王 丰

（江西工业职业技术学院，330096，江西南昌）

1 系统整体结构设计

如图1 所示，本系统的主要机构部分为：①初加工饲料传送机构，由传送电机、传送带和机械支撑机构组成，用于传送待压制成型的初加工饲料。②气动推料机构，由推料动作传感器、推料气动电磁阀、推料杆等组成，用于将待加工的饲料推送至压制成型的模具中。③液压成型机构，由液压泵电机、原位检测传感器、落料检测传感器、液压继电器等组成，用于将待加工的不规则农业饲料压制成统一成型的规则农业饲料，以便仓储和运输。④PLC 中央控制机构，选用西门子S7-200型PLC 为核心控制器。此外，系统还设计了工作指示灯、启动按钮、停止按钮等模块，可用于操作系统启停及指示系统的工作状态。

图1 系统整体结构图

2 系统硬件机构设计

2.1 PLC 中央控制机构

中央控制机构采用PLC 为核心硬件，按照饲料自动压制成型的工艺原理编写梯形图程序，实现对饲料传送机构、气动推料机构、液压泵成型机构、工作指示灯、控制开关、各传感器和继电器等装置的统一控制。整个控制的思路为：启动系统—传送机构运送饲料—运送至指定位置—推料杆伸出进行推料—压制成型模具检测到饲料—液压泵电机启动到位并压制饲料成型—液压泵电机返回原位。此后，系统循环执行送料、推料和压制成型作业。根据上述控制流程，编订I/O 地址分配表如下：①输入：I0.0-启动按钮，I0.1-停止按钮，I0.2-液压泵原位检测传感器，I0.3-推料杆动作传感器，I0.4-落料检测传感器，I0.5-液压继电器；②输出：Q0.0-液压泵电机，Q0.1-饲料传送电机，Q0.2-推料杆气动电磁阀，Q0.3-工作指示灯。

2.2 饲料传送机构

饲料传送机构由传送三相异步电机、皮带运送装置、机械支撑构件等组成。按下启动按钮后，待加工成型的饲料在电机的带动下被运送到指定的落料位置，并由推料杆动作传感器检测到后，执行下一步的推料和落料动作。饲料传送机构是整个系统的运动控制装置，负责完成待加工农业饲料的定位传输。具体控制中，由PLC的输入和输出端子根据编译好的梯形图程序发出对应的信号，完成传动电机启动、传送饲料位置检测等操作。

2.3 气动推料机构

气动推料机构采用平尾型设计思路，由推料杆、气缸、缓冲阀、动作检测传感器等构成。此外，气缸上包含伸出和缩回两个气管连接口，用于连接伸出和缩回电磁阀接口。实际工作时，当动作检测传感器检测到待加工饲料时，PLC 会向伸出电磁阀发出高电平，压缩空气通过电磁阀连接的气管传送至伸出气管连接口，使推料杆伸出将待加工饲料推送至指定的落料位置，之后，PLC 向缩回电磁阀发出高电平，使推料杆缩回复位。技术人员可调整缓冲阀的松紧来控制伸出、缩回气管连接口的气压。

2.4 液压泵压制成型机构

液压泵压制成型机构作业图如图2 所示，实际的压制成型流程为：①落料检测传感器检测到有待加工饲料后，液压泵电机启动下行；②液压缸活塞在电机带动下缓慢下行，当压到待加工饲料后继续下行；③当压制的压力达到预设值时，压力继电器动作，液压缸活塞停止下行并保压5 s 后，待加工饲料按照模具造型被压制成型；④液压缸活塞上行返回，当液压泵原位检测传感器检测到活塞返回原位后液压泵电机停止。上述饲料压制成型作业过程中，设置了多个工作到位检测点，通过PLC 编译的程序对各检测点的作业到位情况进行判定，以确保待加工饲料能够按照模具造型被自动压制成型，之后技术人员可取走成型饲料，完成包装、仓储、运输等后续作业。

图2 液压泵压制成型机构作业图

3 系统程序编译设计

本系统以梯形图为编程语言，具体的编程思路为：①操作人员手动按下启动按钮，整个系统启动工作；②饲料传送机构上的待加工饲料在皮带轮带动下朝推料点运送；③推料杆动作传感器检测到有饲料，启动推料杆推动饲料至落料区；④落料检测传感器检测到有饲料，启动液压泵电机，液压泵活塞下行压制饲料；⑤当压制压力达到预设值后，进行5 s 保压，之后液压泵活塞在液压泵电机带动下上行，当原位传感器检测到液压缸活塞后，液压泵电机停止。此后，系统程序返回执行下一个作业循环。具体的程序执行流程如图3 所示。

图3 系统程序执行流程图

4 结语

农业饲料自动压制成型机能够解决饲料成型作业效率低、自动化水平不高等问题，有利于提升农业饲料成型作业的效率，改善工艺流程，具有非常广泛的推广应用前景。相信随着PLC 技术和液压气动技术的深入应用，相关的自动化生产控制系统将越来越多，对提升我国农业生产自动化水平产生积极的效应。