鸡蛋电子称量分级包装生产线自动控制系统设计与试验.pdf

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1、第33卷2017年第3期2月农业工程学报TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering、,01.33No.3Feb.2017265鸡蛋电子称量分级包装生产线自动控制系统设计与试验王树才1,吴曼琳1,吴闯2(1.华中农业大学工学院,武汉430070;2.东风设计研究院有限公司,武汉430056)摘要:鸡蛋质量分级是鸡蛋生产加工和销售前处理的重要工序之一,为了提高鸡蛋分级的生产效率和准确率,该文研究了一种用于鸡蛋电子称量、分级包装的同步跟踪自动控制系统,由称量部分、分级部分、装盘部分和自动

2、送盘部分组成。利用一种32位嵌入式RISC处理器ARM同时采集多个通道传感器的鸡蛋质量信号并进行处理,将处理后的信息通过并行口送到可编程逻辑控制器PLC的寄存器,PLC对鸡蛋质量进行等级判断。利用限位开关脉冲作为数据传递的触发信号,然后利用编码器产生的高速脉冲实现对鸡蛋运动的位置精确定位,并控制相应的执行元件,配合机械装置的运动,解决了鸡蛋6排称量转单排线后的位置同步跟踪、对应电磁铁的准时动作和复位及分级之后鸡蛋自动装盘的难点,完成质量采集、分级卸料、装盘、送盘等动作,实现对不同质量等级范围鸡蛋的精确分级包装。试验结果表明,该控制系统测量误差在士lg

3、以内的鸡蛋占85.6%,分级准确率达到98%,生产效率为30000枚佑,该研究结果有助于提高鸡蛋分级的生产效率,可为鸡蛋分级技术国产化提供参考。关键词:控制系统;传感器;包装;分级;鸡蛋;同步跟踪doi:10.119750.issn.1002—6819.2017.03.036中图分类号丁$226.5文献标志码:A文章编号:1002—6819(2017)一03—0265—07⋯王树才,吴曼琳,吴闯.鸡蛋电子称量分级包装生产线自动控制系统设计与试验[J].农业工程学报。2017,33(3):265--271.doi:10.119750.issn.1002

4、—6819.2017.03.036http://www.tcsae.orgWangShucai,WuManlin,WuChuang.Designandtestofautomaticcontrolsystemforeggelectronicweighingandgradingpackagingproductionline[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2017,33(3):265—271.(inChinesewithE

5、nglishabstrac0doi:10.11975/j.issn.1002—6819.2017.03.036http://www.tcsae.org0引言目前,发达国家生产的鸡蛋分级包装生产线效率较高【lj。MOBA公司推出的Omnia系列产品,是电脑控制的鸡蛋分级包装机,能对每一枚鸡蛋进行检验处理。Omnia系列机器最低生产效率为30000枚m,而中国市场上主流的鸡蛋称量分级机生产效率为10000-20000枚m[2】。中国禽蛋科研机构和相关企业逐渐认识到禽蛋包装设备的重要性,成功研制出一些中小型禽蛋处理设备,生产效率为5400~20000枚m,

6、如由华中农业大学和深圳市振野蛋品智能设备股份有限公司共同研制的蛋品分级机,禽蛋品质无损检测分级机等,已经批量生产,投放市场[3】。禽蛋分级包装机必须能够实时检测、连续跟踪输送线上的禽蛋的位置,使得输送线上的禽蛋在到达相应等级的分级口时,能够控制落蛋器准确卸下该等级的禽型"】。黄永林等[6。7]利用接近开关和移位寄存器设计了一套同步控制系统实现了水果的准确自动卸果。蔡文【8J和杨春伟[9】将此同步控制系统应用于禽蛋分级,研究了多通道禽蛋动态称量及分级控制系统,生产效率5个/s,动态称量误差在士1.5g之间,准确率达到93%,但是分级之后需要人收稿日期:

7、2016—07.22修订日期:2016—12—16基金项目:公益性行业(农业)科研专项(201303084)。作者简介:王树才,男,湖北安陆人,教授,博导,研究方向:农产品加工技术与设备。武汉,华中农业大学工学院,430070。Emaihwsc01@mail.hzau.edu,cn.工拣蛋装盘,并未实现鸡蛋的全自动化分级包装。本文研究了6排称量单排自动装托分级包装机,采用ARM采样称量,PLC控制执行元件的方法,生产效率为30000枚m,机器运行稳定,不需要人工装盘,可以大幅度减少生产中所需的人力,实现分级、包装一体化。本文主要研究上述系统的质量采集

8、和分级包装自动控制装置,以期为鸡蛋分级技术国产化提供参考。1材料与方法1.1分级包装生产线的机械结构及硬件装

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