近年来,随着山核桃加工后具有丰富的营养和独特的口感,得到越来越多人的青睐,逐渐成为一种受欢迎的坚果。因此进行破壳取仁操作对于山核桃的生产工艺来说是首要解决的重要工序。针对这一问题,本篇论文对山核桃破壳生产线及其自动化控制系统进行了详细的研究与设计。课题主要结合宁国市某山核桃加工生产线机械加工设备的生产情况,并根据实际工艺流程,利用工业自动化控制技术,为山核桃破壳取仁生产线设计了一套工作模式可调节,工作状态可实时显示的自动化PLC控制系统,采用PLC控制技术对山核桃一次破壳机、风选式壳仁分离机、二次低损伤离心破壳分离机、核仁色选机等一系列机械设备进行实时控制,很大程度的提高了山核桃加工生产效率和核仁整仁率及工作可靠性。本文主要分为六个部分:第一部分总结了近年国内外山核桃破壳取仁生产线及破壳机理的发展过程,制订出了本设计的研究目的,研究方案及技术路线。第二部分交代了加工工艺流程和山核桃生产线中各种破壳机械设备,并依次叙述了主要加工机械设备的工作原理。第三部分确定了控制系统的总体控制方案,控制要求及设计原则。第四部分阐述了根据控制系统的总体控制方案确定硬件电路的组成,并依据控制要求完成控制系统硬件配置及相关电气元件的选择,对控制系统中的控制中心进行I/O地址分配,并结合控制方案绘制电气原理图,对电气控制柜进行设计与硬件安装。第五部分交代了本控制系统中组态软件触摸屏的通讯协议原理,解决上位机与S7-200PLC及变频器的实时通讯问题。同时,采用PID算法控制器对生产线上关键机构的电动机进行转速调节。在MATLAB平台上进行仿真,完成电机调速的PID参数整定。编写PLC程序与触摸屏程序,完成软件设计和触摸屏画面的显示。第六部分阐述了山核桃破壳取仁自动化生产线控制系统的调试与试验过程,并以山核桃的破壳率,果仁损伤率以及加工效率为标准,对试验结果进行评估和测算,结果表明,山核桃破壳取仁生产线在PLC控制系统的控制下山核桃破壳率高,核仁损伤率低,破壳加工效率高,破壳质量得到有效提高。