（精選）自動旋轉(zhuǎn)檢測控制

1、目 錄摘 要I第一章 緒論11.1引言11.2 本課題設(shè)計(jì)的目的和意義1第二章 系統(tǒng)控制方案的確定22.1檢測技術(shù)的概述22.2系統(tǒng)的控制要求22.3控制系統(tǒng)中的主要控制元件32.4系統(tǒng)控制方案42.5 檢測控制系統(tǒng)的原理圖4第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)53.1 可編程控制器（PLC）的選型53.2 繼電器的選型73.3 傳感器的選型83.4 氣動回路設(shè)計(jì)圖113.5 硬件結(jié)構(gòu)簡圖123.6 I/O分配表133.7 硬件系統(tǒng)接線圖14第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)施154.1 PLC梯形圖概述154.2 SWOPC-FXGP/WIN-C 編程軟件的操作方法154.3 系統(tǒng)工作過程分析16第五章 結(jié)論18參考文獻(xiàn)1

2、9第一章 緒論1.1引言可編程控制器簡稱PLC,它是20世紀(jì)70年代以來，在集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。由于它具有功能強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，國外已廣泛應(yīng)用于自動化控制的各個領(lǐng)域，并已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱產(chǎn)品。近年來，國內(nèi)在PLC技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用發(fā)面發(fā)展很快，除有許多從國外引進(jìn)的設(shè)備、自動化生產(chǎn)線外，國產(chǎn)的機(jī)床設(shè)備已越來越多地采用PLC控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電-接觸器控制系統(tǒng)。與繼電-接觸控制系統(tǒng)相比，系統(tǒng)更加可靠；占空位空間比繼電-接觸器控制系統(tǒng)小；價(jià)格上能與繼電-接觸器控制系統(tǒng)競爭；易于在現(xiàn)場變更程序；便于使用、維護(hù)、

3、維修；能直接推動電磁閥、接觸器與與之相當(dāng)?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央機(jī)構(gòu)；能向中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等?？删幊炭刂破饕?yàn)榉€(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、簡單易學(xué)、功能強(qiáng)大和使用方便已經(jīng)成為應(yīng)用面最廣泛的通用工業(yè)控制裝置，成為當(dāng)代工業(yè)自動化的主要支柱之一。檢測控制要求接入設(shè)備使用簡便，對應(yīng)于系統(tǒng)組態(tài)的編程簡單，具有人性化的人機(jī)界面，配備應(yīng)用程序庫，加快編程和調(diào)試速度。1.2 本課題設(shè)計(jì)的目的和意義采用可編程控制器來實(shí)現(xiàn)柔性制造單元的控制對于提高檢測單元運(yùn)行的穩(wěn)定性、降低檢測單元控制系統(tǒng)的成本以及縮柔性制造單元的開發(fā)周期都具有實(shí)際意義。通過該課題的研究，可以在一定程度上推動柔性制造相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，拓展

4、PLC在自動化行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論意義。第二章 系統(tǒng)控制方案的確定2.1檢測技術(shù)的概述檢測技術(shù)是人們?yōu)榱藢Ρ粶y對象所包含的信息進(jìn)行定性的了解和定量地掌握所采渠道一系列技術(shù)措施，它是產(chǎn)品檢驗(yàn)和質(zhì)量控制的重要手段。借助于檢測工具對產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量評價(jià)是人們十分熟悉的，這是檢測技術(shù)的重要領(lǐng)域。另外，隨著新型檢測技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，它在大型設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和監(jiān)測設(shè)備，通常在高溫、高壓、高速和大功率狀態(tài)下運(yùn)行，保證這些關(guān)鍵設(shè)備的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。為此，通常設(shè)置故障檢測系統(tǒng)以對溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速、振動和噪聲等多種參數(shù)進(jìn)行長期的動態(tài)監(jiān)測，以遍及時(shí)發(fā)揮異常情況，加強(qiáng)故障防御，達(dá)到早

5、期診斷的目的。這樣做可以避免嚴(yán)重的突發(fā)情況，保證設(shè)備和人生安全，提高經(jīng)濟(jì)效益。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，這類檢測技術(shù)系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到故障自診斷系統(tǒng)。可以采用計(jì)算機(jī)技術(shù)來處理監(jiān)測信息，進(jìn)行分析、判斷，及時(shí)診斷出設(shè)備故障并自動報(bào)警或采用相應(yīng)的對策。檢測技術(shù)的完善和發(fā)展推動了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。人們在自然科學(xué)的各個領(lǐng)域內(nèi)從事的研究工作，一般是利用已知的規(guī)律對觀測、試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行概括、推理，從而對所研究的對象取得定量的概念，并發(fā)現(xiàn)他的規(guī)律性，然后上升到理論。因此，現(xiàn)代化檢測手段所達(dá)到的水平在很大的程度上決定了科學(xué)研究的深度和廣度。檢測技術(shù)達(dá)到的水平越高，提供的信息越豐富、越可靠，科學(xué)研究取得突破性進(jìn)展的可能

6、性越大。從另外一方面來看，現(xiàn)代生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也不斷的對檢測技術(shù)提出新的要求和課題，成為促進(jìn)檢測技術(shù)向前發(fā)展的動力?？茖W(xué)技術(shù)的新發(fā)現(xiàn)和新成果不斷應(yīng)用于檢測技術(shù)中，也有力的促進(jìn)了檢測技術(shù)自身的現(xiàn)代化。2.2系統(tǒng)的控制要求該設(shè)計(jì)采用了自動生產(chǎn)線單個檢測功能單元?？刂埔笕缦?當(dāng)系統(tǒng)位于運(yùn)行原點(diǎn)時(shí)，按下任何單站或總站的啟動按鈕后，各單元的傳送帶開始轉(zhuǎn)動，本站及總站的（運(yùn)行）指示燈點(diǎn)亮。當(dāng)托盤及工件運(yùn)動到該單元時(shí)，限位氣缸阻止其運(yùn)行，該單元開始一個新的工作周期。此時(shí)，傳感器檢測到托盤到位后，提升氣缸電磁閥通電，機(jī)械臂下降，到位后加緊氣缸電磁閥通電，將工件加緊，然后提升氣缸電磁閥斷電，機(jī)械臂上升。此

7、時(shí)，限位氣缸電磁閥通電，放行托盤。根據(jù)檢測對工件的檢測結(jié)果處理工件，并對成、廢品做不同處理。該系統(tǒng)將缺少蓋子、銷釘或帶金屬銷釘?shù)墓ぜ菫閺U品，其余為正品。工件為正品：擺動氣缸電磁閥通電，將工件旋轉(zhuǎn)90°并保持該狀態(tài)6秒，確保托盤已經(jīng)通過該分揀單元。然后該單元傳送帶斷電，提升氣缸電磁閥通電，機(jī)械臂下降，保證工件垂直放置在傳送帶上，然后傳送帶通電，工件放行，限位氣缸電磁閥斷電。工件為廢品：擺動氣缸電磁閥通電，將工件旋轉(zhuǎn)90°，然后直接氣缸電磁閥通電，將工件運(yùn)至廢品位，而后加緊氣缸斷電，工件落到廢品輸送單元的通道上。直接氣缸電磁閥斷電，機(jī)械臂返回初始位置，限位氣缸電磁閥斷電。2.

8、3控制系統(tǒng)中的主要控制元件 1）總電源箱三相斷電路器： 電壓 380V 電流 10A漏電保護(hù)開關(guān)： 30mA 0.1S三相電源插口： 380V 16A三項(xiàng)國產(chǎn)插座： 220V 10A24V直接電源： 24V直流 紅為正；黑為負(fù)單相標(biāo)準(zhǔn)國產(chǎn)插座： 220V 10A2)總控制器采用三菱 FX2N-64MR可編程控制器電源模塊、輸入/輸出模塊、整套裝置控制3）總電控按鈕組合急停按鈕、復(fù)位按鈕、啟動按鈕、啟動按鈕4）總氣源開關(guān)及氣泵氣泵電源插入總電源箱單相220V插座，上電（合閘）氣泵開始工作，當(dāng)氣壓達(dá)到6MPa時(shí)，可以使用，打開電源總氣源開關(guān)，藍(lán)色旋鈕，氣壓達(dá)到4MPa時(shí)，可以正常工作。5）總報(bào)警指

9、示燈當(dāng)紅燈亮?xí)r表示停止運(yùn)行當(dāng)黃燈亮?xí)r表示運(yùn)行故障當(dāng)綠燈亮?xí)r表示正常運(yùn)行2.4系統(tǒng)控制方案檢測控制系統(tǒng)有主控PLC和紅外傳感器、光傳感器、色彩傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器：分揀控制系統(tǒng)由主控PLC和舌簧式行程開關(guān)、電感式傳感器、電容式傳感器、繼電器、閥島等組成。全程監(jiān)視系統(tǒng)采用HMI?？刂葡到y(tǒng)提供電源的主要作用是把工頻AC220V轉(zhuǎn)換為DC24V，給主控單元和DP從站供電。系統(tǒng)的檢測部分中采用了紅外傳感器、光傳感器、色彩傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器，通過RS422將數(shù)據(jù)送至主控PLC中。系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖如圖2-1所示：2.5 檢測控制系統(tǒng)的原理圖如圖所示是三菱PLC檢測控制系統(tǒng)原理圖如

10、圖2-2所示。在該檢測系統(tǒng)中，傳感器限位開關(guān)是PLC的輸入信號控制開關(guān)，通過它的控制PLC得到給定信號，從而操作電機(jī)運(yùn)行，使得電磁閥通電，控制汽缸伸縮，繼電器得電，最終讓電機(jī)轉(zhuǎn)動。根據(jù)檢測部分的結(jié)構(gòu)的工作原理，篩選出合格的工件，去除廢品工件。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 可編程控制器（PLC）的選型3.1.1 PLC概述可編程控制器，英文稱Programmable Controller,簡稱PLC，本課題中用PLC作為它的簡稱。PLC是用于工業(yè)現(xiàn)場的電控制器。它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計(jì)算機(jī)。它通過運(yùn)行存儲在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進(jìn)而

11、再通過輸出電路的物流過程去實(shí)現(xiàn)對負(fù)載的控制。PLC基于電子計(jì)算機(jī)，但并不等同于普通計(jì)算機(jī)。普通計(jì)算機(jī)進(jìn)行入出信息變換時(shí)，大多只考慮信息本身，信息入出的物理過程一般不考慮的。而PLC則要考慮信息入出的可靠性、實(shí)時(shí)性，以及信息的實(shí)際使用。特別要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝，便于維修及抗干擾等問題，入出信息變換及可靠的物理實(shí)現(xiàn)，可以說是PLC實(shí)現(xiàn)控制的兩個基本要點(diǎn)。PLC可以通過它的外設(shè)或通信接口與外界交換信息。其功能要比繼電控制裝置多的多、強(qiáng)的多。PLC有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的I/O接口、通信接口，有大容量的內(nèi)存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)，因而具有以下基本的功能： 邏輯處理功能; 數(shù)據(jù)運(yùn)算

12、功能; 準(zhǔn)確定時(shí)功能; 高速計(jì)數(shù)功能; 中斷處理（可以實(shí)現(xiàn)各種內(nèi)外中斷）功能; 程序與數(shù)據(jù)存儲功能； 聯(lián)網(wǎng)通信功能； 自檢測、自診斷功能。 可以說，凡普通小型計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)的功能，PLC幾乎也都可以做到。像PLC這樣。集豐富功能于一身，是別的電控器所沒有的，更是傳統(tǒng)的繼電控制電路所無法比擬的。豐富的功能為PLC的廣泛應(yīng)用提供了可能，同事，也為自動門行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息化及智能化創(chuàng)造了條件。3.1.2 PLC的選型 在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明

13、確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 1.輸入輸出（I/O)點(diǎn)數(shù)的估算 I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%20%的可擴(kuò)展。余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。根據(jù)估算的方法故本課題的I/O點(diǎn)數(shù)為輸入31點(diǎn)，輸出33點(diǎn)。 2.存儲器容量的估算 存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲單元的大小，因此程

14、序容量小于存儲器容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。 存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定公式，許多文獻(xiàn)資料中給除了不問公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的1015倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。因此本課題的PLC內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲2000跳梯形圖，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間。 3.控制功能的選擇 該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。 根據(jù)

15、本課題所設(shè)計(jì)的自動門控制的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇。 （1）控制功能 PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。 （2）編程功能 離線編程方式：PLC和編程器公用一個CPU，編程器在編程模式時(shí)，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式：CPU和編程器有個自的CPU，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程

16、器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序進(jìn)行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用。 五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL)、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)（IEC6113123），同時(shí)，還應(yīng)支持多鐘語言編程形式，如C,Basic等，以滿足特殊控制場合的控制要求。 （3）診斷功能 PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過引薦的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)

17、行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。 PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。 4.機(jī)型的選擇 目前，國內(nèi)眾多的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了多鐘系列功能各異的PLC產(chǎn)品，使用戶眼花繚亂、無所適從。通過對輸入/輸出點(diǎn)的選擇、對存儲容量的選擇、對I/O響應(yīng)時(shí)間的選擇以及輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型的分許。所以決定使用學(xué)校已經(jīng)有的三菱公司生產(chǎn)的FX2N系列的FX2N-64MR型號的可編程控制作為檢測及分檢的控制器。3.2 繼電器的選型 繼電器是具有格力功能的自動開關(guān)元件,廣泛應(yīng)用于遙控、遙測、通訊、自動控制、機(jī)電一體化及電力電

18、子設(shè)備中，是最重要的控制元件之一。 繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)，通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。 當(dāng)輸入量（如電壓、電流等）達(dá)到規(guī)定值時(shí)，使被控制的輸出電路導(dǎo)通或斷開的電氣?？煞譃殡娖髁浚ㄈ珉娏?、電壓、頻率、功率等）繼電器及非電氣量（如溫度、壓力、速度等）繼電器兩大類。具有動作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、體積小等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于電力保護(hù)、自動化、運(yùn)動、遙控、測量和通信等裝置中。 電磁式繼電器一般由鐵心、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會

19、流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下客服反悔彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來分區(qū)：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。3.3 傳感器的選型 傳感器就是能感知外界信息并將其按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的機(jī)械電子裝置。簡言之，傳感器就是將外界被測信號轉(zhuǎn)換為電信號的電子裝置，它

20、由敏感器件和轉(zhuǎn)換期間兩部分組成，有的半導(dǎo)體敏感器件可以直接輸出電信號，其本身就構(gòu)成傳感器。敏感期間品種繁多，就其感知外界信息的原理而言，可分為：物理類，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)；化學(xué)類，基于化學(xué)反應(yīng)的原理；生物類，基于酶、抗體和激素等份子識別功能。通常，根據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。 1.電感式傳感器 電感式傳感器是由LC振蕩器、開關(guān)電路及放大輸出電路三大部分組成。振蕩器產(chǎn)生一個交變磁場。當(dāng)外界的金屬性導(dǎo)電物體接近這一磁場，并達(dá)到感應(yīng)區(qū)時(shí)，在金屬無題內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導(dǎo)致振蕩衰減，以致停

21、振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號，觸發(fā)驅(qū)動控制器件，從而達(dá)到非接觸式之檢測目的。 2.光電傳感器 光電傳感器的基本轉(zhuǎn)換原理是將被測量參數(shù)轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后將光信號作用于光電元件轉(zhuǎn)換成電信號的輸出。常用的光電傳感器是采用發(fā)光二極管作為光源，光源經(jīng)過透鏡聚焦于空間某一點(diǎn)。如果在該點(diǎn)有障礙物，光就照不到光敏二極管上，電路處于偏置狀態(tài)，PN結(jié)截止，反向電流很小。當(dāng)沒有障礙物遮擋時(shí)，光照到光敏二極管上時(shí)，PN結(jié)附近產(chǎn)生電子空穴對，并在外電場和內(nèi)電場的共同作用下，漂移過PN結(jié)，產(chǎn)生光電流。此時(shí)，光電流與光照強(qiáng)度成正比，光敏二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)。 具體方法是在光源側(cè)使用發(fā)光二

22、極管，在受光側(cè)使用光敏二極管，并將信號處理電路集成制作在一塊芯片上。它的特點(diǎn)是體積小，可靠性高，工作電源電壓范圍寬，接口電路的復(fù)雜程度大幅度減少，可直接與TTL，LSTTL和CMLS電路芯片連接。 3.電容式傳感器 電容式傳感器的感應(yīng)由兩個同軸金屬電極構(gòu)成，很像“打開的”電容器電極，該兩個電極構(gòu)成一個電容，串聯(lián)在RC振蕩回路內(nèi)。 電源接通時(shí)，RC振蕩器不振蕩，當(dāng)一個目標(biāo)朝著電容器的電極靠近時(shí)，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(zhuǎn)換成開關(guān)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，

23、對非金屬物體動作距離決定于材料的介電系數(shù)越大?？色@得的動作距離越大。當(dāng)一個目標(biāo)靠近時(shí)，電容式傳感器的電流消耗隨之增加?？蓪饘俸头墙饘俨牧线M(jìn)行無接觸檢測。例如：木材、玻璃、紙板、塑料、皮革、陶瓷、液體、沙石、金屬。 4.色彩傳感器 色彩傳感器分為三種不同類型：光到光電流轉(zhuǎn)換，光到模擬電壓轉(zhuǎn)換，光到數(shù)字轉(zhuǎn)換。前者通常只代表實(shí)際色彩傳感器的輸入部分，因?yàn)樵脊怆娏鞯姆确浅５?，總是要求放大，以將光電流轉(zhuǎn)換成可用的水平。所以，最實(shí)用的模擬輸出色彩傳感器至少會有一個跨阻抗放大器，并提供電壓輸出。 光到模擬電壓色彩傳感器由色彩濾波器后面的光電二極管陣列與整合的電流到電壓轉(zhuǎn)換電路組成。落在每個光電二極管的

24、光轉(zhuǎn)換成光電流，其幅度取決于亮度及入射光的波長。 在反射傳感中,色彩傳感器檢測從某個表面或?qū)ο蠓瓷涞墓?，光源和色彩傳感器都放在目?biāo)表面附近。來自光源（如白熾燈或熒光燈、白色LED或校準(zhǔn)后的RGB LED模塊）的光彈跳離開表面，被色彩傳感器測得。反射離開表面的色彩與表面的顏色有關(guān)。例如，白光入射到紅色表面上，會反射為紅色。反射的紅光撞擊色彩傳感器，產(chǎn)生R,G 和B輸出電壓。通過解釋三個電壓，可以確定色彩。由于三個輸出電壓與反射光的密度線性提高，因此色彩傳感器還可以測量表面或物體的反射系數(shù)。硬件設(shè)備選型如表3-1所示：表3-1電器元件材料表（檢測部分）序號代號名稱數(shù)量規(guī)格型號備注1SB26選擇開關(guān)

25、1LA42X3-40/B "S",三位四常開短柄，黑色運(yùn)行狀態(tài)選擇2SB-A5、SB-B5選擇開關(guān)2LA42X2-10/B "S",二位一常開短柄，黑色交流、直流開關(guān)3SB27按鈕1AL42P-10/G "S"一常開，綠色啟動4SB28按鈕1AL42P-10/R "S" ,一常開，紅色停止5SB29按鈕1AL42P-10/Y "S" ,一常開,黃色復(fù)位6SB30按鈕1AL42J-11/R "S" ,一常開一常閉，紅色急停7HL22、HL24指示燈2AD17-22/DC24V

26、G(綠色)直流、運(yùn)行指示8HL23指示燈1AD17-22/AC220V R(紅色)交流指示9HL25指示燈1AD17-22/DC24V R(紅色)報(bào)警10ACH5單相三孔插座1AC 220V/6A115PC可變程序控制器124L/160,220VAC電源、24VDC輸入、繼電器輸出三菱12通訊模塊1EM277,PROFIBUS-DP模塊同上13PLC隔離輸入板、PLC隔離輸出板1自制145KA1、5KA2繼電器2AHN22324,坐：AHNA21,24VDC,5A松下；傳送、鏈條電機(jī)控制155YA1電磁鐵1TAU0837,24V,250MA上海超誠電子；托盤控制16M8直流減速電機(jī)155ZYN

27、001J2000,直流 24V,傳動比 1：40，50r/min傳動帶驅(qū)動17M9直流減速電機(jī)55ZYN001J3000,傳動比 1：20，150r/min鏈條驅(qū)動185SQ1電感式傳感器1NI10-Q25-AP6X,PNP,常開，三線，10-30DC圖爾克；托盤檢測195SQ2光電傳感器1VTF18-4P1212,PNP,常開，三線，10-30DC,擴(kuò)散反射型SICK;蓋子檢測205SQ3電容式傳感器1Bernstcin，PNP,常開，三線，10-65DC圖爾克；銷釘檢測215SQ4電感式傳感器1NI15-M30-AP6X-HI141,插件WAK3-2/P00,PNP,常開，三線，10-30

28、DC圖爾克；金屬銷釘檢測225SQ5色彩傳感器1QC50A3P6XDWQ,10-30DC,輸出形式；3個PNP,常開RANNER;顏色檢測23FU10熔斷器16*30mm， 10A24FU9、FU91熔斷器25*20mm， 10A2515X、25X接線端子板22線正面接線端子萬可電子 選用這些設(shè)備因?yàn)樗麄兌加休^好的性能，例如FX2N-64MR系列的強(qiáng)大功能表現(xiàn)在使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能，因此它具有極高的性能/價(jià)格比。3.4 氣動回路設(shè)計(jì)圖 如圖3-11所示是氣動回路原理圖。圖中A1為夾緊氣缸，S1是夾緊位，S2是放松位。1DT是夾緊氣缸的電磁閥，電磁閥得電夾緊氣

29、缸夾緊；電磁閥失電則夾緊氣缸放松。A2為擺動氣缸，S3是初始位S4是旋轉(zhuǎn)位。2DT是擺動氣缸的電磁閥，電磁閥得電擺動氣缸旋轉(zhuǎn)至S4，失電則反悔至初始位S3。A3是提升氣缸，S5是初始位S6是提升位。3DT是提升氣缸電磁閥，電磁閥得電則提升氣缸提升至S6，失電則返回至初始位S5。A4是直線氣缸，S7是初始位S8是廢品分檢位。4DT是直線氣缸電磁閥，電磁閥得電則直線氣缸工作至廢品分檢位S8，失電則返回至初始位S7。A5是限位氣缸，S9是阻擋位S10是放行位。5DT是限位氣缸電磁閥，電磁閥得電則限位氣缸放行S10，失電則阻擋S9。 圖3-1 系統(tǒng)氣動原理圖3.5 硬件結(jié)構(gòu)簡圖檢測部分結(jié)構(gòu)簡圖如圖3-

30、12所示。 圖3-2 檢測部分結(jié)構(gòu)簡圖3.6 I/O分配表 如表3-2所示是系統(tǒng)I/O分配表表3-2 I/O分配表名稱地址相關(guān)設(shè)備啟動X0綠色按鈕(SB1)復(fù)位X1紅色按鈕(SB2)停止X2黃色按鈕(SB3)急停X3急停按鈕(SB4)夾緊氣缸加緊位X4限位開關(guān)(S1)夾緊氣缸放松位X5限位開關(guān)(S2)擺動氣缸初始位X6限位開關(guān)(S3)擺動氣缸旋轉(zhuǎn)位X7限位開關(guān)(S4)提升氣缸上限位X10限位開關(guān)(S5)提升氣缸下限位X11限位開關(guān)(S6)直線氣缸初始位X12限位開關(guān)(S7)直線氣缸廢品分揀位X13限位開關(guān)(S8)限位氣缸阻擋位X14限位開關(guān)(S9)限位氣缸放行位X15限位開關(guān)(S10)托盤檢測

31、X16傳感器(SQ1)蓋子檢測X17傳感器(SQ2)銷釘檢測X20傳感器(SQ3)金屬銷釘檢測X21傳感器(SQ4)紅色工件檢測X22顏色傳感器(SQ5)黃色工件檢測X23顏色傳感器(SQ5)藍(lán)色工件檢測X24顏色傳感器(SQ5)廢品到位檢測X25傳感器(SQ6)運(yùn)行Y0指示燈(HL1)報(bào)警Y1指示燈(HL2)傳送帶電機(jī)Y2繼電器(KA1)鏈條傳送電機(jī)Y3繼電器(KA2)加緊氣缸電磁閥Y4電磁鐵(1DT)擺動氣缸電磁閥Y5電磁鐵(2DT)提升氣缸電磁閥Y6電磁鐵(3DT)直線氣缸電磁閥Y7電磁鐵(4DT)限位氣缸電磁閥Y10電磁鐵(5DT)廢品傳送電機(jī)Y11繼電器(KA3)3.7 硬件系統(tǒng)接線

32、圖 PLC硬件接線原理圖圖3-3所示圖3-3 PLC硬件接線原理圖 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)施4.1 PLC梯形圖概述梯形圖是使用得最多的圖形編程語言，被稱為PLC 的第一編程語言。梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠電器人員掌握，特別適用于開關(guān)量邏輯控制。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計(jì)稱為編程。PLC 梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器.輸出繼電器.內(nèi)部輔助繼電器等，但是它們不是真實(shí)的物理繼電器，而是一些軟繼電器，每一軟繼電器與PLC存儲器中映像寄存器的一個存儲單元相對應(yīng)。應(yīng)存儲單元為“1”狀態(tài)，則表示梯形圖中軟繼電器的線圈“通電”，其

33、常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開，稱這種狀態(tài)是該軟繼電器的“1”或“ON狀態(tài)。如果該存儲單元為“0”狀態(tài)，對應(yīng)繼電器的線圈和觸電的狀態(tài)與上述的相反，稱該軟繼電器為“0”或“OFF”狀態(tài)。使用中也常將這些“軟繼電器”稱為編程軟件。梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為母線。在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時(shí)，為例借用繼電器電路圖的分析方法，可以想像左右兩側(cè)的母線（左母線和右母線）之間由一個左正右負(fù)的直流電源電壓，母線之間有“能流”從左向右流動。根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中邏輯解算是按從左至右.從上到下的順序進(jìn)行的。解算的結(jié)果，馬上可以被后面的邏輯解

34、算所利用。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時(shí)外部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)來進(jìn)行的。4.2 SWOPC-FXGP/WIN-C 編程軟件的操作方法本課題采用的編程軟件為SWOPC-FXGP/WIN-C 編程軟件，具體操作仿佛如下：1.打開SWOPC-FXGP/WIN-C 編程軟件，之后點(diǎn)擊“文件F”，在下拉菜單欄里點(diǎn)擊“新文件（N）”，再選擇“FX2N / FX2NC ” ，確定打開后就可以繪制梯形圖遍本課題的程序。2.在打開文件之后就可以繪制梯形圖，根據(jù)可編的程序，在頁面右面的功能圖，如4-1 所示： 圖4-1 SWOPC-FXGP/WIN-C 編程軟件的功能圖在繪制梯形圖中選擇需要的

35、輸入元件，完成對梯形圖的繪制。3.完成樂對梯形圖的繪制后，在軟件的菜單欄中點(diǎn)擊，并在下拉菜單中的“寄存器（R）. 數(shù)據(jù)傳送”的子欄中選擇“寫出” ，將程序編入三菱FX2N-64M。4.3 系統(tǒng)工作過程分析當(dāng)系統(tǒng)位于運(yùn)行原點(diǎn)時(shí)，按下任何單站或總站的啟動按鈕后，各單元傳送帶開始轉(zhuǎn)動，本站及總站的（運(yùn)行）指示燈點(diǎn)亮。當(dāng)托盤及工件運(yùn)動到該單元時(shí)，限為氣缸阻止其放行，該單元開始一個新工作周期。此時(shí)，傳感器檢測到托盤到位后，提升氣缸電磁閥通電，機(jī)械臂下降，此時(shí)，到位后加緊氣缸電磁閥通電，將工件加緊，然后提升氣缸電磁閥斷電，機(jī)臂上升。此時(shí)，限位氣缸電磁閥通電，放行托盤。根據(jù)檢測對工件的檢測結(jié)果處理工件，并對成.廢品不同處理。該系統(tǒng)將缺少蓋子.銷釘或帶金屬銷釘?shù)墓ぜ暈閺U品，其余為正品。工件為正品時(shí)：擺動氣缸電磁閥通電，將工件運(yùn)轉(zhuǎn)90°，保持該狀