材料分揀裝置模型電氣控制系統(tǒng)設計-PLC(共15頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上信息與電氣工程學院課程設計說明書（2010/2011學年第一學期）課程名稱 ： 可編程控制器應用 題 目 ：材料分揀裝置模型電氣控制系統(tǒng)設計 專業(yè)班級 ： 電氣07-1班 學生姓名 ： 袁志勇 學 號： 指導教師 ： 岑毅南、李兵 設計周數(shù) ： 兩 周 設計成績 ： 2011 年 1月 10日引言隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高, 傳統(tǒng)的人工分揀貨物的做法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。利用傳感器采集的信號對不同材質(zhì)和顏色的物料進行自動分揀為一些物流中心和工廠的效率提高提供了一個新方法。材料分揀裝置采用架式結構，配有控制器（PLC）或電氣接口、傳感器（光電式、電感式、電容式

2、、顏色、磁感應式）、旋轉編碼器、電動機、輸送帶、氣缸、電磁閥、直流電源、空氣過濾減壓器等，構成典型的機電一體化裝置。材料分揀裝置由料塊倉庫、電動輸送帶、自動分揀部件、控制器和手動操作盤組成。 料塊倉庫是一個手動入庫自動出庫的部件。使用時可將料塊放入倉庫中，當光電傳感器感測到料塊時系統(tǒng)開始運行，即啟動輸送帶并由出庫氣缸將庫內(nèi)最底層料塊推入輸送帶。電動輸送帶是由交流減速電機驅(qū)動的皮帶式水平輸送裝置。它將料塊勻速平穩(wěn)的送至自動分揀部件。自動分揀部件由傳感器、旋轉編碼器、微型直線氣缸及滑道組成。當傳感器檢測到相應料塊時，對應的氣缸將其推入應去的滑道；當料塊的材料或顏色為非分揀要求時，經(jīng)旋轉編碼器計量后

3、對應的氣缸將其推入應去的滑道?？刂破鞑捎肞LC。它接受料倉傳感器、各料塊傳感器、旋轉編碼器、氣缸位置傳感器的信號，根據(jù)要求分別控制輸送帶電機和各電磁換向閥。手動操作盤可以通過按鈕控制裝置的各種動作，并實現(xiàn)自動運行的啟動。本裝置還可以與其他裝置聯(lián)機運行，構成連續(xù)性生產(chǎn)線模型。電感式傳感器由三大部分組成：振蕩器、開關電路及放大輸出電路。振蕩器產(chǎn)生一個交變磁場。當金屬目標接近這一磁場，并達到感應距離時，在金屬目標內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級放大電路處理并轉換成開關信號，觸發(fā)驅(qū)動控制器件，從而達到非接觸式之檢測目的。電容式傳感器的感應由兩個同軸金屬電極構成，很像

4、“打開的”電容器電極，該兩個電極構成一個電容，串聯(lián)在RC振蕩回路內(nèi)。 電源接通時，RC振蕩器不振蕩，當一個目標朝著電容器的電極靠近時，電容器的容量增加，使振蕩器開始振蕩，通過后級電路的處理，將停振和振蕩兩種信號轉換成開關信號，從而起到了檢測有無物體存在的目的。該傳感器能檢測金屬物體，也能檢測非金屬物體，對金屬物體可以獲得最大的動作距離，對非金屬物體動作距離決定于材料的介電系數(shù)越大，可獲得的動作距離越大。摘要材料分揀裝置是一個模擬自動化工業(yè)生產(chǎn)過程的微縮模型，它使用了PLC、傳感器、位置控制、電氣傳動和氣動等技術，可以實現(xiàn)不同材料的自動分揀和歸類功能。該裝置采用架式結構，配有控制器（PLC）或電

5、氣接口、傳感器（光電式、電感式、電容式、顏色、磁感應式）、旋轉編碼器、電動機、輸送帶、氣缸、電磁閥、直流電源、空氣過濾減壓器等，構成典型的機電一體化裝置。系統(tǒng)具有自動化程度高、運行穩(wěn)定、精度高、易控制的特點，能連續(xù)、大批量地分揀貨物，分揀誤差率低且人工勞動強度大大降低，可明顯提高勞動生產(chǎn)率。而且，分揀系統(tǒng)能靈活地與其他物流設備無縫連接，實現(xiàn)對材料的分配和管理。其設計采用標準化、模塊化的組裝，系統(tǒng)布局靈活，程序開發(fā)簡單，維護、檢修方便，可適應進行材料分揀的彈性生產(chǎn)線的需求，受場地等因素的影響不大。同時，只要對本系統(tǒng)稍加修改即可實現(xiàn)各種不同生產(chǎn)線的要求。經(jīng)過對材料分揀裝置的實時監(jiān)控，證實該系統(tǒng)具有

6、很高的穩(wěn)定性和實時性，能滿足監(jiān)控系統(tǒng)的需要。一、課程設計目的1.掌握PLC控制的基本原理, 掌握氣動技術、傳感器技術、位置控制技術等內(nèi)容2.掌握計算機監(jiān)控軟件，掌握計算機上位監(jiān)控3.掌握氣動方面的減壓器、濾清、氣壓指示,掌握與各類氣源之間的接線二、實驗設備1.材料分揀裝置模型 1臺2.計算機 1臺3.編程電纜 1根三、實驗原理與步驟該裝置采用臺式結構，內(nèi)置電源，配裝FP0系列主機，轉接面板上設計了可與其它PLC或單片機連接的轉接口。該裝置中，選用了顏色識別傳感器及對不同材質(zhì)敏感的電容式和電感式傳感器，分別被固定在網(wǎng)板上允許學員重新安裝傳感器排列位置或選擇網(wǎng)板不同區(qū)域安裝(如三個傳感器集中裝在汽

7、缸5附近的網(wǎng)板區(qū)域)?？稍黾泳幊屉y度，開發(fā)學員創(chuàng)造能力。本裝置還設置了氣動方面的減壓器、濾清、氣壓指示等，可與各類氣源相連接。各傳感器置見圖1。 (a)信號板圖 (b) 傳感器位置圖 圖1各傳感器位置及信號板接口1、氣源由二聯(lián)體左側進氣口連接6氣管,另一端接至氣源。（非長期使用，不要向油杯里注油）2、當選用外部PLC時,可通過轉接板與I/O接口連接，見表1。表2DB37針-D型接口序號對PLC的I/O口硬板位置號1I1.312I0.393I1.224I0.2105I1.136I0.1117I1.048I1.7129I1.4510I0.41311I0.5612I1.61413I0.6714I0.

8、01515I0.7816I1.51617、18Q0.2C21、22Q0.0A23、24Q0.1B25、26Q0.3D27、28Q0.4E29、30Q0.5KA19、33-37COM+24V20（0）0 V3、編制程序4、接通電源5、將料塊放入豎井式料槽。6、運行方式：有料時自動運行，無料時走完一個行程自動停機。四、設計程序清單 I/O地址分配表 分揀系統(tǒng)與PLC的I/O分配表西門子PLC(I/O)分揀系統(tǒng)接口(I/O)備注輸入部分I1.7SFW1(推氣缸1動作限位)I0.1SFW2(推氣缸2動作限位)I0.2SFW3(推氣缸3動作限位)I0.3SFW4(推氣缸4動作限位)I0.4SFW5(下料

9、氣缸動作限位)I0.5SA(電感傳感器)I0.6SB(電容傳感器)I0.7SC(顏色1傳感器)I1.0SBW1(推氣缸1回位限位)I1.1SBW2(推氣缸2回位限位)I1.2SBW3(推氣缸3回位限位)I1.3SBW4(推氣缸4回位限位)I1.4SBW5(下料氣缸回位限位)I1.5SD(顏色2傳感器)預留傳感器I1.6SN(下料傳感器)判斷下料有無I0.0UCP(計數(shù)傳感器)輸出部分Q0.0YV1(推氣缸1電磁閥)Q0.1YV2(推氣缸2電磁閥)Q0.2YV3(推氣缸3電磁閥)Q0.3YV4(推氣缸4電磁閥)Q0.4YV5(下料氣缸電磁閥)Q0.5M(輸送帶電機)五、調(diào)試方法1.通電狀態(tài)下，在

10、顏色傳感器下方的傳送帶上，放置帶有某一顏色料塊，調(diào)節(jié)傳感器上的電位器，觀察窗口中紅黃（或綠）指示燈，當兩燈恰同時發(fā)光時，該靈敏點即為料塊顏色檢出點。（注：順時針旋轉檢測色溫向低端移動，否則反之）2.在電感傳感器下方的傳送帶上，放置鐵質(zhì)料塊，調(diào)整傳感器上兩螺母，使傳感器上下移動，恰好使傳感器上端指示燈發(fā)光，該高度即為傳感器對鐵質(zhì)材料的檢出點。(不同檢測體的修正系數(shù)見圖2所示) 圖2 不同檢測體的修正系數(shù)3.在電容傳感器下方的傳送帶上，放置鋁質(zhì)料塊，調(diào)整傳感器上兩螺母，使傳感器上下移動，恰好使傳感器上端指示燈發(fā)光，該高度即為傳感器對鋁質(zhì)材料的檢出點。4.氣壓表標值建議調(diào)定在0.12 Mpa。六、設

11、計要實現(xiàn)的內(nèi)容1 材料分揀功能1) 分揀出金屬與非金屬2) 分揀出某一顏色塊3) 分揀出金屬中某一顏色塊4) 分揀出非金屬中某一顏色塊5) 分揀出金屬中某一顏色塊和非金屬中某一顏色塊。2 材料分揀的控制要求1) 通電狀態(tài)下，下料時下料傳感器動作，傳送帶運行。電感傳感器檢測到鐵材料時，氣缸1動作，將材料塊推下。2) 電容傳感器檢測到鋁材料時，氣缸2動作將材料推下。3) 顏色傳感器檢測到非金屬材料黃色塊時，氣缸3動作將材料塊推下。4) 其它顏色非金屬材料塊送到SD位置時，氣缸4動作將材料塊推下。5) 豎井式下料槽無下料時，傳送帶運行一個行程自動停機。3 程序如附錄。六、課程設計心得和學別的學科一樣

12、，在學完PLC理論課程后我們做了課程設計，此次設計以分組的方式進行，每組有一個題目。我們做的是一個材料分揀系統(tǒng)。由于平時大家都是學理論，沒有過實際開發(fā)設計的經(jīng)驗，拿到的時候都不知道怎么做。但通過各方面的查資料并學習。我們基本學會了PLC設計的步聚和基本方法。分組工作的方式給了我與同學合作的機會，提高了與人合作的意識與能力。通過這次設計實踐。我學會了PLC的基本編程方法，對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做實踐設計以前，我們對知道的撐握都是思想上的，對一些細節(jié)不加重視，當我們把自己想出來的程序與到PLC中的時候，問題出現(xiàn)了，不是不能運行

13、，就是運行的結果和要求的結果不相符合。能過解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對PLC 的理解得到加強，看到實踐與理論的差距。通過合作，我們的合作意識得到加強。合作能力得到提高。上大學后，很多同學都沒有過深入的交流，在設計的過程中，我們用了分工與合作的方式，每個人互責一定的部分，同時在一定的階段共同討論，以解決分工中個人不能解決的問題，在交流中大家積極發(fā)言，和提出意見，同時我們還向別的同學請教。在此過程中，每個人都想自己的方案得到實現(xiàn)，積極向同學說明自己的想法。能過比較選出最好的方案。在這過程也提高了我們的表過能力。在設計的過程中我們還得到了老師的幫助與意見。在學習的過程中，不是每一個問題都能自己解決，向老師請教或向同學討論是一個很好的方法，不是有句話叫做思而不學者殆。做事要學思結合。七、參考文獻