在操作方式上，为满足不同的作业场景的功能需要，设计了手动、自动插管和自动拔管等三种控制模式，实现了分别手动单独控制和（或）自动控制压拔机构、夹紧机构的动作。

系统上电后，通过旋钮选择工作模式：①手动模式：在手动模式下可通过对应按钮控制夹手的上升、下降、夹紧或松开；②自插模式：在自插模式下，按“一键启动”按钮，扦样管的夹头会自动定位扦样管的最高位置，进行“定位→夹紧→插入→松开→定位”的循环动作，至最后一次检测开关无法检测到扦样管后停止循环；③自拔模式:进入自拔模式时，夹手下降至下限位，夹手夹紧，“自拔程序”初始状态完成，按“一键启动”按钮，扦样器夹手上升做“拔管”动作至上限位后，夹手松开，复位至下限位并夹紧夹手，完成一次循环。

2  PLC控制系统搭建

2.1  系统硬件设计

PLC是半自动气动扦样器电气控制系统的核心，扦样器的动作通过气缸电磁阀直接和PLC的输出端相连，控制传输信号采用按钮、位置开关等直接和PLC输入端相连，控制性能稳定可靠^[12]。根据对机器需求的分析，该控制系统总共需要13个输入点和3个输出点。考虑到系统的稳定性和可扩展性，且整套系统的电气控制部分应尽可能轻便小巧，故选用了石家庄长合电子科技有限公司的国产三菱 FX-2N-24MR PLC控制器，其不仅支持三菱FX-2N系列PLC的大部分功能指令，且适用GX Developer与GX Works2软件编程、读取、下载、检验、诊断、监控程序^[13]。