【文章內(nèi)容簡介】 轉(zhuǎn)時，通過連桿滑塊5和活塞4的傳遞轉(zhuǎn)換，使活塞3在氣缸2內(nèi)作往復(fù)運動。當(dāng)活塞向右移動時，缸內(nèi)左腔密封容積逐漸增大，使其中的氣壓低于大氣壓，吸氣閥8被外界大氣壓力頂開，空氣在大氣壓力作用下進(jìn)入氣缸內(nèi)，形成吸氣過程；當(dāng)活塞向左移動時，缸內(nèi)左腔密封容積逐漸減小，空氣受壓使氣壓升高，將吸氣閥關(guān)閉，形成壓縮過程；當(dāng)缸內(nèi)壓縮空氣壓力升至高于輸氣管路中壓力時，排氣閥1頂開，壓縮空氣排入輸氣管路，形成排氣過程?；钊娇諝鈮嚎s機的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命長，容易實現(xiàn)大流量和高壓輸出；缺點是振動大、噪聲大，輸出流量、壓力有脈動，需使用儲氣罐穩(wěn)壓。 活塞式空氣壓縮機工作原理1—排氣閥； 2—氣缸； 3—活塞； 4—活塞；5—滑塊； 6—連桿； 7—曲柄； 8—吸氣閥； 9—彈簧冷卻器安裝在空氣壓縮機出口的管道上，將空氣壓縮機排出的溫度高達(dá)120℃—150℃的氣體冷卻到40℃—50℃，從而使其中的水蒸氣和被高溫氧化的油霧冷凝成水滴和油滴而析出，進(jìn)而初步分離，以便對壓縮空氣實施進(jìn)一步凈化處理。因冷卻介質(zhì)為水，它的冷卻效率高，常用于中型和大型壓縮機。在工作時，一般是水在管內(nèi)流動，空氣在管間流動。管內(nèi)流動的冷卻水多為單程或雙程流動，管間空氣可以自由流動。壓縮空氣在冷卻過程中生成的冷凝水可通過排水器排出。在冷卻器上應(yīng)安裝溫度計以監(jiān)測工作情況。儲氣罐的主要作用是：儲存一定數(shù)量的壓縮空氣，以備發(fā)生故障或臨時需要應(yīng)急使用；消除由于空氣壓縮機斷續(xù)排氣而對系統(tǒng)引起的壓力脈動，保證輸出氣流的連續(xù)性和平穩(wěn)性。進(jìn)一步分離壓縮空氣中的油、水等雜質(zhì)。氣動系統(tǒng)不同于液壓系統(tǒng)，一般每一個液壓系統(tǒng)都自帶液壓源（液壓泵）；而在氣動系統(tǒng)中，一般來說由空氣壓縮機先將空氣壓縮，儲存在貯氣罐內(nèi)，然后經(jīng)管路輸送給各個氣動裝置使用。 有些氣動回路需要依靠回路中壓力的變化來實現(xiàn)控制兩個執(zhí)行元件的順序動作，所用的這種閥就是順序閥。順序閥與單向閥的組合稱為單向順序閥。所有的氣動回路或貯氣罐為了安全起見，當(dāng)壓力超過允許壓力值時，需要實現(xiàn)自動向外排氣，這種壓力控制閥叫安全閥。限位開關(guān)又稱行程開關(guān)或位置開關(guān)。它是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路工作狀態(tài)的控制電器。行程開關(guān)的動作原理與控制按鈕相似，在機床設(shè)備中，事先將行程開關(guān)根據(jù)工藝要求安裝在一定的行程位置上。部件在運行中，當(dāng)裝于生產(chǎn)機械運動部件上的模塊撞擊行程開關(guān)時，使行程開關(guān)的觸點動作而實現(xiàn)電路的切換，達(dá)到控制運動部件行程位置的目的。直動式行程開關(guān)的機構(gòu)原理與復(fù)式按鈕相似。機床撞塊壓下推桿時，其常閉觸頭分開，而常開觸頭閉合；當(dāng)撞塊離開推桿時，觸頭在彈簧力作用下恢復(fù)原來狀態(tài)。這種行程開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜，因此本設(shè)計采用直動式限位開關(guān)型號為LX19K。熔斷器一種簡單而有效的保護(hù)電器。在電路中主要起短路保護(hù)作用。其主要由熔體和安裝熔體的絕緣管(絕緣座)組成。使用時，熔體串接于被保護(hù)的電路中，當(dāng)電路發(fā)生短路故障時，熔體被瞬時熔斷而分?jǐn)嚯娐罚鸬奖Ｗo(hù)作用。 熔斷器的工作原理是：當(dāng)電路發(fā)生故障或異常時，伴隨著電流不斷升高，升高的電流有可能損壞電路中的某些重要器件或貴重器件，也有可能燒毀電路甚至造成火災(zāi)。若電路中正確地安置了熔斷器，那么，熔斷器就會在電流異常升高到一定的高度和一定的時候，自身熔斷切斷電流，從而起到保護(hù)電路安全運行的作用。由于系統(tǒng)容量較小，系統(tǒng)容量主要是電動機，故選用RCIA系列熔斷器。電動機分為直流電機和交流電機，交流電機又分為同步電機和異步電機。由于異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單，制造、使用方便，運行可靠，成本低廉，效率較高等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。例如，在工業(yè)生產(chǎn)中，異步電動機用于拖動中小型軋鋼設(shè)備，各種金屬切削機床，輕工機械和礦山機械等；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，異步電動機用于拖動水泵，粉碎機以及其他農(nóng)副產(chǎn)品的加工機械；在民用電器方面的電風(fēng)扇、洗衣機、空調(diào)機等也都是用異步電動機拖動的。所以系統(tǒng)中電機選用為異步電機，因為系統(tǒng)容量較小所以選用電機為STMS90S系列。 第4章 PLC自動控制的軟件設(shè)計 系統(tǒng)程序流程PLC程序工作流程[1012]如下：(1) 接通電源，按下啟動開關(guān)，系統(tǒng)啟動，進(jìn)入自檢狀態(tài)，等待物體進(jìn)入料槽；(2)下料光電傳感器檢測到料槽有料時，料槽出料氣缸開始動作，將物料推到傳送帶上；當(dāng)氣缸碰到前限位開關(guān)的時候，計數(shù)器加一，氣缸停止前進(jìn)，開始后退；當(dāng)氣缸碰到后限位開關(guān)的時候停止后退。 (3)氣缸碰到后限位開關(guān)停止后退時，傳送帶上電機開始轉(zhuǎn)動。(4)當(dāng)鐵傳感器檢測到鐵制物料通過的時候，氣缸一開始動作，把物料推到一號料倉中；當(dāng)氣缸碰到前限位開關(guān)的時候，氣缸停止前進(jìn)，開始后退；當(dāng)氣缸碰到后限位開關(guān)的時候停止后退。(5) 氣缸碰到后限位開關(guān)停止后退時，計數(shù)器減一。(6) PLC判斷計數(shù)器是否為零，是零的話，系統(tǒng)復(fù)位；不為零的時候在料倉光電傳感器有信號的時候下料氣缸動作；下料氣缸沒有信號的時候返回傳動帶電機，執(zhí)行下一步操作。(7)當(dāng)鋁傳感器檢測到鋁制物料通過的時候，氣缸二開始動作，把物料推到二號料倉中；當(dāng)氣缸碰到前限位開關(guān)的時候，氣缸停止前進(jìn)，開始后退；當(dāng)氣缸碰到后限位開關(guān)的時候停止后退。(8) 氣缸碰到后限位開關(guān)停止后退時，計數(shù)器減一。(9) PLC判斷計數(shù)器是否為零，是零的話，系統(tǒng)復(fù)位；不為零的時候在料倉光電傳感器有信號的時候下料氣缸動作；下料氣缸沒有信號的時候返回傳動帶電機，執(zhí)行下一步操作。(10)當(dāng)顏色傳感器檢測到紅顏色物料通過的時候，氣缸三開始動作，把物料推到三號料倉中；當(dāng)氣缸碰到前限位開關(guān)的時候，氣缸停止前進(jìn)，開始后退；當(dāng)氣缸碰到后限位開關(guān)的時候停止后退。(11) 氣缸碰到后限位開關(guān)停止后退時，計數(shù)器減一。(12) PLC判斷計數(shù)器是否為零，是零的話，系統(tǒng)復(fù)位；不為零的時候在料倉光電傳感器有信號的時候下料氣缸動作；下料氣缸沒有信號的時候返回傳動帶電機，執(zhí)行下一步操作。(13)當(dāng)光電傳感器檢測到物料通過的時候，氣缸四開始動作，把物料推到四號料倉中；當(dāng)氣缸碰到前限位開關(guān)的時候，氣缸停止前進(jìn)，開始后退；當(dāng)氣缸碰到后限位開關(guān)的時候停止后退。(14) 氣缸碰到后限位開關(guān)停止后退時，計數(shù)器減一。(15) PLC判斷計數(shù)器是否為零，是零的話，系統(tǒng)復(fù)位；不為零的時候在料倉光電傳感器有信號的時候下料氣缸動作；下料氣缸沒有信號的時候返回傳動帶電機，執(zhí)行下一步操作。(16)當(dāng)四個傳感器都沒有信號時，PLC判斷計數(shù)器是否為零，是零的話，系統(tǒng)復(fù)位；不為零的時候在料倉光電傳感器有信號的時候下料氣缸動作；下料氣缸沒有信號的時候返回傳動帶電機，執(zhí)行下一步操作。 系統(tǒng)的流程圖 系統(tǒng)I/O分配I/ 所示，為了實現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制，系統(tǒng)的五個傳感器需要五個輸入口，十個限位開關(guān)需要10個輸入口，輸出口分別分配給一個傳送帶電機和五個氣缸共需要6個輸出口。型號為FX2N32MR001型的PLC分別有16個輸入口和輸出口，符合系統(tǒng)的I/O分配要求。 I/O分配表輸入繼電器外部器件輸出繼電器外部器件X000料倉光電傳感器Y000下料氣缸電磁閥X001料倉前限位開關(guān)Y001傳送帶電機X002料倉后限位開關(guān)Y002氣缸一電磁閥X003鐵傳感器Y003氣缸二電磁閥X004氣缸一前限位開關(guān)Y004氣缸三電磁閥X005氣缸一后限位開關(guān)Y005氣缸四電磁閥X006鋁傳感器X007氣缸二前限位開關(guān)X010氣缸二后限位開關(guān)X011顏色傳感器X012氣缸三前限位開關(guān)X013氣缸三后限位開關(guān)X014光電傳感器X0150氣缸四前限位開關(guān)X016氣缸四后限位開關(guān)I/ 所示X000 Y000X001 Y001X002 Y002X003 Y003X004 Y004X005 Y005X006X007X010X011X012X013X014X015X016COM COM料倉光電傳感器料倉前限位開關(guān)料倉后限位開關(guān)鐵傳感器氣缸一前限位關(guān)氣缸一后限位關(guān)鋁傳感器氣缸二前限位關(guān)氣缸二后限位關(guān)顏色傳感器氣缸三前限位關(guān)氣缸三后限位關(guān)光電傳感器氣缸四前限位關(guān)氣缸四后限位關(guān)料槽下料氣缸電磁閥傳送帶電動機氣缸一電磁閥氣缸二電磁閥氣缸三電磁閥氣缸四電磁閥 I/O接線圖 系統(tǒng)功能表圖功能表圖又稱做狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，它是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，也是設(shè)計PLC的順序控制程序的有力工具。功能表圖并不涉及所描述的控制功能的具體技術(shù)，它是一種通用的技術(shù)語言，可以用于進(jìn)一步設(shè)計和不同專業(yè)的人員之間進(jìn)行技術(shù)交流。功能表圖一般主要有步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動作組成。 系統(tǒng)的功能表圖 材料分揀裝置PLC梯形圖本課題的PLC梯形圖編輯使用GX Developer編程軟件。GX Developer可以創(chuàng)建Q 系列、QNA 系列、A 系列(包括運動控制器(SCPU))、FX系列的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了設(shè)置操作共用化(簡稱為GPPA) [13]。GX Developer特點：軟件的通用；性充分利用Windows的優(yōu)勢使操作性能大幅度地提高；程序的標(biāo)準(zhǔn)化；豐富的編程語言；訪問其它站時的設(shè)置簡單；可以與可編程控制器CPU以各種方式進(jìn)行連接；豐富的調(diào)試功能。由于本系統(tǒng)選擇的PLC型號為FX2N32MR001[14]，所以本系統(tǒng)編程用仿照STL指令編寫程序，程序：根據(jù)所繪流程圖，在STEP7Micro/WIN40軟件中編寫梯形圖程序。程序清單見附錄。此指令為高速脈沖輸出指令，當(dāng)使能端輸入有效時，檢測用程序設(shè)置的特殊功能寄存器位，激活由控制位定義得脈沖操作，此指令為高速計數(shù)器定義指令，使能輸入有效時，為指定的高速計數(shù)器分配一種工作模式。 高速計數(shù)是用來累計比PLC掃描頻率更高的脈沖輸入此指令為高速計數(shù)器指令，使能輸入有效時，根據(jù)高速計數(shù)器特殊存儲器位的狀態(tài)，并按照HDEF指令指定的模式，設(shè)置高速計數(shù)器并控制其工作。下面對所編寫梯形圖作簡要的介紹：（1）以上為主程序，，為之后電動機得電做好準(zhǔn)備。當(dāng)PLC處于RUN模式時，，并調(diào)用子程序。（2）以上為子程序中的高速脈沖指令，該程序先將控制脈沖指令的特殊功能寄存器進(jìn)行初始化，（下料傳感器）檢測到有料時，啟動PLS（脈沖輸出）指令；，啟動定時器T30，延時30秒自動停機。（3）以上為子程序中的高速計數(shù)指令，首先進(jìn)行高速計數(shù)指令的初始化操作，當(dāng)電機旋轉(zhuǎn)時，帶動光電碼盤發(fā)出脈沖，并輸入PLC的接收端，由高速計數(shù)指令進(jìn)行計數(shù)，計算步進(jìn)電機轉(zhuǎn)過的步數(shù)，進(jìn)行定位控制。其中設(shè)定預(yù)置值為50，當(dāng)計數(shù)至50時，調(diào)用中斷程序。（4）以上為中斷程序，當(dāng)高速計數(shù)指令計數(shù)至預(yù)置值時，這時物料移動至傳感器的位置，導(dǎo)致高速脈沖輸出停止，步進(jìn)電機停轉(zhuǎn)。由于汽缸動作需要1秒，讓電機停轉(zhuǎn)一秒后繼續(xù)運轉(zhuǎn)。當(dāng)物料被相應(yīng)的傳感器檢測中后，相應(yīng)的汽缸動作，將物料推下。，，，初始狀態(tài)為閉合，，，初始狀態(tài)為關(guān)斷。汽缸動作時，回位限位開關(guān)關(guān)斷，到達(dá)動作限位開關(guān)時，動作限位開關(guān)閉合。 材料分揀裝置PLC語句表材料分揀系統(tǒng)程序如下：BEGIN EUNetwork //Network Title OLD //設(shè)定高速計數(shù)器控制方式，增 CTU C0，7 //計數(shù)，初始值為0，使用HSCOLD