基于PLC的料倉自動取料氣動裝置設(shè)計

1、基于PLC的料倉自動取料氣動裝置設(shè)計郝屏 仵征（河南化工職業(yè)學(xué)院 機(jī)械電子系，河南 鄭州 450042）摘 要：新設(shè)計的料倉自動取料系統(tǒng)采用PLC控制，以氣壓傳動作為系統(tǒng)工作動力。通過模擬運(yùn)行，新的裝置系統(tǒng)具有動作靈活多變，運(yùn)動定位準(zhǔn)確的特點(diǎn)，能較好地實(shí)現(xiàn)流水線的自動化控制，降低勞動強(qiáng)度。關(guān)鍵詞：取料裝置 氣動系統(tǒng) PLC控制系統(tǒng)中圖分類號：TH138 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：BDesign of PLC Automatic Fetching Device Based on Pneumatic BunkerHAO Ping WU Zheng（Department of Machinery and Elec

2、tronics ,Henan Vocational College of Chemical Technology ,Henan Zhengzhou 450042）Abstract: Bin automatic extracting system of new design adopts PLC control in pneumatic system, and with pneumatic drive as system power. By simulating the operation of device, new system has the characteristics of moti

3、on moves flexible, accurate positioning, to achieve line automation control effectively, reduce the labor intensity.Key Words: take out device, Pneumatic system , PLC control system引言 氣壓傳動具有氣源容易獲得、工作速度快、動作頻率高、工程實(shí)現(xiàn)容易等優(yōu)點(diǎn)。PLC是一種功能強(qiáng)、編程簡單、可靠性高的自動控制產(chǎn)品。兩者在工業(yè)生產(chǎn)上都得到了廣泛的應(yīng)用，用氣動自動化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，是工業(yè)自動化的一種重要技術(shù)手段，

4、也是一種低成本自動化技術(shù)1?；谝陨峡紤]，為提高生產(chǎn)效率，提高自動化程度，現(xiàn)設(shè)計一料倉自動取料裝置。本文設(shè)計的料倉自動取料裝置通過氣壓傳動來傳遞動力，通過PLC來控制從料倉中取出物料，并把物料推下滑槽，使物料自動進(jìn)入包裝箱中，實(shí)現(xiàn)節(jié)省人力、提高了工作效率的目的。1料倉自動取料裝置的控制過程料倉自動取料裝置是由兩個單桿雙作用式氣缸的氣動控制回路組成，通過四個磁性開關(guān)完成物料位置的檢測，用PLC程序進(jìn)行動作控制。料倉自動取料裝置的結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。料倉自動取料裝置的工作過程如下：按下系統(tǒng)的啟動按鈕，當(dāng)光電傳感器SP1檢測到包裝箱運(yùn)送到位后，氣缸A伸出，將工件從料倉底部推出。當(dāng)磁性開關(guān)S1檢測到缸

5、A伸出到位后，氣缸B才能伸出將工件推入輸送滑槽，工件完成自動裝箱。當(dāng)磁性開關(guān)S2檢測到氣缸B伸出到位5S后，氣缸A退回，磁性開關(guān)S3檢測到氣缸A退回后，氣缸B才能退回，從而完成一次工件輸送。當(dāng)磁性開關(guān)S4檢測到氣缸B退回到位10 S后才允許氣缸A再次伸出。接下來依次重復(fù)上面的過程。當(dāng)按下停止按鈕時，整個系統(tǒng)停止工作。 圖1 料倉自動取料裝置包裝箱由步進(jìn)電機(jī)帶動傳送帶進(jìn)行傳送。料倉底部裝有光電傳感器SP2檢測是否還有工件，當(dāng)沒有物料時，傳感器發(fā)出信號，程序控制系統(tǒng)停止工作。該系統(tǒng)的整個工作過程由PLC進(jìn)行程序控制，工作流程圖如圖2。_作者簡介：郝屏（1976），女，河南鄭州人，講師，碩士，主要從

6、事PLC控制技術(shù)、液氣壓技術(shù)方面的教學(xué)與研究工作。圖2 工作流程圖2氣動系統(tǒng)設(shè)計氣動回路圖如圖3所示，該氣動回路由兩個單桿雙作用式氣缸、四個磁性開關(guān)、兩個二位五通氣動換向閥、四個二位三通電磁換向閥、兩個單向節(jié)流閥組成。由磁性開關(guān)檢測缸所處的位置，送給PLC信號，由程序控制電磁閥的通斷電，進(jìn)而由電磁閥控制氣動換向閥換向，就可以控制兩氣缸的伸縮運(yùn)動的順序，來完成取料裝箱的過程。圖中兩單向節(jié)流閥控制兩氣缸的伸出速度，從而滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求。圖3 氣動回路圖3PLC控制設(shè)計3.1 PLC I/O表與接線圖設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)的組成及預(yù)定的動作可知，有兩個控制按鈕、兩個光電傳感器和四個磁性開關(guān)，共8個輸入信號

7、，四個電磁換向閥、一個步進(jìn)電機(jī)作為輸出信號，現(xiàn)選用三菱FX2N-48MR可編程控制器。PLC控制系統(tǒng)的I/O地址分配表如表1所示。表1 I/O地址分配表輸入端口輸出端口啟動按鈕 SB1 X0電磁閥 1YA Y0停止按鈕 SB2 X1電磁閥 2YA Y1A缸磁性開關(guān) S1 X2電磁閥 3YA Y2A缸磁性開關(guān) S3 X3電磁閥 4YA Y3B缸磁性開關(guān) S2 X4步進(jìn)電機(jī) M1 Y4B缸磁性開關(guān) S4 X5光電傳感器 SP1 X6光電傳感器 SP2 X7具體的PLC硬件接線圖如圖4所示。圖4 PLC硬件接線圖3.2 PLC程序設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)的流程圖可以得知兩氣缸完成的是順序動作。FX2N系列PLC

8、的STL指令是為編制順序控制程序而專門設(shè)計的步進(jìn)梯形指令，STL指令的操作元件是編號S0S499的狀態(tài)寄存器，其中S0S9用于初始步。當(dāng)轉(zhuǎn)換條件滿足時，STL指令將下一步序的狀態(tài)寄存器置位，而上一步序的狀態(tài)寄存器自動復(fù)位。鑒于STL指令簡單明了、便于理解、不易出錯的特點(diǎn)，本系統(tǒng)的控制程序就利用STL指令進(jìn)行編寫，程序如圖5所示。圖5 基于PLC控制的料倉自動取料氣動裝置程序3.3 模擬實(shí)施為了驗(yàn)證料倉自動取料裝置設(shè)計的可行性，采用了天煌教儀生產(chǎn)的“THPQD-1型氣動與PLC實(shí)訓(xùn)裝置”進(jìn)行模擬操作。該裝置集各種真實(shí)的氣動元件、繼電器控制單元、PLC、計算機(jī)組態(tài)技術(shù)于一體，功能強(qiáng)大，適用范圍廣，

9、有很強(qiáng)的實(shí)訓(xùn)性?！癟HPQD-1型氣動與PLC實(shí)訓(xùn)裝置”含有電源模塊、PLC主機(jī)模塊、直流繼電器模塊、控制按鈕模塊、綜合控制模塊、氣動元件庫等，輸入電源為三相四線制380V交流電源，氣源裝置為靜音空氣壓縮機(jī)，額定流量116L/min，額定輸出氣壓1MPa。PLC主機(jī)選用三菱FX2N-48MR可編程控制器。在該裝置上按照設(shè)計要求搭建氣動回路、進(jìn)行PLC接線，輸入PLC程序進(jìn)行模擬控制，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明，料倉的取料裝置在PLC程序的控制下能夠準(zhǔn)確地按照預(yù)定的動作進(jìn)行運(yùn)行，控制準(zhǔn)確，工作可靠性高。4總結(jié)基于PLC控制的料倉自動取料氣動裝置通過PLC程序控制電磁閥的通斷電，可以準(zhǔn)確地控制氣缸的伸縮運(yùn)動。通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)氣缸伸出的速度，可以很好地控制物料被推出的平穩(wěn)性。該系統(tǒng)動作通過程序控制可靈活多變，定位準(zhǔn)確，較好地實(shí)現(xiàn)了流水線的自動化控制，節(jié)省了人力和物力資源的投入，降低了生產(chǎn)成本，因此該設(shè)計具有一定的推廣價值。參考文獻(xiàn)：1 許為民. 基于PLC的全自動氣動鉆床控制系統(tǒng)設(shè)計J. 液壓與氣動，2009，220（12）：7-9.2 李建國. 基于PLC的氣動機(jī)械手的改裝設(shè)計J . 液壓與氣動，2011，240（8）：21-23.3 覃貴禮. 基于FX2NPLC氣動供料單元的控制系統(tǒng)設(shè)計J . 液壓與氣動，2011，240（8）：70-72.4 路甬祥. 液壓氣動技