【正文】 入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻起至它控制的有關(guān)外部輸出信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻之間的間隔。 一、幾十年來(lái)，繼電器控制系統(tǒng)為工業(yè)控制的發(fā)展起到了巨大的作用，而且目前仍然在工業(yè)領(lǐng)域中大量的應(yīng)用 ，然而其控制性能與自身的功能已無(wú)法滿足與適應(yīng)工業(yè)控制的要求和發(fā)展，與 PLC 相比較，存在著質(zhì)的差別。 （ 8） 維護(hù)：繼電器控制系統(tǒng)維護(hù)復(fù)雜、工作量大， PLC 維護(hù)工作量小。 （ 7） 價(jià)格：通用計(jì)算機(jī)價(jià)格高， PLC 價(jià)格較低。根據(jù)選用的傳感器類型不同，可分辨出鐵、鋁及非金屬，并能分辨出某種顏色。 物料傳感器 2 為電容傳感器 ，當(dāng)檢測(cè)出物料為鋁質(zhì)物料時(shí) ， 反 饋信號(hào)送 PLC， PLC 控制氣動(dòng)閥 2 動(dòng)作選出該物料 ； 物料傳感器 3 為顏色傳感器 ， 當(dāng)檢測(cè)出物料的顏色為待檢測(cè)顏色時(shí) ， PLC 控制氣動(dòng)閥 3 動(dòng)作選出該物料 。空氣壓縮機(jī)通過(guò)電磁閥 來(lái) 控制推手把物料分揀下去。 FX2N 是 FX 系列中功能最強(qiáng)、速度最快的微型可編程序控制 器 。 在 FX2N 系列 PLC 基本單元上，可連接擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊以及各種功能的特殊單元、特殊模塊，還可在基本單元左側(cè)接口上，連接一臺(tái)功能擴(kuò)展板 ， 完成 FX2N 系列PLC 與各種外部設(shè)備的通信，實(shí)現(xiàn)模擬量設(shè)定功能。如果目標(biāo)是塑料做的，紙做的或（油基 或水基）流體、顆粒、或者粉末，那么需要一個(gè)電容傳感器。對(duì)檢測(cè)正確性要求較高的場(chǎng)合或傳感器安裝周圍有金屬對(duì)象的情況下 ， 需要選用屏蔽式電感性接近傳感器 ， 因?yàn)檫@種類型的傳感器事先已經(jīng)將振蕩線圈周圍的磁場(chǎng)進(jìn)行了屏蔽 ， 只有當(dāng)金屬對(duì)象處于傳感器前端時(shí)才觸發(fā)傳感器狀態(tài)的變化。 按磁路幾何參數(shù)變化形式的不同，目前常用的自感式傳感器有變氣隙式、變面積式與螺管式三種；按磁路的結(jié)構(gòu)型式又有 E 型或罐型等等；按組成方式分，有單一式與差動(dòng)式兩種。 從下列性能數(shù)據(jù)也可以看出它有很多優(yōu)點(diǎn)： 額定工作值按 EN 6094756 標(biāo)準(zhǔn)定義為： Uo=8， 2VDC Ri=1000 歐姆 反極性保護(hù) 滯后 H1....10% 溫度漂移 177。光電流的大小與光照強(qiáng)度成正比，于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強(qiáng)度變化而變化的電信號(hào)。在金屬圓筒內(nèi)有一個(gè)小的白熾燈做為光源。（激光二極管除外，它與普通 LED 的原理相同，但能產(chǎn)生幾倍的光能，并能達(dá)到更遠(yuǎn)的檢測(cè)距離）。 電容傳感器 的 介紹 電容式傳感器是將被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種傳感器。靈敏度 S 與初始極距δ 0的平方成反比，故可用減少δ 0的辦法來(lái)提高靈敏度。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，也采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu)，以提高靈敏度。輸出有 NPN 輸出、 PNP 輸出、電壓 0－ 5DVC； 0－ 30DVC輸出、 90－ 260VAC，檢測(cè)距離從 4mm25mm 不等。 本設(shè)計(jì) 分析了目前市場(chǎng)上應(yīng)用極為廣泛的顏色傳感器類型和每種顏色傳感器的應(yīng)用場(chǎng)合，以選擇最適合在本設(shè)計(jì)中所能應(yīng)用的傳感器。三種光通過(guò)同一透鏡發(fā)射后被目標(biāo)物體反射。這種傳感器大多數(shù)都有內(nèi)建的某種形式的圖表和 閥值，利用它可確定操作特性。主要應(yīng)用于印刷品、包裝標(biāo)簽、填充物、包裝記號(hào)、商標(biāo)、零件的辯識(shí)和分類。根據(jù)此式我們知道，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與磁極數(shù)和使用電源的頻率有關(guān)，為此，控制交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有兩種方法： 改變磁極法； 變頻法。為此我們稱三相電動(dòng)機(jī)為異步電動(dòng)機(jī)。如果系統(tǒng)中某些地方的工作壓力要求較低，可以采用減壓閥來(lái)供氣。 *******畢業(yè)（論文） 15 第 4 章 基于 PLC 的材料分揀系統(tǒng)的 軟件 部分 設(shè)計(jì) 本課題是關(guān)于材料分揀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先，梯形圖按自上而下，從左至右的順序排列，每個(gè)繼電器為一個(gè)邏輯行，即一層階梯。由于 PC 的指令比較簡(jiǎn)單，所以語(yǔ)句表編程比較簡(jiǎn)單。 本系統(tǒng)采用可編程控制器 來(lái)控制分揀系統(tǒng)裝置。 以下是我對(duì)于以上設(shè)計(jì)思路來(lái)進(jìn)行軟件程序設(shè)計(jì)的。這樣被分揀物料就會(huì)有規(guī)律的被傳送到傳送帶上被分揀。 在 下面的梯形圖中，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)光點(diǎn)傳感器沒(méi)檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，則記時(shí)器 3 開(kāi)始記時(shí)，等 12 秒一過(guò)則通過(guò) M102 使整個(gè)程序停止運(yùn)行。我設(shè)計(jì)的是用電容傳感器來(lái)檢測(cè)的。 上 圖 46 是實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的梯形圖設(shè)計(jì)。 不管哪個(gè)傳感器有信號(hào)時(shí)都會(huì)給電動(dòng)機(jī)一個(gè)信號(hào)，使它停止轉(zhuǎn)動(dòng) ，等待氣缸推手把物料 分揀下去。 一、并行數(shù)據(jù)通 信 并行數(shù)據(jù)通 信 是指以字或字節(jié)為單位的數(shù)據(jù)傳輸方式。數(shù)據(jù)和聯(lián)絡(luò)信號(hào)在這根線上按位進(jìn)行 傳輸。由于在每一個(gè)數(shù)據(jù)字符的發(fā)送過(guò)程中，異步串行通信方式都要花費(fèi)時(shí)間來(lái)傳送起始位、停止位等附加的非有效信息位，因此它的傳輸效率低，但是我這個(gè)材料分揀系統(tǒng)屬于低速場(chǎng)合，所以異步串行通信方式還是比較適合的。其中 COMCOM2 分別是 PC 機(jī)配有的兩個(gè)串行接 口的標(biāo)稱。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是由 VB、 VC 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編寫(xiě)的 DLL（動(dòng)態(tài)連接庫(kù)）文件，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中包含符合各種設(shè)備通訊協(xié)議的處理程序，將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的特征數(shù)據(jù)采集進(jìn)來(lái)或發(fā)送出去。本課題是通過(guò)可編程序控制器（ PLC）來(lái)實(shí)現(xiàn)的，主體部分包括傳感器、電動(dòng)機(jī)和空氣壓縮機(jī)等。 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展 ， 市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈 ， 因此各個(gè)生企業(yè)都迫切地需要改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù) ， 提高生產(chǎn)效率 ， 尤其在需要進(jìn)行材料分揀的企業(yè) ， 以往一直采用人工分揀的方法 ,致使生產(chǎn)效率低 ， 生產(chǎn)成本高 ， 企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力差 ， 材料的自動(dòng)分揀已成為企業(yè)的 必要 選擇針對(duì)上述問(wèn)題 ， 利用 PLC 技術(shù)設(shè)計(jì)了一種成本低 ,效率高的材料自動(dòng)分揀裝置 ,在材料分揀過(guò)程中取得了較好的控制效果。它所發(fā)揮的重要作用，得到各個(gè)發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家的高度重視。相信不久的將來(lái)，大型 PLC 會(huì)全部使用 64 位 RISC 芯片 ， 用 PLC 取代微機(jī)的工業(yè)控制將成為現(xiàn)實(shí)。s stability. Under the control of, accuracy is low , the malfunction is more paratively if adopt routine appearance to be in progress to this kind system since connection is plicated,effect affecting equipment39。在此過(guò)程中我也得到同學(xué)及別的老師的幫助 ,在此我向他們表示衷心的感謝 ,我再次感謝我的周老師 ,沒(méi)有他的指導(dǎo)我得不到今天的成就。為獲取更高速度，就需要提高 CPU 的等級(jí)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器也同時(shí)得到迅速發(fā)展。 本課題是《基于 PLC 的材料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，由于沒(méi)找到關(guān)于本課題的前人的作品作為參考，所以它是完全按照自己的想法思路去進(jìn)行設(shè)計(jì)的。它體現(xiàn)了本專業(yè)的精髓。 圖 53 MCGS 組態(tài)軟件的構(gòu)成 MCGS 與設(shè)備進(jìn)行通訊： MCGS 通過(guò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 圖 52 I/O 接口圖 上圖為材料分揀系統(tǒng)的 I/O 接口圖。這樣，即使接受雙方的時(shí)鐘頻率略有偏差，也不會(huì)因偏差的累計(jì)而導(dǎo)致錯(cuò)位。在這種數(shù)據(jù)傳輸方式中，數(shù)據(jù)傳輸在一個(gè)傳輸方向上只用一根通信線。數(shù)據(jù)通訊的實(shí)質(zhì)是代表“ 1”和“ 0”的數(shù)字信號(hào)從源點(diǎn)通過(guò)通訊媒體向目標(biāo)點(diǎn)的傳送。 圖 47 備用傳感器檢測(cè)分揀部分 七、傳送帶 控制部分 我設(shè)計(jì)的傳送帶是由三相異步電動(dòng)機(jī) 來(lái)驅(qū)動(dòng)的。此設(shè)計(jì) 用開(kāi)關(guān) X014 來(lái)代替顏色傳感器， X0 X021 分別是 氣缸推手的 限位開(kāi)關(guān)。 Y00 Y003 分別代表氣缸控制推手前行程動(dòng)作和后行程動(dòng)作。是為了防止下料箱沒(méi)有物料時(shí)，通過(guò)一個(gè)周期記時(shí)后發(fā)出一個(gè)信號(hào)使整個(gè)系統(tǒng)停止運(yùn)行，這樣可以節(jié)省大量的資源。 在光電傳感器檢測(cè)到物料時(shí)，程序首先形成自鎖，同時(shí)記時(shí)器 1 開(kāi)始記時(shí) ，氣缸推手把物料推入傳送帶。若第一個(gè)光電傳感器沒(méi)檢測(cè)到物料，則斷電延時(shí)器開(kāi)始記時(shí)，到一周期后斷電， 整個(gè)系統(tǒng)停止。在一個(gè)掃描周期內(nèi)，前面執(zhí)行的結(jié)果，馬上就可被后面的將要執(zhí)行的任務(wù)所用。 語(yǔ)句編程也是各種 PC 通用的編程方式。 梯形圖編程是各種 PC 通用的方式。 （ 3） 節(jié)省易耗品 特殊設(shè)計(jì)的雙柱形油氣罐，罐內(nèi)構(gòu)筑多個(gè)立面，使油氣混合氣體在罐內(nèi)經(jīng)數(shù)次 分離但又不產(chǎn)生城市降，減小油霧，延長(zhǎng)加油周期和油霧分離器的使用時(shí)間，使用權(quán)其能長(zhǎng)時(shí)間輸出含油量低于 3PPM 的壓縮空氣。 空氣壓縮機(jī)的選擇主要依據(jù)氣動(dòng)系統(tǒng)的工作壓力和流量。一般情況下，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速 n1 低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速 n。 單 相電源相與相之間的電壓在相位上是相差 120度的，三相異步電動(dòng)機(jī)定子中的三個(gè)繞組在空間方位上也互差 120 度，這樣，當(dāng)在定子繞組中通入三相電源時(shí)，定子繞組就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)一周，即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度與電流的變化是同步的。 應(yīng)用范圍： CS 系列色彩檢測(cè)器是應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)線上的色彩測(cè)量的傳感器，具有測(cè)量速度快、分辨率高、不受外界光線干擾且無(wú)須任何保養(yǎng)的特點(diǎn)。利用這種模式可實(shí)現(xiàn)微小 顏色判別的檢測(cè)，但傳感器會(huì)受目標(biāo)機(jī)械位置的影響。由于這種顏色檢測(cè)法精密度極高，所以 RGB傳感器能準(zhǔn)確區(qū)別極其相似的顏色，甚至相同顏色的不同色調(diào)。 在分揀支路上安裝色敏傳感器，通過(guò)調(diào)整色敏傳感器的工作點(diǎn)，進(jìn)行顏色測(cè)定時(shí)，須對(duì)信號(hào)采集電路的信號(hào)輸出大小進(jìn)行計(jì)算，得出被測(cè)物塊的顏色值，把所測(cè)的顏色值同 PLC 中的物塊顏色值進(jìn)行比較，得到它們之間最相關(guān)的值，確定所測(cè)值的顏色。 主要是因?yàn)樗幸韵聝?yōu)點(diǎn)：電容式接近開(kāi)關(guān) CCJ/CRJ 系列具有多種電源、響應(yīng)頻率快等特點(diǎn)，能可靠的檢測(cè)金屬、非金屬。它與變極距型不同的是，被測(cè)量通過(guò)動(dòng)極板移動(dòng)，引起兩極板有效覆蓋面積 A 改變，從而得到電容的變化。 一、 圖 35 為傳感器的原理圖。 （ 5）內(nèi)裝控制輸出過(guò)電流保護(hù)線路。不象白熾燈那樣， LED 抗震動(dòng)抗沖擊，并且沒(méi)有燈絲。 二、 光電傳感器應(yīng)用 光電傳感器是一種小型電子設(shè)備，它可以檢測(cè)出其接收到的光強(qiáng)的變化。 當(dāng)有光照時(shí)，載流子被激發(fā)，產(chǎn)生電子 空穴，稱為光電載流子。這種 電感式傳感器通過(guò)高頻交流電磁場(chǎng)以無(wú)磨損和非接觸的方式檢測(cè)金屬物體，對(duì)普通傳感器 而言，磁場(chǎng)由繞在鐵氧體芯上的 LC 振蕩電路產(chǎn)生。 二、分類及介紹 選的是電感傳感器中的自感 式 傳感器。 電感式接近傳 感器只對(duì)金屬對(duì)象敏感 ， 因此電感式接近傳感器不能應(yīng)用于非金屬對(duì)象檢測(cè)。這取決于將要 檢測(cè) 的目標(biāo)的材料。還能做數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)排列、三角函數(shù)運(yùn)算、平方根以及浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、 脈沖輸出（ 20kHz/DC5V， 10kHz/DC12~14V）、脈寬調(diào)制、 PID 運(yùn)算等更為復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。 表 31 輸入 信號(hào)和 輸出 信號(hào) 輸入信號(hào)： 推氣缸 1 動(dòng)作限位 SFW1 X004 推氣缸 2 動(dòng)作限位 SFW2 X012 推氣缸 3 動(dòng)作限位 SFW3 X020 推氣缸 4 動(dòng)作限位 SFW4 X023 推氣缸 5 動(dòng)作限位 SFW5 X001 電感傳感器 SA X003 電容傳感器 SB X011 顏色傳感器 SC X014 備用傳感器 SD X022 光電傳感器 SN X000 推氣缸 1 動(dòng)作限位 SBW1 X010 推氣缸 2 動(dòng)作限位 SBW2 X013 推氣缸 3 動(dòng)作限位 SBW3 X021 推氣缸 4 動(dòng)作限位 SBW4 X024 推氣缸 5 動(dòng)作限位 SBW5 X002 輸出信號(hào)： 推氣缸 1 電磁閥 YV1 Y003 推氣缸 2 電磁閥 YV2 Y005 推氣缸 3 電磁閥 YV3 Y007 推氣缸 4 電磁閥 YV4 Y009 推氣缸 5 電磁閥 YV5 Y011 電動(dòng)機(jī) YV6 Y002 根據(jù)要求選用選用三菱 FX2N 系列 PLC。 光電傳感器一共有兩個(gè)，一個(gè)用于進(jìn)料槽檢測(cè)有無(wú)物品，另一個(gè)作為備用傳感器負(fù)責(zé)把前面三個(gè)傳感器漏揀的物料分揀