完整橘皮内加工嵌入式系统试验研究

张攀峰，彭见辉，吴 蕾，黄广伟

（东莞城市学院，广东东莞 523419）

0 引言

智慧农业不断发展，相关的系列自动化产品在食品领域普遍使用［1-3］。普通食品加工企业，因为无法承担过高成本的设备往往还停留在手工或半自动阶段，使得一些高效的农业自动化设备很难普及使用。

在传统的食品加工中，以PLC 为控制核心的生产线已普遍应用［4-5］。其中，柑普茶完整橘皮生产具有季节短、批量大和品种差异等特点，对自动化加工设备的效率提出更高要求。基于PLC的柑普茶完整橘皮自动化产线已经研制成功，但控制系统硬件及其软件特性限定了生产效率以及加工工艺算法的有效实现。主要有如下缺点：

（1）PLC 控制器相对嵌入式控制器昂贵，空间附件等间接成本高；（2）橘皮内表面加工需要刀具进行复杂的多轴插补运动，低成本PLC 无法实现复杂函数运动控制；（3）PLC 控制器无法满足大批量应季柑普茶集中生产需要，主流嵌入式单片机的主频在几百兆赫兹以上，可有效解决加工效率低的问题；（4）完整橘皮生产过程中，PLC人机交互系统实时信息受限，嵌入式系统可以实现复杂的参数调整和实时监控系统的运行状态。

本文基于STM32 系列嵌入式单片机，设计柑普茶橘皮内加工试验平台，结合人机交互界面，执行更加高效的内加工轨迹分层算法，研制出更加高效低成本的完整橘皮制取的控制系统。经试验测定，相对传统PLC+多轴运动控制系统，加工效率更高、果皮质量更好，成本有效降低，适合大批量橘皮生产使用。……