1、精選優質文檔-傾情為你奉上國家職業資格全省（或市）統一鑒定維修電工論文(國家職業資格 II 級)論文題目：基于PLC控制的環形傳輸分揀系統姓 名： 崔 業 華 身份證號： 準考證號： 所在省市： 江蘇省鹽城市 所在單位： 江蘇省鹽城技師學院 基于PLC控制的環形傳輸分揀系統崔業華 江蘇省鹽城技師學院摘要：本文主要介紹以PLC控制環形皮帶分揀系統，實現分揀不同的物料，以達到節約人力資源，提高生產率，從而實現分揀過程自動化。關鍵詞：編碼器 傳感器 變頻器 氣壓傳動元件 在現代工業中，生產過程的機械化、自動化已成為突出的主題。隨著工業現代化的進一步發展,自動化已經成為現代企業中的重要支柱,無人車間、

2、無人生產流水線等等，已經隨處可見。本文主要介紹以PLC控制環形皮帶分揀系統，實現分揀不同的物料。以達到節約人力資源，提高生產率，從而實現分揀過程自動化。一、環形皮帶傳送分揀系統運行要求系統啟動后，環形皮帶以50Hz順時針運行一周，檢測皮帶上是否有物料。若有物料則皮帶機繼續運行按物料分揀要求將物料推入對應的料倉，然后再進行正常分揀工作；若無物料則運行一周結束后按正常流程進行分揀工作。正常工作：首先將料倉中物料推入皮帶，物料到達減速點后以20Hz運行并進行材質檢測、顏色檢測。若料倉中物料數小于二時，發出報警信號，報警指示燈以2Hz頻率閃爍，提示工作人員料倉儲料不足，當最后一個物料分揀完畢后系統自動

3、停止運行，同時報警指示燈熄滅。 環形皮帶傳送分揀系統控制要求：（1）挑檢出物料中的白色件。（2）若物料為金屬件則直接將金屬物料送到A槽。（3）若物料為塑料件且為藍色則送至B槽。（4）當符合要求的物料到達輸出平臺后，等待機械手搬運，皮帶機停止運行。（5）待機械手將物料搬運走后環形皮帶傳送分揀站繼續進行出料傳送分揀工作。系統結構如圖1所示。圖1 系統結構圖二、系統硬件組成1傳感器 （1）擴散反射型光電傳感器 它是用來檢測料倉中是否有物料的。它是通過調節外部旋鈕來判斷料倉中是否存有物料。當模式切換開關切換到L側時，調節感光旋鈕只有當反射光強度大于其外部設定值時，輸出段電路中晶體管才會有輸出，發出信號

4、；反之，當模式切換開關切換到D側時，調節感光旋鈕只有當反射光強度小于其外部設定值，才會有輸出，發出信號。（2）電感式接近開關電感式接近開關屬于一種開關量輸出的位置傳感器，它由LC高頻振蕩器和放大處理電路組成，其原理框圖如圖2所示。金屬體在接近這個能產生電磁場的振蕩感應頭時，其內部產生渦流，這個渦流反作用于接近開關，使接近開關能力衰弱，內部電路的參數發生變化由此識別出有無金屬物體接近，進而控制開關的通或斷。由此可見電感式接近開關鎖檢測的物體必須是金屬物體，據此性能也可將其用于金屬與非金屬物體的判別。其接線方式(兩線制）如圖3所示。藍色線接0V，棕色線接PLC輸入端。高頻振蕩電路整形檢波信號 處理

5、開關量輸出感應磁罐圖2 電感式接近開關原理框圖藍_+棕負載圖3 電感式接近開關接線圖（3）磁性開關用來檢測氣缸是否伸出到位。氣缸中活塞上裝有磁環，當活塞桿伸出靠近磁性開關時，磁性開關檢測到磁環發出檢測信號，指示氣缸已伸出到位。（4）數字式光纖傳感器它是用來檢測工件的顏色，挑選出符合系統要求的工件。它采用了白色LED+一體型RGB感光端子。由光纖探頭、放大器單元、連接器組成。通過RGB對比判別，不受物料背景、表面凹凸的影響能夠準確判斷出所經過光纖探頭前的物料的顏色。若RGB測量值大于（選擇高電平輸出）或小于（選擇低電平輸出）設定值時，經過放大器單元放大形成高低電平輸送至PLC的輸入端。通過調節放

6、大器單元上的功能鍵可以修改RGB對比參數，從而來區分更多種類的顏色。2變頻器 變頻器的任務是把電壓和頻率恒定的電網電壓變成電壓和頻率可調的交流電。安裝時在電源和變頻器之間通常接入低壓斷路器和接觸器，以便在發生故障時能迅速切斷電源；變頻器和電動機之間一般不允許接入接觸器；變頻器輸出側不允許接電容器，也不允許接入電容式單相電動機。變頻器的選型應遵循控制對象的工作環境的要求，電動機工作條件為三相交流電，額定電壓為380V，功率為1KW，因此變頻器選型為FR-E740-1.5K。變頻器參數設置如表1所示。表1 變頻器參數設置如表參數名稱參數號設定值RH速度頻率值Pr.450HzRM速度頻率值Pr.53

7、0HzRL速度頻率值Pr.610Hz加速時間Pr.71.0s減速時間Pr.81.0s運行模式選擇Pr.7923可編程控制器（PLC）通過對該系統輸入、輸出信號的統計，選擇PLC型號為FX2N-48MR。4氣壓傳動元件氣動技術是以空氣壓縮機為動力源，以壓縮空氣為工作介質進行能量傳遞或信號傳遞的工程技術，是實現各種生產控制自動控制的重要手段。一個典型的氣動系統由方向控制元件、氣動執行元件、各種氣動輔助元件、氣源凈化元件組成。（1）方向控制元件采用電磁控制換向閥（簡稱電磁閥），它是利用電磁力的作用來實現閥的切換以控制氣流的流動方向的。（2）氣動執行元件氣缸是氣動系統的執行元件之一。它是將壓縮空氣的壓

8、力能轉換為系統的動力能。（3）氣動輔助元件油霧器是一種特殊的注油裝置。它以空氣為動力，使潤滑油霧化后，注入空氣流中，并隨空氣進入需要潤滑的部件，達到潤滑的目的。消聲器的作用是降低噪聲，它是通過阻尼或增加排氣面積來降低排氣速度和功率，從而降低噪聲的。管道連接件是連接成一個完整的氣動控制系統必不可少的元件。（4）氣源凈化元件儲氣罐的作用是儲存一定數量的壓縮空氣平衡，同時也是應急動力源，以解決空壓機的輸出氣量和氣動設備的耗氣量之間的不平衡。油水分離器的作用是分離并排出壓縮空氣中凝聚的油分、水分和灰塵雜質，使壓縮空氣得到初步凈化。過濾器是氣壓傳動系統中的重要環節，進一步濾除壓縮空氣中的雜質。5光電編碼

9、器光電編碼器是一種光學式位置檢測元件，用以檢測軸的旋轉角度位置和速度變化，其輸出信號為電脈沖信號。它通常安裝在驅動電機轉軸上，它隨著電動機旋轉時可以連續發出脈沖信號。電動機旋轉一周，編碼器所能輸出脈沖的多少反映了它的測量精度，輸出脈沖數越多，其精確度越高，反之則低。增量式光電編碼器原理如圖4所示。它由光源、聚光鏡、光電盤、光欄板、光敏元件、整形放大電路和數字顯示裝置組成。在光電盤的圓周上等分地制成透光狹縫，其數量從幾百條到上千條不等。光欄板透光狹縫為兩條，每條后面安裝一個光敏元件。圖4 增量式光電編碼器原理圖光電盤轉動時，光電元件把通過光電盤和光欄板射來的忽明忽暗的光信號（近似于正弦波信號）轉

10、換為電信號，經整形、放大等電路的變換后變成脈沖信號，通過計量脈沖的數目，即可測出工作軸的轉角，通過測定計數脈沖的頻率，即可測出工作軸的轉速。在FX2N-48MR的輸入端由8個輸入端(X0-X7)專門用來接收編碼器的輸出信號。在此系統中，X0用來接入編碼器的輸出信號，并將其鏈接至PLC程序中。在三菱編程通用計數器中C235-C255專用于高速計數，當其接通時便可以將從X0口輸入的脈沖數記錄下來，從而能夠使皮帶機準確定位。三、控制系統軟件設計1. PLC輸入輸出信號地址分配根據系統的控制要求分配PLC輸入/輸出信號地址如表2所示。表2 I/O分配表輸入信號地址分配輸出信號地址分配光電編碼器K1X0

11、頂料氣缸電磁閥YV1Y0推料伸出限位傳感器K2X1推料氣缸電磁閥YV2Y1頂料傳感器K3X2A推桿氣缸電磁閥YV3Y2推料傳感器K4X3B推桿氣缸電磁閥YV4Y3出料臺傳感器K5X4送料氣缸電磁閥YV5Y4A推桿伸出限位傳感器K6X5STF（正轉）Y10A工件位傳感器K7X6STR（反轉）Y11B推桿伸出限位傳感器K8X7RH（高速）Y12B工件位傳感器K9X10RM（中速）Y13升降臺傳感器K10X11RL（低速）Y14啟動按鈕SB1X12RESY15停止按鈕SB2X13送料氣缸伸出限位K11X142氣動回路連接圖本系統涉及多個電磁閥控制作用氣缸，采用一個兩位三通單線圈電磁閥、四個兩位五通單

12、線圈電磁閥、一個單作用氣缸以及四個雙作用氣缸，設計的氣動回路圖見圖5所示。圖5 氣動回路圖3PLC外部接線圖PLC外部接線圖的繪制是為了便于我們查看PLC外部電路的接線方式，其具體連接圖見圖6所示。QFCOMCOM1X0X1X2X3X4X5X6X7X10X11X12X13X14PENY0LY1Y2Y3COM2Y4Y5R S TCOM3Y10Y11Y12Y13COM4Y14Y15STFSTRRHRLRMRESSD M3 0VPENL+24V0V+24VYV3YV4HLYV1變頻器K1K2K3K4K5K6K7K10K8K9K11SB1SB2QFFU圖6 PLC外部接線圖四、程序設計1.設計系統流程

13、圖 流程圖是對某一系統工作流程的概括。當系統出現一些故障時通過查看流程圖便于我們檢修，從而保證系統的正常運行，流程圖見圖7所示。 啟動有料 按要求分揀分揀完成料倉出料編碼器計數到達減速點減速材質判別金屬A推桿動作推料結束倉儲量2報警倉儲量=0最后一個物料分揀完成系統停止運行藍色B推桿動作推料結束到達出料位置搬料完成等待搬運推料結束推料桿動作YNYYNNNNNYYYYNYNYYYYYNN N N N N 圖7 系統工作流程圖2.系統程序設計 報警程序如圖8所示。圖8 報警程序 在這里X2一直處于斷開狀態，直到料倉中物料小于2時，X2（頂料傳感器）接通，且系統處于運行狀態報警程序才會接通，報警指示

14、燈HL以2Hz的頻率閃爍，直至推料傳感器檢測不到物料且最后一物料分揀結束，系統停止運行。 物料分揀程序如圖9所示。圖9 物料分揀程序 在程序中，當編碼器輸出脈沖數等于程序設定值（減速點）時，接通中間輔助繼電器M14控制PLC的輸出Y10，從而改變變頻器的工作頻率，以達到減速的目的。為了防止在工作過程中出現誤動作這一現象，因而在程序中將各個分揀點的脈沖數均錄入程序中，通過與各分揀位的傳感器的組合，來避免這一現象的發生。四、結束語該系統結構簡單，能夠分揀不同顏色的物料，實現了全自動化的分揀模式。它模擬了現代設備中的自動化分揀系統，合理利用了現有的設備資源，滿足了新生產工藝的需求，符合節約人力資源、提高勞動生產效率這一基本要求。通過本次設計