羽绒服及羽绒制品需求的大量增加对其生产效率提出了更高的要求,羽绒量的准确控制和快速填充是提高生产效率的关键所在。传统手工羽绒称重和填充有着计量误差大、工作效率低和污染环境等缺点,自动充绒机的出现可以有效地改善这些缺点,也符合现代社会发展的趋势。基于智能化和自动化的发展要求,设计出以PLC为控制核心的自动充绒机控制系统不仅能满足羽绒量的准确控制和快速填充等功能要求,还能有效改善操作者工作环境,提高生产效率。本文主要针对自动充绒机的PLC控制系统进行设计与研究。首先根据自动充绒机的功能要求,设计并搭建了PLC硬件系统,系统选用永宏PLC作为控制系统核心,在计算机上永宏Union系列的人机界面下完成了程序设计与编程工作。实现了储绒、输绒和称重等基本功能,重点对羽绒称重系统的精确控制、分格机构步进电机转动精确控制、气动系统设计与控制进行深入研究。为实现精确称重,根据羽绒称重误差和输送速率输入设计了模糊控制器,建立模糊控制表,通过查表选择使用大气流通路或小气流通路控制羽绒输出,保证了羽绒的准确称重;为实现分格机构的步进电机控制,防止步进电机开环控制中失步、超步的问题而导致分格箱内羽绒无法完全抽走引起充绒误差的现象发生,设计了模糊PID控制算法,建立了模糊控制规则,通过建立MATLAB系统控制模型确定了PID参数,编写了PLC程序,实现了步进电机的模糊PID控制。针对系统的气路控制,选择压缩空气作为气源,对羽绒的输送、称重、填充等部分的气路结构进行了设计,实现了气阀和气缸的PLC控制。最后系统设计实现了自动充绒机实验平台,自动羽绒称重实验中羽绒称重精度可达0.01g,完成了羽绒快速填充的控制实验。该自动充绒机试验平台采用一次称重、串行充绒的工作方式,与市场主流产品比较,在保证总体称重精度和相同工作效率情况下,减少了称重筒的设置,缩短了称重时间。