剝皮機刀具主要有轉盤、削皮刀、電動機和液壓缸組成。首先將小小的轉盤安裝在削皮機圓弧狀的機身上，電動機安裝在削皮機的機身內(nèi)，當電動機轉動時也會帶動機身外的圓盤轉動，來完成削皮刀從上往下給水果削皮的動作。機身外的圓盤上連接著小型液壓缸和水果削皮刀。水果刀的伸出和回收則通過圓盤上的小型液壓缸來控制，這樣就可以來控制削水果皮厚薄多少。圖2-3削皮刀2.3.4結構方案在設計完水果剝皮機的幾個主要零部件之后，我設計的剝皮機的總體結構就出來了，如下圖，便是我所設計的水果剝皮機結構方案。圖2-4削皮機三視圖第3章控制系統(tǒng)硬件設計3.1控制電機選擇在對水果削皮機的極大機構完成設計后，就要進行下一步控制電機的的選擇。削皮機的水果定位機構是通過電機帶動旋轉，切削刀具切削過程也是通過電機帶動實現(xiàn)的，主電路主要的功能是：對兩臺控制電機實現(xiàn)正反轉控制。主電路控制圖如下圖所示。圖3-1主電路圖該圖是兩個電機實現(xiàn)正反轉的示意圖，在本設計中需要實現(xiàn)兩個電機的正反轉，這就需要在一個電機的基礎上在串聯(lián)一個相同電機，實現(xiàn)兩電機的正反轉。選擇電動機是一個不可缺少的環(huán)節(jié)，最主要的是他能夠在長時間的是將內(nèi)高負荷的運轉，同時還要具有易于維修、工作安全、性能可靠的特點。選擇電動機的類型時，我們要依據(jù)他獨有的特性來選擇電動機的額定電壓、轉速和容量等。并且要根據(jù)食品加工廠的電壓來選擇與工廠供電電壓相一致的電動機，電動機的速度也要選擇與機械名牌相一致的，否則會改變生產(chǎn)的機械能。除了額定電壓之外，電機的容量也要選擇正確，如果選擇不當，可能會影響到電動機的正常工作和生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，當電機的容量低于生產(chǎn)工作需要的容量時，則不能確保機器的正常工作與應用。電動機有好幾種，綜合上面的一些因素我的設計選擇用三相異步電動機。因為這個電動機具有其他電機無法比擬優(yōu)點，如:當三相異步電動機轉子的轉速和旋轉磁場的轉速存在一定的速度差時，因為兩者轉速的不同，轉子繞組和磁場之間就會產(chǎn)生感生電動勢和電流，當這些電流經(jīng)過磁場時，因磁場的影響就產(chǎn)生電磁轉矩，于是就完成了電能到機械能的轉換工作。此外，三相異步電機還有許多的優(yōu)點，比如說：電動機運行起來比較平穩(wěn)，沒有明顯的延遲和振動現(xiàn)象。與此同時還可以節(jié)約各種材料，控制成本。查閱相關文獻資料以及國內(nèi)外的水果剝皮機的相關說明書后，所以我的設計采用傳動速度為60r/min的傳動軸。綜上所述，選擇電動機型號為GH-32-1500-60-s三項異步電動機為運輸果實轉盤提供動力。選擇電動機型號為60KTYZ系列齒輪減速可控永磁同步電機來為水果削皮刀的轉盤提供動力。表1電動機主要性能參數(shù)型號額定頻率轉速工作電流輸入功率噪音絕緣等級輸出力矩旋轉方向GH-32-1500-6050可調(diào)小于551.5K68E256可調(diào)正反60KTY75060小于551445E0.43.2PLC選型 PLC的選型是本章的重點也是難點，選取一個適合自己設計的PLC是非常重要的。當然，在我們考慮選擇哪個PLC之前，首先要了解清我設計的系統(tǒng)是否選用PLC進行控制。一般來說，在設計控制系統(tǒng)時，邏輯關系越是繁瑣的，過程流程和更改產(chǎn)品的次數(shù)會越高，此外還需要對相應的數(shù)據(jù)進行處理和管理相應信息。當我們要求系統(tǒng)可以順利平穩(wěn)的運行，還能夠?qū)崿F(xiàn)自動化和互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)時，我們就必須要用PLC來完成控制了。目前，國內(nèi)外許多制造商提供功能不同的多個PLC產(chǎn)品系列，所以我們在選用PLC時要適當考量、選取符合系統(tǒng)要求的PLC才能達到節(jié)約成本的要求。選擇模型的主要原因還是要滿足系統(tǒng)的各種功能，而不是對所有事物都盲目貪婪，以免造成不必要的浪費。PLC型號可以考慮從以下幾個選擇：西門子s7系列PLC西門子PLC是一種非常成熟的產(chǎn)品，已經(jīng)在我國得到使用，并在礦產(chǎn)業(yè)，醫(yī)學，印刷等范圍得到了普遍的運用。根據(jù)水果剝皮機控制系統(tǒng)的要求，選用的PLC必須具有4個輸入，11個輸出的i/o端口，并且現(xiàn)有的端口數(shù)量要比所需的i/o端口數(shù)量多20%到30%。根據(jù)這個需求，現(xiàn)有的西門子s7系列全部滿足要求?？紤]到投資成本避免浪費、PLC體積大小以及維修難易的問題，在這里我們可以選用西門子的s7-200，s7-200型PLC是西門子旗下的一款控制器，它的運算速度非?？?，幾乎沒有延遲時間，它也具有體積小、安裝方便、工作可靠，通訊能力強，功能全面，穩(wěn)定性更高的特點，適合水果剝皮機控制系統(tǒng)的使用。此外，根據(jù)結構的不同，PLC可以分為整體式、組合式和疊裝式。在這里我們選用組合式的PLC，因為當它們其中一個部分損壞時，我們能夠在市場上隨意的買到，對損壞處進行更換，不是換掉整個PLC，節(jié)約了成本。三菱FR系列PLC在我國的PLC市場上，除了上方所說的西門子PLC外，三菱的PLC也在我國被廣泛應用，在我國常見的有以下這些類型：FR-FX1N、FR-FX1S、FR-FX2N、FR-FX3U、FR-FX2NC等。根據(jù)i/o端口的需求，在這里我們可以選擇三菱FR-FX2N系列的PLC，F(xiàn)X2N系列提供了微型化，高速，高性能以及與FX系列最好的超緊湊編程硬件的所有便利設施。除了16-25點獨立輸入目標外，它還可用于多個核心組件之間的互連，模擬控制，定位控制等。同上述西門子PLC一樣，三菱PLC結構分整體式和組合式兩種結構，在這里我們選擇組合式，優(yōu)點同上。上述兩款PLC都能滿足控制系統(tǒng)的需要，但我們要選擇兩者中最優(yōu)的一項，三菱PLC編程學起來非常簡單，適合新手從零開始學習。西門子PLC的指令學起來比較籠統(tǒng)，學習周期長，但是西門子PLC在輸出輸入程序這塊十分簡單便利。與三菱PLC相比，西門子PLC在通信信息管理這方面做得不錯，信息搜集設備價錢也十分實惠，而三菱PLC的信息搜集與輸出設備價錢高昂，此外西門子PLC在信息通信方面較強，程序復雜度較低，三菱PLC在這些方面功能就比較弱[8]。因此，在選用PLC上我們選擇西門子的PLC。3.3其他硬件選取1.頂果位移檢測器在對水果削皮過程中，需要先將水果頂?shù)降侗P的位置，才能對水果進行削皮。那么如何能夠精準無誤的將水果送到刀盤處，這里便需要一個位移檢測元件。自己查找了兩種位移傳感器，現(xiàn)對它們進行對比。①拉線式位移傳感器SM-M電纜位移傳感器[9]可以將機械位移轉換為線性比例且可測量的電信號。當頂果桿件產(chǎn)生位移時，拉動與其相連接的傳感器繩索，繩索帶動傳感器傳動機構與編碼器同步轉動；到達一定數(shù)值時，停止移動。該傳感器具有體積小，密封性好，測量行程長，結構緊湊，壽命長，安裝空間尺寸小等優(yōu)點，但只能安裝在外部。

②磁致伸縮位移傳感器磁致收縮位移傳感器[10]利用磁致收縮原理，通過兩個不同磁場的相互作用而產(chǎn)生的應力和脈沖信號，從而精確地測量位置。測量過程是在傳感器的電子腔中產(chǎn)生電流脈沖，并且電流脈沖在波導中傳輸，從而在波導外部產(chǎn)生磁場。并且，當磁場與由封裝在波導上的移動磁場環(huán)所產(chǎn)生的磁場相交，由于磁致收縮的影響而發(fā)生位置變化時，在波導中可以產(chǎn)生機械波應力脈沖信號。這個機械波脈沖信號以一定的聲速傳播，并被電子腔室迅速檢測到。該傳感器特點是精度準確、性能穩(wěn)定、可靠性好，可以在內(nèi)部沒有接觸的情況下進行測量。兩者通過對比，最終選擇磁致式，因其可在內(nèi)部非接觸式測量，安裝在液壓缸中，可節(jié)省體積，結構較拉線式簡單。2.水果檢測器水果檢測器也是剝皮機中重要的一個組成部分，它的任務是檢測頂果桿件上有無水果，當檢測到水果時，則執(zhí)行下一命令對水果進行剝皮，反之削皮刀無動作。對物品檢測的傳感器主要有光敏、超聲波等。①超聲波傳感器常用的超聲波傳感器[11]由壓電晶片組成，它能夠向外界發(fā)射超聲波，同時也能夠?qū)β暡ㄟM行回收。一些低功率探頭多被人們當作探測工具使用，它是能夠?qū)⑻綔y器聲波信號轉換成電信號的傳感器。超聲波是振動頻率大約在2000赫茲的機械波，它具有穿透力強、傳播較遠，幾乎沒有衍射現(xiàn)象，它還具有方向性好的優(yōu)點，當遇到其他物品的阻擋時會產(chǎn)生往回反射的回波，從而檢測有無物品。被應用在農(nóng)業(yè)、軍事、醫(yī)學等方面，同時它也具有盲區(qū)大，分辨率低，響應慢、價格貴的缺點。②光敏傳感器光傳感器是利用光敏元件將光信號轉換為電信號的傳感器，是一款性能非常良好色傳感器，在眾多領域都有它的應用，比如電視遙控器、照相機、攝像頭等。我們不僅可以用光傳感器來檢測光，還可以把它作為檢測器元件來使用，可以將其組合成其他傳感器用來檢測許多非電量。它具有靈敏度高、檢測距離遠，響應時間短的優(yōu)點，缺點是容易受環(huán)境溫度的影響。通過對上述超聲波、光敏傳感器的一一對比，經(jīng)過自己的深思熟慮考慮，最終決定選擇光敏傳感器來作為水果檢測器，因其性能更加的優(yōu)異。第四章PLC軟件系統(tǒng)設計4.1機構動作過程本次設計的剝皮機運動過程可以分為5個階段，分別為：1.打開開啟開關，旋轉工位。2.先通過一個氣缸把水果頂上去。3.削皮刀通過旋轉給水果實現(xiàn)剝皮。4.在削皮完成以后，氣缸斷開。5.運輸水果的轉盤繼續(xù)旋轉到下一工位。在這個削皮的過程當中，有兩個角度，其中一個60°是根據(jù)果實運輸盤上的洞所決定的(一個孔上放一個水果)，12個孔則旋轉60°。當水果得的轉盤洞口數(shù)改為6時，轉盤則每次旋轉120°，度數(shù)可以自我的調(diào)節(jié)；另一個角度是135°，這個度數(shù)指的是水果削皮刀從上往下削過的度數(shù)，因為上下兩端需要取果桿的頂出固定，占據(jù)一部分空間。根據(jù)需要，這個度數(shù)也可以設計成140°、150°或者是160°等，只要預留一點空間，不是180°就好，防止削皮刀工作時與取果桿的碰撞。4.2輸入/輸出點的選擇我們在選擇plc時，會存在一個誤區(qū)，即選擇越多的i/o點數(shù)的plc越好，但是過度的選擇點數(shù)多的PLC機型并不能達到節(jié)約成本的目的。首先我們要知道設計的水果剝皮機控制系統(tǒng)需要多少個i/o點數(shù)，再按剝皮機系統(tǒng)所需的總點數(shù)，多留出大約15％的i/o點數(shù)（這樣做的目的是如果以后對系統(tǒng)進行升級，則不需要更換PLC，節(jié)約成本），最終確定所需plc的點數(shù)。根據(jù)上邊的水果剝皮過程原理圖，我們可以將i/o端口分為輸入輸出兩大部分。首先說輸入部分:有開始、停止兩個信號輸入端口，還有柿子檢測1和柿子檢測2信號輸入端口，一共四個信號輸入。在看輸出信號這邊:運輸水果轉盤步進脈沖信號、轉盤步進方向信號、頂柿子氣缸信號、固定水果桿件旋轉電機一號和旋轉電機二號、削皮推刀1號、削皮推刀2號、削皮旋轉1號脈沖信號、削皮旋轉1號方向信號、削皮旋轉2號脈沖信號和削皮旋轉2號方向信號，共計11個輸出信號。1.對i/o響應時間的選擇plc中i/o響應時間主要包括三個方面，分別是：輸入、輸出中存在的延遲和掃描工作中存在的時間延遲等。一般用開關控制的系統(tǒng)，plc和i/o響應時間是都可以完成工作要求的，i/o響應問題可以忽略不計，本設計是對水果剝皮，i/o響應時間的多少對本設計無影響。2、分配輸入/輸出點在一般情況下輸入點和輸入信號、輸出點和輸出控制都是相互對應的。分配后，根據(jù)系統(tǒng)配置的通道和引腳號分配每個輸入和輸出信號。在一些特殊的情況下，也存在著兩個信號使用同個輸入點的，當我們在接入輸入點時，我們要按邏輯關系把線接好，然后再接入到輸入點。怎樣才能合理的分配各個輸入/輸出點，就要完成一下兩點的工作:(1)確定i/o通道范圍不同型號的plc，它的輸入/輸出是不一樣的，我們要根據(jù)系統(tǒng)所需的plc型號，查閱相關的書籍，例如編程手冊，不能隨意選取，必須參考相關操作手冊。(2)內(nèi)部輔助繼電器plc內(nèi)部的輔助繼電器是不會對外輸出，它不能將外部的各個器件連接起來，它的作用是控制其他繼電器、定時器/計數(shù)器，作數(shù)據(jù)存儲或數(shù)據(jù)處理時用。從功能上來說，內(nèi)部輔助繼電器和傳統(tǒng)電控柜中的中間繼電器作用是一樣的[12]。我們要根據(jù)水果剝皮機控制系統(tǒng)的程序，將內(nèi)部輔助繼電器安放在合適的位置，還要將在程序中應用的內(nèi)部輔助繼電器的作用標注出來，避免多次使用。根據(jù)自己設計的水果剝皮機要求及所選PLC型號，現(xiàn)對水果剝皮機控制系統(tǒng)的4個輸入信號，11個輸出信號進行i/o端口的分配工作。先對輸入信號進行i/o端口的分配，將剝皮機的啟動開關接入i0.6端口、停止開關接入i0.7端口、柿子檢測1傳感器接入i1.0端口、柿子檢測2傳感器接入i1.1端口。接著我們對11個輸出信號進行i/o端口的分配，水果轉盤步進脈沖輸出信號接到Q0.0端口、水果轉盤步進方向信號接到Q0.2端口、頂柿子氣缸接到Q0.4端口、固定水果桿件旋轉電機1號接到Q0.5端口、固定水果桿件旋轉電機2號接到Q0.6端口、削皮旋轉1號脈沖接到Q0.1端口、削皮旋轉1號方向接到Q0.7端口、削皮旋轉2號脈沖接到Q0.3端口、削皮旋轉2號方向接到Q1.0端口、削皮推刀1號接Q1.1端口、削皮推刀2號接Q1.2端口。I