PLC物料自動分揀系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、歡迎下載 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計（論文）計（論文）題題 目目： 物料自動分揀系統(tǒng)物料自動分揀系統(tǒng) 教教 學(xué)學(xué) 院：院：電氣與電子信息工程學(xué)院電氣與電子信息工程學(xué)院 專業(yè)名稱：專業(yè)名稱： 電氣工程及其自動化電氣工程及其自動化 學(xué)學(xué) 號：號： 同學(xué)姓名：同學(xué)姓名： 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師： 年年 月月 日日歡迎下載摘摘 要要 PLC技術(shù)，把握起來格外簡便，并且它能夠承受高溫及其他的惡劣的環(huán)境條件，所以plc比起單片機(jī)來，工業(yè)上優(yōu)先使用plc，它已經(jīng)成為了當(dāng)代工業(yè)流水線和企業(yè)最受歡迎的自動化把握方法。PLC技術(shù)融合了傳統(tǒng)的繼電把握技術(shù)，現(xiàn)代的計算機(jī)技術(shù)，以及發(fā)達(dá)的通信技術(shù)，特地為了工業(yè)應(yīng)用和工廠設(shè)備而設(shè)計

2、 。并且具有：使用便利，編程簡潔，功能強(qiáng)，性價比高，牢靠性強(qiáng)，抗干擾力量強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng)，后期處理、修理簡潔便利等諸多優(yōu)點(diǎn)，比起單片機(jī)來更加牢靠與有用，這就是人們選擇plc的“內(nèi)”因。再加上plc小巧的外形包裝，超低的重量，和超小的功耗這些“外”因，使得plc越來越受工業(yè)企業(yè)的推崇與寵愛。 本文論述物料自動分揀系統(tǒng)，主要應(yīng)用PLC技術(shù)，幫助以啟動裝置，位置技術(shù)，現(xiàn)場總線技術(shù)，電機(jī)拖動原理，電氣傳動技術(shù)，傳感技術(shù)，自動檢測技術(shù)等設(shè)計而成，對大批的物料進(jìn)行自動分揀的工作，完成分門別類的放置物料。本系統(tǒng)具有很多的優(yōu)點(diǎn)，例如，運(yùn)行起來比較穩(wěn)定，精度與靈敏度，自動化的程度都很高，而且格外便于使用和把握，假如

3、你想使用它來分裝另一批貨物的話，只需要動動手指，對本系統(tǒng)稍加修改，對本程序稍作處理即可。關(guān)關(guān)鍵詞: plc；可編程把握器；分揀裝置系統(tǒng)；把握系統(tǒng)；感應(yīng)系統(tǒng)歡迎下載ABSTRACT PLC technology, control is very simple, and it can withstand high temperatures and other harsh environmental conditions, so PLC than SCM, industry give priority to the use of PLC, it has become the automatic co

4、ntrol method of the most popular contemporary and industrial assembly enterprises.PLC technology combines the traditional relay control technology, modern computer technology and communication technology developed, specifically for industrial applications and factory equipment and design. And has th

5、e merits of easy use, simple programming, strong function, high price, high reliability, strong anti-jamming ability, strong adaptability, post processing, maintenance is simple and convenient, compared with the single chip microcomputer to more reliable and practical, this is what people choose PLC

6、 in. Plus PLC compact appearance package, low weight, and small power consumption for these outside, makes the PLC more and more respected and loved in industrial enterprises.In this paper, automatic material sorting system, the main application of PLC technology, aided by starting device, location

7、technology, field bus technology, driving principle of the motor, the electric transmission technology, sensor technology, automatic detection technology and design, for a large number of material for automatic sorting, complete categories of placing the material. The system has many advantages, for

8、 example, up and running stability, precision and agility, high degree of automation, and very easy to use and control, if you want to use it to packaging another batch of goods, only need to fingertips, of the system slightly Acacius change of the programs are slightly can handle.Key words: PLC; pr

9、ogrammable logic controller; sorting device system; control system; induction system 歡迎下載目目 錄錄緒 論.11.1 物料分揀系統(tǒng)概述.21.2 物料分揀系統(tǒng)的進(jìn)呈現(xiàn)狀與趨勢.31.3 爭辯的目的及意義.6第 1 章 材料分揀裝置結(jié)構(gòu)及總體設(shè)計.81.1 材料分揀裝置工作過程概述.81.2 系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo).91.3 系統(tǒng)的設(shè)計要求.91.3.1 功能要求.91.3.2 系統(tǒng)的把握要求.10第 2 章 把握系統(tǒng)的硬件設(shè)計.112.1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu).112.2 硬件選型與硬件組態(tài).112.2.1 確定 I/

10、O 點(diǎn)數(shù).112.2.2 PLC 的選擇.122.2.3 PLC 的輸入輸出端子安排.122.2.4 PLC 輸入輸出接線端子圖.132.3 檢測元件與執(zhí)行裝置的選擇.142.3.1 步進(jìn)電機(jī)的選擇.142.3.2 旋轉(zhuǎn)編碼器的選擇.142.3.3 電感式傳感器的選擇.152.3.4 電容式傳感器的選擇.16歡迎下載2.3.5 顏色傳感器.172.6 光電編碼器.19第 3 章 把握系統(tǒng)的軟件設(shè)計.13.1 把握系統(tǒng)流程圖設(shè)計.13.2 把握系統(tǒng)程序設(shè)計.2第 4 章 把握系統(tǒng)的調(diào)試.84.1 硬件調(diào)試.84.2 軟件調(diào)試.84.3 整體調(diào)試.10結(jié) 論.11參考文獻(xiàn).12附 錄.13致 謝.

11、18 緒緒 論論歡迎下載1.1 物料分揀系統(tǒng)概述當(dāng)代，隨著機(jī)器人代替人類的生產(chǎn)和勞動，機(jī)械化和自動化的普及與應(yīng)用，越來越多的企業(yè)和工廠把自己的視線集中到了成本低、效率高的自動化上來，而 plc 以它特低的性價比，走入了人們的視線，應(yīng)用 plc 技術(shù)更是成為了企業(yè)和工廠的首選。Plc技術(shù)可以代替人類去做一些重復(fù)的。無聊的工作。而使用 plc 技術(shù)設(shè)計的物料自動分揀系統(tǒng)，更是可以取代大量工人的勞動，并且比人工勞動的效率更高，分揀的速度，種類，分揀量，都要比人工勞動好，大大節(jié)省了勞動力。使用 plc 技術(shù)已經(jīng)是是企業(yè)和工廠首選之法。特殊是像一些物流公司，雜貨公司，那些需要進(jìn)行，不得不去進(jìn)行物料分揀的

12、企業(yè)和公司，始終以來都是人工的進(jìn)行分揀，由于工人們工作會產(chǎn)生疲憊效應(yīng)，因“人”不是“機(jī)器人”，而導(dǎo)致生產(chǎn)效率低，分揀效率低，流水線技術(shù)不夠先進(jìn)，導(dǎo)致公司或企業(yè)的生產(chǎn)速度慢，并且占用了大量的人力資源，造成了資源鋪張，并且鋪張企業(yè)的資金。影響了公司的業(yè)績，阻礙了公司的優(yōu)化之路。因此，plc 物料自動分揀裝置，能夠完全彌補(bǔ)這一不足，讓企業(yè)更有競爭力，解放大部分的生產(chǎn)力，為公司，工廠節(jié)省了成本，提高了效率。這是一些企業(yè)和公司優(yōu)化的必選，這也是自動化進(jìn)展的趨勢與人類社會進(jìn)展的需要。隨著自動化的普及與進(jìn)展，plc 物料自動分揀裝置取代人類勞動已成為必定。物料自動分揀系統(tǒng)是通過把寫好的程序輸入裝置里面，通電

13、之后就能夠不停留的，連續(xù)的，無誤差的進(jìn)行工作，不像人類工作效率低速度慢，使用 plc 技術(shù)，顯著地提高了效率。并且，依據(jù) plc 的特點(diǎn)，受到環(huán)境因素和工作因素的影響很小，裝置檢測、使用和修理，后期更換等格外便利。Plc 的進(jìn)展已經(jīng)成為社會的必定。一個分揀系統(tǒng)裝置根本不夠用的，兩個，多個分揀裝置系統(tǒng)很有可能被應(yīng)用在一個公司，一個生產(chǎn)線上，這足以證明 plc 分揀系統(tǒng)有著很大的進(jìn)展前景和市場空間。一個 plc 物料自動分揀系統(tǒng)可以應(yīng)用在各個不同的工廠或者企業(yè)，一個企業(yè)的各個不同的地方，它受大多自動化公司或企業(yè)的青睞。PLC 因其把握便利，編程簡潔，能夠承受高溫、高壓等惡劣的環(huán)境等特點(diǎn)，并且后期維

14、護(hù)費(fèi)用少，已經(jīng)成為了目前企業(yè)、工業(yè)最常用的自動化把握方法。PLC 技術(shù)，加上啟動裝置，位置技術(shù)，現(xiàn)場總線技術(shù)，電機(jī)拖動原理，電氣傳動技術(shù)，傳感技術(shù)，自歡迎下載動檢測技術(shù)，構(gòu)成了一個有機(jī)的整體，把他們結(jié)合起來，完全就是應(yīng)用自動化生產(chǎn)技術(shù)公司生產(chǎn)現(xiàn)場的縮影。本論文向大家清楚地呈現(xiàn)了 PLC 把握系統(tǒng)的軟硬件，把握程序的流程以及軟硬件的調(diào)試和使用，還附有程序流程圖，讓大家對 plc 物料自動分揀系統(tǒng)有一個簡潔的了解，以便于大家以后的應(yīng)用。1.2 物料分揀系統(tǒng)的進(jìn)呈現(xiàn)狀與趨勢信任大家都知道，我們國家是一個進(jìn)展中國家，自動化程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有那些發(fā)達(dá)國家高。在發(fā)達(dá)國家，他們工廠或者生產(chǎn)線流水線上，接受的都是自

15、動化程度高的自動化系統(tǒng)，解放了生產(chǎn)力。而在我國，發(fā)達(dá)程度低，改革開放時技術(shù)革新慢，技術(shù)只在追著別人跑，大部分的物料分揀用的都是人工作業(yè)，這就在肯定程度上限制了我們國家的進(jìn)展。但是呢，即使是在一些發(fā)達(dá)國家，他們也沒有使用高度自動化系統(tǒng)，究其緣由，無非是投資大，技術(shù)太高沒有相關(guān)的人員可以駕馭得了，高度自動化系統(tǒng)需要專業(yè)的技術(shù)人員去操作，還要有牢靠的公司供應(yīng)技術(shù)與人員的支持。所以這也是自動化沒有大大普及的緣由吧。還有一個緣由，就是由于系統(tǒng)對物料的包裝、物料的顏色，物料的材料等要求格外高，需要接受統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化的包裝，才能應(yīng)用自動分揀裝置對大部分商品進(jìn)行自動分揀，這是很困難的一件事，要對全部的商品包裝商

16、和商品供應(yīng)商進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃。要是特地為一個公司訂制的一個自動分揀系統(tǒng)，這耗費(fèi)的人力物力財力又大大超出消費(fèi)指標(biāo)，后期修理及其他相關(guān)工作難度很大。說了這么多的缺點(diǎn)，但是我信任隨著社會的高速進(jìn)展，自動化越來越普及，即使是物料分揀系統(tǒng)有這么多的不足之處，在一切都講求效率的時代，人們確定會越來越重視 plc 物料自動分揀系統(tǒng)。本設(shè)設(shè)計出了一個高效的，平安的，低成本的 plc 物料自動分揀裝置，就在肯定程度上解決了那些大大小小的問題難題。1.3 爭辯的目的及意義物料分揀系統(tǒng)中，物料傳感器，傳送皮帶，步進(jìn)電機(jī)，氣缸以及其它精密儀器的使用、進(jìn)展、更新?lián)Q代，使得自動化程度越來更加達(dá)，越來越高級，能夠滿足人們的需

17、求，代替人們?nèi)ネ瓿筛鞣N惡劣艱苦條件下（高溫，高壓，大風(fēng)，大雨，危急地方，歡迎下載腐蝕環(huán)境，有毒氣體環(huán)境）的重復(fù)單一，枯燥無味的工作，比如搬運(yùn)貨物，傳送物體，物料分揀之類的工作。正是由于這樣，plc物料自動分揀系統(tǒng)被物流公司，冶金廠，電子廠，制造廠，運(yùn)輸公司，以及其他用得到的公司所看好，在當(dāng)代企業(yè)和工業(yè)中的應(yīng)用得到了廣泛的認(rèn)可。以中心處理器為核心，結(jié)合計算機(jī)技術(shù)，電氣拖動技術(shù)，電機(jī)技術(shù)，微機(jī)把握技術(shù)，自動把握原理，等先進(jìn)技術(shù)和高科技應(yīng)用，使得plc物料自動分揀裝置具有了效率高、使用簡潔便利、功能完善程度高，組裝簡潔簡潔，編程不是那么簡單，功耗低等一系列優(yōu)點(diǎn)；同時也使得plc物料自動分揀系統(tǒng)裝置占

18、據(jù)了企業(yè)、工廠的舉足輕重的地位。目前，有物料分揀裝置的公司和企業(yè)大多接受plc進(jìn)行把握，由于plc能夠在那些惡劣的條件下進(jìn)行作業(yè)。并且，plc結(jié)合一些精密的儀器，達(dá)到了傳感度高，性能好，故障率低，牢靠性高，能夠?qū)Σ煌伾?，不同材料，不同溫度的物料進(jìn)行依據(jù)人們要求進(jìn)行分類。正因如此，一些流水線作業(yè)和自動化生產(chǎn)更寵愛使用plc物料自動分揀裝置。人們依據(jù)自己的意愿編寫好程序，輸入到plc裝置中，就能讓plc系統(tǒng)裝置代替人們在惡劣條件下進(jìn)行煩勞單調(diào)的工作，要是分揀的物料或者其他什么條件需要轉(zhuǎn)變時，也僅僅是轉(zhuǎn)變他輸入的程序即可。Plc自動分揀裝置的這些優(yōu)點(diǎn)，大大降低了成本費(fèi)用，人工費(fèi)用，以及額外支出的費(fèi)

19、用。本課題敘述的是PLC自動分揀系統(tǒng)裝置，結(jié)合其他工藝技術(shù)，能夠完成如下工作：1、對不同顏色和不同種類的物料進(jìn)行分揀（這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于中小批量的自動化生產(chǎn)的流水線），2、可部分代替人們在高溫作業(yè)區(qū)進(jìn)行作業(yè)，3、可部分代替人們在危急區(qū)進(jìn)行作業(yè)（這種作業(yè)是單調(diào)長久的）。假如分揀對象或者位置發(fā)生了轉(zhuǎn)變時，僅僅只需轉(zhuǎn)變輸入程序，加一些小小的改動，就能很快地進(jìn)入使用，格外便利，又節(jié)省了一部分費(fèi)用。歡迎下載第第 1 1 章章 材料分揀裝置結(jié)構(gòu)及總體設(shè)計材料分揀裝置結(jié)構(gòu)及總體設(shè)計Plc 物料自動分揀裝置應(yīng)用了 plc 技術(shù)，電機(jī)拖動技術(shù)，電氣傳動技術(shù)，微機(jī)把握技術(shù)，傳感器技術(shù)，位置把握技術(shù)，電力電子技術(shù)，

20、自動把握原理，現(xiàn)代把握原理等一系列電氣工程及其自動化技術(shù)，這是我們所學(xué)習(xí)的技術(shù)，以及將來作為一名合格的高級電氣工程師所必備的技術(shù)，這就是我們以后從事單位的縮影。本章主要介紹了應(yīng)用 plc 物料自動分揀裝置的工藝選材，工作過程以及過程中的把握要求。對工作環(huán)境，工作要求，工作特點(diǎn)，和過程中的要求和特點(diǎn)進(jìn)行具體的闡明。1.1 材料分揀裝置工作過程概述下圖所示為自動分揀裝置的工作原理圖：圖1-1 物料自動分揀系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖物料自動分揀裝置內(nèi)置電源，有五個氣缸，氣體壓縮機(jī)，二聯(lián)體過濾器，電磁閥組，步進(jìn)電機(jī)，傳輸帶，光電碼盤，下料槽，卸料槽，氣缸回位限位，電感傳感器，電容傳感器，氣缸動作限位，顏色傳感

21、器，下料傳感器，備用傳感器等一系列裝置。歡迎下載他們以各自的位置排列在裝置內(nèi)的不同位置，并且可以依據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行重新排版，增加或者削減一些其他的元件。整個plc自動分揀裝置通電以后，程序先啟動步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)帶動傳送帶進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。若是傳送帶上沒有物料，那么，傳送帶運(yùn)行一周后自動停止工作。若是傳送帶上有物料，那么，下料傳感器檢測到物料之后，傳送信號給plc，傳送帶連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，氣動閥5開頭工作。當(dāng)電感傳感器檢測到物體為鐵材料的話，氣動閥1將把物料進(jìn)行推動，篩選出該物料；當(dāng)電容傳感器檢測到物料為鋁材料時，氣動閥2開頭工作，篩選出該物料；當(dāng)顏色傳感器檢測到該物體為所選顏色后，氣動閥3開頭工作，篩選出該物

22、料。還有一個備用傳感器，可進(jìn)行某種顏色的某種材料的物料的篩選工作。依據(jù)不同需要，調(diào)整編寫程序。就能實(shí)現(xiàn)對物料的分揀工作。1.2 系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)輸入電壓：AC200240V（帶愛護(hù)地三芯插座）消耗功率：250W環(huán)境溫度范圍：-540氣源：大于 0.2MPa 小于 0.85Mpa1.3 系統(tǒng)的設(shè)計要求依據(jù)把握對象的不同，我們所編寫的程序，選用的設(shè)備也會有所不同。我們要分析所需和所求。1.3.1 功能要求材料分揀裝置應(yīng)實(shí)現(xiàn)基本功能如下 ：（1）分揀出金屬和非金屬（2）分揀某一顏色塊歡迎下載（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1.3

23、.2 系統(tǒng)的把握要求PLC物料自動分揀系統(tǒng)利用電容傳感器，電感傳感器，顏色傳感器和備用傳感器對全部物料進(jìn)行分揀工作。全部物料通過步進(jìn)電機(jī)帶動皮帶進(jìn)入工作區(qū)域，當(dāng)通過不同的傳感器時，相應(yīng)的氣缸進(jìn)行工作，將物料進(jìn)行篩選。把握要求有以下幾個方面：（1）系統(tǒng)送電后，光電編碼器便可發(fā)生所需的脈沖 （2）電機(jī)運(yùn)行，帶動傳輸帶傳送物體向前運(yùn)行（3）有物料時，下料汽缸動作，將物料送出（4）當(dāng)電感傳感器檢測到鐵物料時，推汽缸1 動作（5）當(dāng)電容傳感器檢測到鋁物料時，推汽缸2 動作（6）當(dāng)顏色傳感器檢測到材料為某一顏色時，推汽缸3 動作 （7）其他物料被送到SD 位置時，推汽缸4 動作 （8）汽缸運(yùn)行應(yīng)有動作限位

24、愛護(hù) （9）下料槽內(nèi)無下料時，延時后自動停機(jī)歡迎下載第第 2 2 章章 把握系統(tǒng)的硬件設(shè)計把握系統(tǒng)的硬件設(shè)計PLC物料自動分揀系統(tǒng)的硬件設(shè)計，依據(jù)被控對象選擇相應(yīng)的plc把握系統(tǒng)，確定把握系統(tǒng)能夠滿足物料分揀的各項(xiàng)要求，性能要切合實(shí)際，既不能鋪張，又不能造成過大的誤差，滿足不了要求。這需要我們?nèi)ミx擇合適的PLC硬件系統(tǒng)。2.1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)PLC物料自動分揀系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖，如下圖所示。圖2-1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖2.2 硬件選型與硬件組態(tài)依據(jù)把握系統(tǒng)的需要，進(jìn)行plc的選型，然后進(jìn)行I/O口的安排。歡迎下載2.2.1 確定 I/ O 點(diǎn)數(shù)依據(jù)本設(shè)計的需要，系統(tǒng)的部件有電感傳感器，電容傳感

25、器，備用傳感器，顏色傳感器，五個氣缸，啟動和停止信號，總計需要24個I/O口，18個I口，6個O口。2.2.2 PLC 的選擇本系統(tǒng)裝置選用開關(guān)量把握，選用西門子公司的S7-200系列CPU226 型PLC。既節(jié)省成本，不會造成鋪張，又滿足本系統(tǒng)的需求。2.2.3 PLC 的輸入輸出端子安排依據(jù)所選擇的PLC型號，對本系統(tǒng)中PLC的I/O進(jìn)行如下的安排，如下表所示表 2-1 物料自動分揀裝置 PLC 輸入/輸出端子安排表歡迎下載西門子 PLC(I/O)分揀系統(tǒng)接口(I/O)備注I0.0UCP(計數(shù)傳感器)接旋轉(zhuǎn)編碼器I0.1SN(下料傳感器)推斷下料有無I0.2SA(電感傳感器)I0.3SB(

26、電容傳感器)I0.4SC(顏色傳感器)I0.5SD(備用傳感器)I0.6SFW1(推氣缸 1 動作限位)I0.7SEW2(推氣缸 2 動作限位)I1.0SFW3(推氣缸 3 動作限位)I1.1SFW4(推氣缸 4 動作限位)I1.2SFW5(下料氣缸動作限位)I1.3SBW1(推氣缸 1 回位限位)I1.4SBW2(推氣缸 2 回位限位)I1.5SBW3(推氣缸 3 回位限位)I1.6SBW4(推氣缸 4 回位限位)I1.7SBW5(下料氣缸回位限位)I2.0SB1(啟動) 輸 入 部 分I2.1SB2(停止) Q0.0M(輸送帶電機(jī)驅(qū)動器)Q0.1YV1(推氣缸 1 電磁閥)Q0.2YV2(

27、推氣缸 2 電磁閥)Q0.3YV3(推氣缸 3 電磁閥)Q0.4YV4(推氣缸 4 電磁閥) 輸 出 部 分Q0.5YV5(下料氣缸電磁閥)歡迎下載2.2.4 PLC 輸入輸出接線端子圖依據(jù)上表我們可以繪制出本設(shè)計PLC的接線端子圖，如下圖所示。圖2-2 PLC輸入輸出的接線端子圖2.3 檢測元件與執(zhí)行裝置的選擇檢測元件首先要保證符合系統(tǒng)的配置，要讓整個裝置能夠平安牢靠的工作，其次要物美價廉，最終整個裝置看起來要協(xié)調(diào)。2.3.1 步進(jìn)電機(jī)的選擇步進(jìn)電機(jī)是整個系統(tǒng)動力的來源。步進(jìn)電機(jī)的把握是由脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)歡迎下載打算的，不會受到負(fù)載變化的影響，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度運(yùn)行的，通過把握脈沖

28、的個數(shù)來把握為一輛，通過把握脈沖頻率來把握電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，來達(dá)到精確把握電機(jī)的目的。由于傳統(tǒng)脈沖跟不上時代的節(jié)奏，本設(shè)計接受微機(jī)把握產(chǎn)生脈沖，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的脈沖發(fā)生器，用軟件的方法產(chǎn)生把握脈沖，通過這種方法把握步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，包括電機(jī)的速度，加速度，運(yùn)行的角度，旋轉(zhuǎn)的角度。用軟件把握電機(jī)，使得電路沒那么簡單，在肯定程度上減小了誤差，提高了效率。步進(jìn)電機(jī)作為整個系統(tǒng)的動力源，帶動皮帶進(jìn)行物料的運(yùn)輸，與旋轉(zhuǎn)編碼器相連。為了達(dá)到精確把握物料的篩選，就要嚴(yán)格把握電機(jī)的運(yùn)作，精確電機(jī)的定位，因此，PLC物料自動分揀系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)選用的型號為42BYGH101。2.3.2 旋轉(zhuǎn)編碼器的選擇旋轉(zhuǎn)編碼器

29、是用來測量轉(zhuǎn)速的裝置，同時也能使用PWM技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速調(diào)速，是一款以光、電、機(jī)三大技術(shù)為核心的速度位移傳感器。旋轉(zhuǎn)編碼器具有辨別率高，功率損耗低，體積小這些優(yōu)點(diǎn)，能夠很好地與PLC物料自動分揀裝置很好的嵌合在一起，形成一個完善的plc物料自動分揀裝置。旋轉(zhuǎn)編碼器用來記錄步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動，每當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)一圈的時候，旋轉(zhuǎn)編碼器也跟著轉(zhuǎn)一圈，旋轉(zhuǎn)之后，旋轉(zhuǎn)編碼器吧信號傳送給PLC物料自動分揀系統(tǒng)，系統(tǒng)就會依據(jù)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動來下達(dá)指令。簡潔地來說，旋轉(zhuǎn)編碼器就是把步進(jìn)電機(jī)的脈沖量轉(zhuǎn)化為物料皮帶上的位移量。通過旋轉(zhuǎn)編碼器，就可以實(shí)現(xiàn)PLC系統(tǒng)對皮帶上的物料的位置進(jìn)行把握。當(dāng)物料經(jīng)過相應(yīng)的傳感器時，系統(tǒng)就會指

30、定相應(yīng)的氣缸進(jìn)行運(yùn)作，完成物料的篩選。歡迎下載PLC 物料自動選用 E6A2CW5C 旋轉(zhuǎn)編碼器,原理如下圖所示。圖 2-3 旋轉(zhuǎn)編碼器的原理示意圖2.3.3 電感式傳感器的選擇電感式傳感器 inductance type transducer 電感式傳感器的原理是電磁感應(yīng)，將感應(yīng)到的物理量，轉(zhuǎn)化為電量的一款儀器?？杀粰z測的物理量有位移、壓力、流量、頻率，加速度，厚度等等諸多物理量，利用這些物理量對電感產(chǎn)生的系數(shù)的變化，實(shí)現(xiàn)由被測信號到電量的轉(zhuǎn)化。電感式傳感器又稱位移式傳感器，它的結(jié)構(gòu)簡潔，由鐵芯、線圈和一部分電路組成，測量時，需要將一部分線圈接入被測電路，一點(diǎn)點(diǎn)被測量的變化都能被感應(yīng)到，與

31、plc 結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)在酸性堿性環(huán)境下進(jìn)行作業(yè)，牢靠性很高，工作壽命長。同時，電感式傳感器的辨別率和靈敏度都很高，能檢測到細(xì)小的變化，并且是線性的，可重復(fù)的，不會漏記，錯記，或是重記，格外好用。inductance type transducer 雖有頻率響應(yīng)低，可快速把握性低等缺點(diǎn)，但這不影響它在 PLC 物料自動分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用。本設(shè)計中的電感式傳感器是用來檢測金屬物料。PLC 物料自動分揀系統(tǒng)選用 M18X1X40 電感傳感器。M18X1X40 電感傳感器接線圖如下圖：光電碼盤歡迎下載圖 2-4 M18X1X40 電感傳感器接線圖M18X1X40 電感傳感器原理圖如下圖：圖 2-5 電感

32、傳感器的工作原理圖2.3.4 電容式傳感器的選擇電容式傳感器，可以測量的東西有很多，和電感式傳感器一樣可以測量位移、壓力、流量、頻率，加速度，厚度等，不過它還可以測量物質(zhì)的溫度，密度和濕度。電容式傳感器 capacitive type transducer 它是將測到的物理量的變化轉(zhuǎn)化為電容量的變化，來實(shí)現(xiàn)由非電量到電量之間的轉(zhuǎn)換。主要元件就是一個可變電容，主要分為極距變化型、面積變化型、介質(zhì)變化型三大類。電容式傳感器的結(jié)構(gòu)簡潔，穩(wěn)定性好，適應(yīng)性強(qiáng)，動態(tài)響應(yīng)好，靈敏度高，可以實(shí)現(xiàn)不用接觸就能測量，但是電容傳感器也有他的缺點(diǎn)，它不像電感傳感器是線性的，它比電感的阻抗高很多，因此負(fù)載力量也就差。下

33、圖為本系統(tǒng)所選的電容式傳感器的工作原理圖：歡迎下載圖2-6 電容式傳感器的工作原理圖2.3.5 顏色傳感器顏色傳感器，顧名思義，就是檢測物體的顏色，通過檢測物體的三基色 RGB(紅綠藍(lán))的反射比率來確定物體本身的顏色，將物體的顏色與設(shè)定的顏色相比較，然后傳遞信號給 plc 系統(tǒng)，以便選擇符合顏色的物料。顏色傳感器可以辨別人類肉眼難以辨別的細(xì)小差距的顏色，對顏色的辨別度更為敏感，同時它也更加快捷。PLC 物料自動分揀系統(tǒng)選用 TAOS 公司最新生產(chǎn)的 TCS230 顏色傳感TCS230傳感器的引腳如下圖所示：歡迎下載圖2-7 TCS230顏色傳感器引腳分布圖RGB 顏色傳感器介紹：TCS230是

34、美國TAOS公司生產(chǎn)的一款高性能的顏色傳感器。該款顏色傳感器帶有電流、頻率轉(zhuǎn)化器，具有數(shù)字兼容接口，可直接與微處理器或者其他電路相連接。它的輸入量是顏色，通過硅光電二極管陣列和一個電流頻率轉(zhuǎn)換器將檢測到的信號轉(zhuǎn)化為電信號（這些集成在一個CMOS電路上）。TCS230顏色傳感器的輸出是數(shù)字量，可與其他微機(jī)電路相連。TCS230芯片內(nèi)含一個交叉連接的 光電二極管陣列，都可以通過編程實(shí)現(xiàn)對這些光電二極管的操作，來達(dá)到精簡電路的目的。這些使得TCS230的具有辨別率高，誤差小，檢測范圍廣，電路簡潔，操作簡潔，使用簡潔等優(yōu)點(diǎn)，但也存在編程略微簡單的特缺點(diǎn)。引腳S0、S1為輸入端口，輸出頻率分頻系數(shù)選擇輸

35、入端；OE也是輸入端口，輸入頻率使能端，低電平有效，可以把握輸出的狀態(tài)；GND為芯片電源接地端；VDD為芯片電源電壓端。OUT為頻率輸出端口，輸出頻率（fo）。S2、S3為輸入端口，是光電二極管類型選擇輸入端，選擇濾波器的類型。正由于有了這些，使得組合S0、S1和S2、S3可以達(dá)到不同的使用目的。下表所示是S0、S1及S2、S3的可用組合。歡迎下載表 2-2 S0、S1 和 S2、S3 的組合選項(xiàng)S0S1輸出頻率定標(biāo)S2S3濾波器類型LL關(guān)斷電源LL紅色LH20%LH藍(lán)色HL20%HL無HH100%HH綠色2.6 光電編碼器光電編碼器，又稱手輪（全稱手動脈沖發(fā)生器），是一款通過光學(xué)原理和電學(xué)原

36、理將檢測到的物理量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量或者脈沖量的光電儀器，是一種數(shù)字化的儀器。具有抗干擾力量強(qiáng)，計算精確結(jié)構(gòu)簡潔，造型新穎，易于檢修，使用簡潔便利，性價比高，帶載力量強(qiáng)等特點(diǎn)，在航天航空，數(shù)控機(jī)床，機(jī)器人，電動機(jī)，自動檢測等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。幾十年的進(jìn)展，光電編碼器的進(jìn)展趨于更加成熟，性能更加優(yōu)越，同時還伴隨著一系列的工業(yè)化產(chǎn)品，而目前使用最多的光電編碼器主要有光柵盤和光電探測裝置構(gòu)成，檢測原理為光電碼盤與電機(jī)同軸轉(zhuǎn)動，電機(jī)每轉(zhuǎn)動一個角度，光電編碼器就檢測到一個數(shù)據(jù)，將建測到的數(shù)據(jù)發(fā)送給plc，在測量當(dāng)前電動機(jī)轉(zhuǎn)速的同時還能夠記錄旋轉(zhuǎn)的方向與角度。依據(jù)光電編碼器的檢測原理，編碼器可分為光學(xué)式

37、光電編碼器、磁式光電編碼器、感應(yīng)式光電編碼器和電容式光電編碼器。 當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時，光電編碼器也跟著同軸轉(zhuǎn)動，A、B兩根線就會產(chǎn)生脈沖，A、B兩根線的脈沖永久相差九十度的相位角。當(dāng)A相脈沖超前于B相脈沖時，光電編碼器為正轉(zhuǎn)，電機(jī)也就是正轉(zhuǎn)。當(dāng)A相脈沖滯后于B相脈沖時，光電編碼器為反轉(zhuǎn)，電機(jī)也就是反轉(zhuǎn)。A線可單獨(dú)用來測量脈沖的個數(shù)。下圖為光電編碼器的波形圖和工作原理圖：歡迎下載圖 2-8 光電編碼器的原理圖和波形歡迎下載第第 3 3 章章 把握系統(tǒng)的軟件設(shè)計把握系統(tǒng)的軟件設(shè)計軟件的設(shè)計，關(guān)系到整個系統(tǒng)能否正常運(yùn)行，是整個系統(tǒng)裝置的核心，程序的設(shè)計應(yīng)當(dāng)依照系統(tǒng)想要實(shí)現(xiàn)的工作流程，寫出相應(yīng)程序，畫出相應(yīng)

38、的流程圖，并設(shè)計PLC程序的梯形圖。3.1 把握系統(tǒng)流程圖設(shè)計依據(jù)我們想要實(shí)現(xiàn)的物料能夠進(jìn)行自動分揀，分析過每一個步驟，一步接著一步的工作流程，特此畫出如下的流程圖：圖3-1把握系統(tǒng)的流程圖 當(dāng)系統(tǒng)上電后，裝置開頭運(yùn)行。下料槽上有物料，系統(tǒng)檢測到后，光電碼盤發(fā)出脈沖，皮帶開頭帶動物體向前移動，電容傳感器檢測到有相應(yīng)物體通過，則對應(yīng)氣缸運(yùn)動，將物體選出，選出之后氣缸回位，若不是相應(yīng)物體，則氣缸不工作。物體連續(xù)前行，當(dāng)電感傳感器檢測到有相應(yīng)物體通過是，則對應(yīng)氣缸進(jìn)行工作，將物體選出，之后氣缸回位，若不是相應(yīng)物體，則氣缸不工作。歡迎下載物體連續(xù)前行，顏色傳感器檢測到有相應(yīng)物體通過時，則對應(yīng)氣缸工作，

39、將物體選出，之后氣缸回位，若不是，氣缸不工作，物料連續(xù)前行。然后備用傳感器同理，選出對應(yīng)的物體。本系統(tǒng)裝置可以實(shí)現(xiàn)多次運(yùn)行和單次運(yùn)行。若有需要，本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對分揀過的物料進(jìn)行計數(shù)，實(shí)現(xiàn)對一種物料和多種物料進(jìn)行分揀，只需增加一些程序，或者相應(yīng)的裝置（例如不同的傳感器、計數(shù)器等）。3.2 把握系統(tǒng)程序設(shè)計依據(jù)流程圖和想要實(shí)現(xiàn)的功能，進(jìn)行程序的編寫（留意程序的完整性與功能性），利用STEP7-Micro/WIN40進(jìn)行程序的編寫與植入。下面對一些元件做一下簡潔的介紹：這條指令是當(dāng)使能端輸入有效時，從Q0.0或Q0.1輸出高速脈沖。這條指令是當(dāng)輸入有效時，使程序進(jìn)入高速計數(shù)模式。 這條指令是當(dāng)輸入指令

40、有效時，把握高速計數(shù)器的工作的。歡迎下載下面對所編寫的部分梯形圖作簡潔的介紹說明：程序1.0程序1.1（1）這兩條程序?yàn)橹鞒绦?，?dāng)PLC運(yùn)行時，第一次掃描SM0.1=1，將Q0.0清零，使能端有效，開頭調(diào)用子程序SBR_0。歡迎下載程序2.0（2）這嗷嗷程序?yàn)?，?dāng)系統(tǒng)處于RUN模式時，通過設(shè)置PWM的周期與脈寬來設(shè)置PWM，然后產(chǎn)生輸入脈沖，電機(jī)就啟動，帶動皮帶上的物體進(jìn)行工作。當(dāng)皮帶上沒有無聊時，則通過T33延時后自動停機(jī)。歡迎下載程序3.0（3）這條程序?yàn)楦咚儆嫈?shù)指令，進(jìn)行過初始化操作（定義HSCO的把握方式，清零，設(shè)置欲置值，定義工作模式）之后，就開頭計數(shù)。就能夠?qū)崿F(xiàn)對電機(jī)的精確把握，以

41、及對物料的計數(shù)。歡迎下載歡迎下載 程序4.0（4）這條程序就是物料自動分揀的主要程序了，當(dāng)各個傳感器檢測到有相應(yīng)物體通過時，電機(jī)停止前進(jìn)一秒，相應(yīng)的氣缸工作，將物料分揀出來，然后氣缸回位，電機(jī)連續(xù)前行。歡迎下載第第 4 4 章章 把握系統(tǒng)的調(diào)試把握系統(tǒng)的調(diào)試全部的東西，設(shè)計好了之后，在應(yīng)用前都要進(jìn)行調(diào)試。我們在plc軟硬件，軟件設(shè)計完成之后，也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行調(diào)試工作。人無完人，每個人都會出錯，我們在整個系統(tǒng)的設(shè)計過程當(dāng)中，難免會有些疏漏，當(dāng)我們使用所設(shè)計的物料自動分揀系統(tǒng)裝置之前，要進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y試與調(diào)試，來排解一些程序中的錯誤，和系統(tǒng)中的不足。盡量做到最好，為以后的應(yīng)用打好堅實(shí)的基礎(chǔ)。除此之外，全部

42、的硬件也應(yīng)進(jìn)行調(diào)試工作，已達(dá)到最佳的使用預(yù)備。4.1 硬件調(diào)試1電感傳感器的調(diào)試在電感傳感器相對應(yīng)的皮帶位置放上物料，調(diào)整電感傳感器的位置，使電感傳感器恰好達(dá)到能夠檢測到物料的位置，相應(yīng)指示燈亮即可。2電容傳感器的調(diào)試在電容傳感器相對應(yīng)的皮帶位置放上物料，調(diào)整電容傳感器的位置，使電容傳感器恰好達(dá)到能夠檢測到物料的位置，相應(yīng)指示燈亮即可。3顏色傳感器的調(diào)試在顏色傳感器相對應(yīng)的皮帶位置放上物料，調(diào)整顏色傳感器的位置，使顏色傳感器恰好達(dá)到能夠檢測到物料的位置，相應(yīng)指示燈亮即可。4.2 軟件調(diào)試我們通過個人電腦應(yīng)用STEP7-Micro/WIN40進(jìn)行程序的書寫和編譯，在書寫過程中要細(xì)心認(rèn)真，寫完之后認(rèn)真檢查。檢查無誤后，通過數(shù)據(jù)線將寫好的程序下載到PLC中。然后接通電源，將裝置啟動，檢查相應(yīng)的指示燈是否亮起。然后在相應(yīng)的位置放置相應(yīng)的物料，觀看物料是否能夠被整正確的分揀。分條件進(jìn)行不同的試驗(yàn)，看是否能滿足本設(shè)計的需要，是否依據(jù)本設(shè)計的流程在進(jìn)行工作。若沒有達(dá)到要求，則認(rèn)真進(jìn)行分析，查找緣由，盡量解決困難與問題，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的物料自動分揀。歡迎下載 4.3 整體調(diào)試將寫好的程序?qū)懭隤LC，PLC物料自動分揀裝置啟動，放置不同的物料，觀看裝置是否依據(jù)要求進(jìn)行物料自動分揀，假如能達(dá)到要求，皆大快活