基于PLC的茯苓自动去皮机控制系统设计

doi:10.13733/j.jcam.issn.20955553.2022.09.012

摘要/Abstract

摘要： 针对传统茯苓去皮人工劳动强度大、成本高、过程复杂导致去皮效率较低等问题，设计研发基于PLC的茯苓自动去皮机控制系统，完成控制系统的总体设计方案。该设备使用DOP-B07SS441触摸屏进行人机交互界面设计，灵活分配PLC控制系统的I/O地址并对系统的主要软硬件进行分析。以响应速度、运行平稳性、去皮工作效率以及损失率作为评价指标进行试验验证。结果表明：基于PLC的茯苓自动去皮机控制系统响应速度快、运行平稳，误差保持在0.03 s内，去皮损失率为9.92%，满足产地去皮加工要求；与人工去皮相比，简化去皮工序，去皮工作效率提升31.2%。本研究对促进茯苓去皮机智能化发展、提高茯苓去皮工作效率具有重要意义，具有较大的推广应用价值。

关键词: 自动去皮, PLC, 茯苓, 控制系统, 人机交互

Abstract: Aiming at the problems of low efficiency caused by high labor intensity, high cost, and complex process of traditional tuckahoe peeling, the control system of Poria cocos automatic peeling machine based on PLC is designed and developed, and the overall design scheme of the control system is completed. The equipment uses a DOP-B07SS441 touch screen for humancomputer interaction interface design, flexibly assigns the I/O address of the PLC control system, and analyzes the main software and hardware of the system. The response speed, running stability, peeling efficiency, and loss rate were used as the evaluation indexes for experimental verification. The results show that the control system of the Poria cocos automatic peeling machine based on PLC has a fast response speed and stable operation. The error is maintained within 0.03 s, and the peeling loss rate is 9.92%, which meets the requirements of peeling processing in origin. Compared with manual peeling, it simplifies the peeling process and improves the peeling efficiency by 31.2%. This research is of great significance to promote the intelligent development of the Poria peeler and improve the efficiency of the Poria peeler and has great popularization and application value.

Key words: automatic peeling, PLC, Poria cocos, control system, humancomputer interaction

中图分类号:

S226.4

王文杰, 郑志安, 吴敏, 陈兵旗, 张雄楚, 姜大龙, . 基于PLC的茯苓自动去皮机控制系统设计[J]. 中国农机化学报, 2022, 43(9): 88-94.

Wang Wenjie, Zheng Zhian, Wu Min, Chen Bingqi, Zhang Xiongchu, Jiang Dalong. . Design of Poria cocos automatic peeling machine control system based on PLC[J]. Journal of Chinese Agricultural Mechanization, 2022, 43(9): 88-94.

参考文献

［1］　
国家药典委员会. 中华人民共和国药典［M］. 北京: 中国医药科技出版社, 2015.

［2］　
王克勤, 尹旭仁, 黄鹤, 等. 湖北茯苓生产现状及产业化发展对策［J］. 中国现代中药, 2012, 14(12): 24-27.

Wang Keqin, Yin Xuren, Huang He, et al. Production status and industrialization development countermeasures of Poria in Hubei Province ［J］. Modern Chinese Medicine, 2012, 14(12): 24-27.

［3］　
金剑, 钟灿, 谢景, 等. 我国茯苓炮制加工和产品研发现状与展望［J］. 中国现代中药, 2020, 22(9): 1441-1446.

Jin Jian, Zhong Can, Xie Jing, et al. Processing technology and products of Poria cocos in China ［J］. Modern Chinese Medicine, 2020, 22(9): 1441-1446.

［4］　
池秀莲, 杨光, 马帅, 等. 我国茯苓国际贸易研究与问题探析［J］. 中国中药杂志, 2018, 43(1): 191-196.

Chi Xiulian, Yang Guang, Ma Shuai, et al.Analysis of characteristics and problems of international trade of Poria cocos in China ［J］. China Journal of Chinese Materia Medica, 2018, 43(1): 191-196.

［5］　
张平, 郑志安, 赵祖松颖, 等. 基于灰色关联分析的茯苓贸易研究［J］. 北方园艺, 2016(19): 199-203.

［6］　
吴德玲, 金传山, 许风清, 等. 茯苓去皮装置［P］. 中国专利: CN108378384A, 2018-08-10.

［7］　
李跃娟. 一种茯苓切片式去皮装置［P］. 中国专利: CN110624878A, 2019-12-31.

［8］　
杨雪芹, 张二力, 李德丽, 等. 一种茯苓剥皮辅助加工装置［P］. 中国专利: CN109805423B, 2020-05-15.

［9］　
王程阳, 王岩. 全自动打捆机控制系统［J］. 自动化应用, 2014(8): 58-59, 62.

Wang Chengyang, Wang Yan. Automatic binding machine control system ［J］. Automation Application, 2014(8): 58-59, 62.

［10］　
尹成明. 基于PLC实现与台达触摸屏通讯系统研究［J］. 黑龙江科技信息, 2011(18): 99.

［11］　
曾明辉, 谈宏华. 基于PLC的连续氧化过程控制系统设计［J］. 自动化与仪表, 2021, 36(4): 35-39.

Zeng Minghui, Tan Honghua. Design of continuous oxidation process control system based on PLC ［J］. Automation & Instrumentation, 2021, 36(4): 35-39.

［12］　
邢晓熙, 徐澄. 台达PLC与触摸屏在细编穿刺机上的应用［J］. 机械设计与制造工程, 2013, 42(2): 84-85.

Xing Xiaoxi, Xu Cheng. The application of delta PLC and touch screen to fine knitting puncture machine ［J］. Manufacturing Information Engineering of China, 2013, 42(2): 84-85.

［13］　
沈绍敏, 靳璐. 步进电机驱动技术现状及发展［J］. 电子技术与软件工程, 2018(16): 91.

［14］　
Klaiber R G, Baur S, Wolf G, et al. Quality of minimally processed carrots as affected by warm water washing and chlorination ［J］. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2005, 6(3): 351-362.

[1]	王强, 何磊, 周艳, 潘云飞, 宋龙, 宋振帅. 果园枝条粉碎机控制系统发展现状与趋势[J]. 中国农机化学报, 2022, 43(9): 238-244.
[2]	杨亮, 龚进牧, 王辉, 赵一广, 熊本海. 育肥猪精准下料控制系统设计与验证[J]. 中国农机化学报, 2022, 43(7): 26-30.
[3]	韩长杰, 韩鸿飞, 尤佳, 芮雪, 张静, 高杰. 自动移栽机工况信息监测系统设计与试验[J]. 中国农机化学报, 2022, 43(4): 60-65.
[4]	刘华伟, 张萍, 杨晓慧, 邓玉杰, 李柯莹, 张国海. 国内谷物联合收获机割台智能化现状与发展研究[J]. 中国农机化学报, 2022, 43(4): 189-197.
[5]	李瑞, 李宁, 李玉龙, 宋星仪, 寇小希, 王绍金, . 基于PID调节的可连续改变加热速率的加热板控制系统研制[J]. 中国农机化学报, 2022, 43(2): 84-92.
[6]	田志伟, 马伟, 姚森, 杨其长, 段发民. 卧式蔬菜苗嫁接机设计与试验[J]. 中国农机化学报, 2022, 43(11): 32-37.
[7]	翁小祥, 刘静, 奚小波, 张鹏飞, 张琦, 张剑峰, . 基于PLC的食用菌多能互补烘干房控制系统设计[J]. 中国农机化学报, 2021, 42(8): 101-108.
[8]	刘家君;郭辉;吕全贵;李林;. 自走式圆捆机喂入量控制系统设计[J]. 中国农机化学报, 2021, 42(7): 13-18+25.
[9]	夏鼎宽;邓干然;何冯光;郑爽;李玲;覃双眉;. 木薯茎秆粉碎还田机刀片离地间隙控制系统设计与仿真分析[J]. 中国农机化学报, 2021, 42(7): 62-68.
[10]	戴有华;吴丹;金文忻;孙昌权;. 河道黑臭水体原位修复无人船设计[J]. 中国农机化学报, 2021, 42(6): 202-207.
[11]	张蒙;胡周勋;李学强;王荣铭;苏国粱;王相友;. 多工位马铃薯定重装袋机控制系统设计与试验[J]. 中国农机化学报, 2021, 42(5): 87-93.
[12]	张宝峰;陈枭;朱均超;康军;潘威;赵岩;. 基于物联网的水肥一体化系统设计与试验[J]. 中国农机化学报, 2021, 42(3): 98-104.
[13]	Søren Kirkegaard Nielsen, Lars Juhl Munkholm, Mathieu Lamandé, Michael Nørremark, Gareth T.C. Edwards, Ole Green. 播种机精密播种深度控制系统^*[J]. 中国农机化学报, 2021, 42(11): 30-36.
[14]	冯耀宁, 裴亮, 李晔, 陈小兵, 缪友谊, 陈彬. 喷杆喷雾机变量喷雾控制与测试试验台设计^*[J]. 中国农机化学报, 2021, 42(11): 43-49.
[15]	伍龙, 刘念聪, 王艳华, 夏华政, 张雨, 黄浩, . 基于PLC的全自动移栽机取苗喂苗控制系统设计[J]. 中国农机化学报, 2021, 42(10): 87-91.