【文章內(nèi)容簡介】 關時，物體和接近開關的介電常數(shù)發(fā)生變化，使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化。由此，便可控制開關的接通和斷開。本裝置中電容傳感器是用于檢測非金屬物料，選用E2K—X8ME1電容傳感器。電感式傳感器也屬于有開關量輸出的位置傳感器，也是一種接近式開關，用來檢測金屬物體。它由LC高頻振蕩器和放大處理電路組成，利用金屬物體在接近這個能產(chǎn)生電磁場的振蕩感應頭時，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流，這個渦流反作用于接近開關，使接近開關震蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化。由此，可識別出有無金屬物體接近，進而控制開關的通和斷，選用M18X1X40電感傳感器。選用OMRON公司生產(chǎn)的，型號為E3S—VS1E4顏色傳感器。此傳感器為RGB（紅綠藍）顏色傳感器，可檢測目標物體對三基色的反射比率，從而鑒別物體顏色。步進電機在控制系統(tǒng)中具有廣泛的應用。它可以把脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移，并且可用作電磁制動輪、電磁差分器、或角位移發(fā)生器等。 可編程控制器PLC可編程控制器（Programmable Controller）是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器乘坐可編程邏輯控制器（Personal Controller），簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機（Programmable Logic Controller）的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable Controller（PC）。個人計算機發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC），現(xiàn)在，仍常常將PLC簡稱PC。PLC的定義有許多種。國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。上世紀80年代~90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。 PLC的種類目前，在我國PLC的分類還沒有一個統(tǒng)一的標準。根據(jù)性能和應用范圍可將其進行如下分類。根據(jù)PLC的I/O點數(shù)、用戶程序存儲器容量和控制功能的不同，可將其分為小型、中型和大型二類。小型PLC又稱低檔PLC，它的I/O點數(shù)小于128點，用戶程序存儲器容量小于4K字，功能簡單，以開關量控制為主，可實現(xiàn)條件控制、順序控制、定時記數(shù)控制。適用于單機或小規(guī)模生產(chǎn)過程。中型PLC又稱中檔PLC，它的I/O點數(shù)在128~512點之間，用戶程序存儲器容量為4K~8K字，功能比較豐富、兼有開關量和模擬量的控制能力，具有浮點數(shù)運算、數(shù)制轉(zhuǎn)換、中斷控制、通信聯(lián)網(wǎng)和PID調(diào)節(jié)等功能。適用于小型連續(xù)生產(chǎn)過程的復雜邏輯控制和閉環(huán)過程控制。大型PLC又稱高檔PLC，它的I/O點數(shù)在512點以上，用戶程序存儲器容量達到8K字以上，控制功能完善，在中檔機的基礎上，擴大和增加了函數(shù)運算、數(shù)據(jù)庫、監(jiān)視、記錄、打印及中斷控制、智能控制、遠程控制的功能。適用于大規(guī)模的過程控制、集散式控制系統(tǒng)和工廠自動化網(wǎng)絡。根據(jù)PLC的構成形式，可將PLC分為整體式和機架式 (模塊式)兩大類。整體式PLC是將CPU、存儲單元、輸入輸出模塊和電源部件集中配置在一個機箱內(nèi)。這種PLC輸入輸出點數(shù)少、體積小，價格低，便于裝入設備內(nèi)部。小型PLC通常采用這種結構。機架式PLC將各單元做成獨立的模塊，使用時將這些模塊分別插入機架底板的插座上?？筛鶕?jù)生產(chǎn)實際的控制要求建立模塊，構成不同的控制系統(tǒng)。這種PLC輸入輸出點數(shù)多，配置靈活方便，易于擴展。大中型PLC通常采用這種結構。根據(jù)應用范圍的不同，可將PLC分為通用型和專用型兩類。通用型PLC作為標準工業(yè)控制裝置可在各個領域使用，而專用型PLC是為了某類控制要求專門設計的PLC，如數(shù)控機床專用型、鍋爐設備專用型、報警監(jiān)視專用型等。由于應用的專一性，使其控制質(zhì)量大大提高。圖11 S7200PLC圖示 PLC種類及型號選擇PLC種類較多，主要有西門子（如圖11）、三菱、OMRON、FANAC、東芝等，但能配套生產(chǎn)，大、中、小、微型均有配套且目前用得最廣泛的的主要是西門子、三菱、OMRON的PLC。根據(jù)系統(tǒng)中的控制要求PLC點數(shù)：實際輸入點15點，實際輸出點8點，綜合對比三菱FX系列（包括FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N等）、西門子系列、OMRON系列中I/O點數(shù)為32點各型號的PLC的價格、性能、實用場合等各方面，本系統(tǒng)可選擇PLC型號為：西門子公司的S7200系列CPU226 型PLC，合計總數(shù)32點—16點輸入，DC24V，16點繼電器輸出；尺寸（mm）：2208790，其性能、價格都優(yōu)于其他PLC。S7200系列是西門子公司PLC家族中比較先進的系列，它能最大范圍地包容了標準特點，程式執(zhí)行更快，全面補充通訊功能，適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，它可以為工廠自動化控制應用提供最大的靈活性和控制能力。由于S7200系列具備如下特點：最大范圍的包容了標準特點、程式執(zhí)行更快、全面補充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，它可以為工廠自動化應用提供最大的靈活性和控制能力。該型號PLC有24個輸入節(jié)點，16個輸出節(jié)點，能夠滿足系統(tǒng)要求并留有一定的余量。 執(zhí)行機構電動機及傳送帶 電動機的介紹電動機應用廣泛，種類繁多。我們一般的是根據(jù)電機的分類來區(qū)別電動機的應用于交易。電動機詳細分類如下：可分為直流電動機和交流電動機。直流電動機按結構及工作原理可劃分：無刷直流電動機和有刷直流電動機。有刷直流電動機可劃分：永磁直流電動機和電磁直流電動機。電磁直流電動機劃分：串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復勵直流電動機。永磁直流電動機劃分：稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。圖12 三相異步電動機及其一些指數(shù)其中交流電機還可分：單相電機和三相電機?？煞譃橹绷麟妱訖C、異步電動機、同步電動機。同步電動機可劃分：永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同步電動機。異步電動機可劃分：感應電動機和交流換向器電動機。感應電動機可劃分：三相異步電動機(如圖114所示)、單相異步電動機和罩極異步電動機等。 圖13 三相籠型異步電動機電動機按起動與運行方式可分為電容起動式單相異步電動機、電容運轉(zhuǎn)式單相異步電動機、電容起動運轉(zhuǎn)式單相異步電動機和分相式單相異步電動機。電動機按用途可分為驅(qū)動用電動機和控制用電動機。驅(qū)動用電動機又分為電動工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具）用電動機、家電（包括洗衣機、電風扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風、電動剃須刀等）用電動機及其它通用小型機械設備（包括各種小型機床、小型機械、醫(yī)療器械、電子儀器等）用電動機。步進電機在控制系統(tǒng)中具有廣泛的應用。它可以把脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移，并且可用作電磁制動輪、電磁差分器、或角位移發(fā)生器等。（1）步進電機的工作原理該步進電機為一四相步進電機，采用單極性直流電源供電。只要對步進電機的各相繞組按合適的時序通電，就能使步進電機步進轉(zhuǎn)動。圖14是該四相反應式步進電機工作原理示意圖。圖14 四相步進電機步進示意圖開始時，開關SB接通電源，SA、SC、SD斷開，B相磁極和轉(zhuǎn)子0、3號齒對齊，同時，轉(zhuǎn)子的4號齒就和C、D相繞組磁極產(chǎn)生錯齒，5號齒就和D、A相繞組磁極產(chǎn)生錯齒。當開關SC接通電源，SB、SA、SD斷開時，由于C相繞組的磁力線和4號齒之間磁力線的作用，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，4號齒和C相繞組的磁極對齊。而0、3號齒和A、B相繞組產(chǎn)生錯齒，5號齒就和A、D相繞組磁極產(chǎn)生錯齒。依次類推，A、B、C、D四相繞組輪流供電，則轉(zhuǎn)子會沿著A、B、C、D方向轉(zhuǎn)動。四相步進電機按照通電順序的不同，可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。單四拍與雙四拍的步距角相等，但單四拍的轉(zhuǎn)動力矩小。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持較高的轉(zhuǎn)動力矩又可以提高控制精度。單四拍、b、c所示： 圖15 步進電機工作時序波形圖（2）步進電動機的選擇步進電機 步進電機作為執(zhí)行機構用于帶動傳輸帶輸送物料前行，與旋轉(zhuǎn)編碼器連接在一起．可以通過控制脈沖個數(shù)，來控制角位移量，從而達到準確定位的目的。同時，可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度，達到調(diào)速的目的。步進電機選用的型號為42BYGH101。交流換向器電動機可劃分：單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。根據(jù)電動機工作電源的不同，可分為直流電動機和交流電動機。其中交流電動機還分為單相電動機和三相電動機。電動機按結構及工作原理可分為直流電動機，異步電動機和同步電動機。同步電動機還可分為永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同步電動機。異步電動機可分為感應電動機和交流換向器電動機。感應電動機又分為三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機等。交流換向器電動機又分為單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。直流電動機按結構及工作原理可分為無刷直流電動機和有刷直流電動機。有刷直流電動機可分為永磁直流電動機和電磁直流電動機。電磁直流電動機又分為串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復勵直流電動機。永磁直流電動機又分為稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。 傳送帶的簡介及分類17世紀中，美國開始應用架空索道傳送散狀物料；19世紀中葉，各種現(xiàn)代結構的傳送帶輸送機相繼出現(xiàn)。1868年，在英國出現(xiàn)了皮帶式式傳送帶輸送機；1887年，在美國出現(xiàn)了螺旋輸送機；1905年，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機；1906年，在英國和德國出現(xiàn)了慣性輸送機。此后，傳送帶輸送機受到機械制造、電機、化工和冶金工業(yè)技術進步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內(nèi)部的傳送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運，成為物料搬運系統(tǒng)機械化和自動化不可缺少的組成部分。具有牽引件的傳送帶一般包括牽引件、承載構件、驅(qū)動裝置、張緊裝置、改向裝置和支承件等。牽引件用以傳遞牽引力，可采用傳送帶、牽引鏈或鋼絲繩；承載構件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等；驅(qū)動裝置給輸送機以動力，一般由電動機、減速器和制動器(停止器)等組成；張緊裝置一般有螺桿式和重錘式兩種，可使牽引件保持一定的張力和垂度，以保證傳送帶正常運轉(zhuǎn)；支承件用以承托牽引件或承載構件，可采用托輥、滾輪等。具有牽引件的傳送帶設備的結構特點是：被運送物料裝在與牽引件連結在一起的承載構件內(nèi)，或直接裝在牽引件(如輸送帶)上，牽引件繞過各滾筒或鏈輪首尾相連，形成包括運送物料的有載分支和不運送物料的無載分支的閉合環(huán)路，利用牽引件的連續(xù)運動輸送物料。這類的傳送帶設備種類繁多，主要有帶式輸送機、板式輸送機、小車式輸送機、自動扶梯、自動人行道、刮板輸送機、埋刮板輸送機、斗式提升機、懸掛輸送機和架空索道等。沒有牽引件的傳送帶設備的結構組成各不相同，用來輸送物料的工作構件亦不相同。它們的結構特點是：利用工作構件的旋轉(zhuǎn)運動或往復運動，或利用介質(zhì)在管道中的流動使物料向前輸送。例如，輥子輸送機的工作構件為一系列輥子，輥子作旋轉(zhuǎn)運動以輸送物料；螺旋輸送機的工作構件為螺旋，螺旋在料槽中作旋轉(zhuǎn)運動以沿料槽推送物料；振動輸送機的工作構件為料槽，料槽作往復運動以輸送置于其中的物料等。本設計選用的是帶式輸送機。 傳感器介紹及其原理 顏色傳感器將物體顏色同前面已經(jīng)示教過的參考顏色進行比較來檢測顏色的機器我們稱之為顏色傳感器。顏色傳感器是通過將物體顏色同前面已經(jīng)示教過的參考顏色進行比較來檢測顏色，當兩個顏色在一定的誤差范圍內(nèi)相吻合時，輸出檢測結果。一個新型傳感器能敏銳的察覺到顏色變化有助于線工人正確的分辨出會所，銀色等問題。顏色傳感器是通過將物體顏色同前面已經(jīng)示教過的參考顏色進行比較來檢測顏色，當兩個顏色在一定的誤差范圍內(nèi)相吻合時，輸出檢測結果。將物體顏色同前面已經(jīng)示教過的參考顏色進行比較來檢測顏色的機器我們稱之為顏色傳感器。顏色傳感器一直用裝配線來檢測特定的組件。顏色傳感器的挑戰(zhàn)是檢測微妙差異相似或高度反光的顏色。例如,金屬涂料在汽車工業(yè)中使用很難區(qū)分灰度的顏色或黃金。匹配組件這是重要的,如鏡子的身體或保險杠都離不開傳感器協(xié)助。此外,顏色傳感器通過數(shù)量有限的顏色可以檢測，并通過他們有限的能力迅速改變設置或處理多個顏色。電子技術的發(fā)展,光學,軟件促進顏色傳感器發(fā)展。這項技術使得更敏感的傳感器,可以忽略光澤和區(qū)別出微妙的色調(diào)?，F(xiàn)在可以調(diào)整方便靈活的制造和精確的色彩校正。一個典型的顏色傳感器具有高強度白光LED,光在目標項目調(diào)制。反射從目標是分析的成分紅,綠,藍(RGB)值和強度。此信息用于驗證正確的部分現(xiàn)在和組裝,準確控制制成品的顏色。在一個典型的應用程序中,機器操作員持有一個顏色樣本在前面的傳感器,編程它對這個特定顏色相匹配。這個過程期間及之后,運營