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正文內(nèi)容

基于plc的物流分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2024-07-24 18:48 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。1987年國際電工委員會(huì)(IEC)頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義:“PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子的電子系統(tǒng),專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器,用來在執(zhí)行存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算和順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并通過數(shù)字或模擬的輸入(I)和輸出(O)接口,控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。”PLC的基本機(jī)構(gòu):從PLC的硬件結(jié)構(gòu)形式上,PLC可以分為整體固定I/O型,基本單元加擴(kuò)展型,模塊式,集成式,分布式5種基本結(jié)構(gòu)形式。圖PLC結(jié)構(gòu)框圖(2)、可編程控制器PLC由:中央處理單元(CPU);存儲(chǔ)器;輸入輸出接口(I/O模塊);通信接口;電源等部分組成。(3)、PLC具有:可靠性高,抗干擾能力強(qiáng);硬件配套齊全,功能完善,適用性強(qiáng);易學(xué)易用,深受工程技術(shù)人員歡迎;容易改造;體積小,重量輕,能耗低等特點(diǎn)。電磁閥(Electromagnetic valve)是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備,是用來控制流體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件,屬于執(zhí)行器,并不限于液壓、氣動(dòng)。用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥可以配合不同的電路來實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制,而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種,不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用,最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。(1)、電磁閥的工作原理是:電磁閥里有密閉的腔,在不同位置開有通孔,每個(gè)孔連接不同的油管,腔中間是活塞,兩面是兩塊電磁鐵,哪面的磁鐵線圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊,通過控制閥體的移動(dòng)來開啟或關(guān)閉不同的排油孔,而進(jìn)油孔是常開的,液壓油就會(huì)進(jìn)入不同的排油管,然后通過油的壓力來推動(dòng)油缸的活塞,活塞又帶動(dòng)活塞桿,活塞桿帶動(dòng)機(jī)械裝置。這樣通過控制電磁鐵的電流通斷就控制了機(jī)械運(yùn)動(dòng)。電磁閥從原理上分為三大類:1)、直動(dòng)式電磁閥原理:通電時(shí),電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起,閥門打開;斷電時(shí),電磁力消失,彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上,閥門關(guān)閉。特點(diǎn):在真空、負(fù)壓、零壓時(shí)能正常工作,但通徑一般不超過25mm。2)、分步直動(dòng)式電磁閥原理:它是一種直動(dòng)和先導(dǎo)式相結(jié)合的原理,當(dāng)入口與出口沒有壓差時(shí),通電后,電磁力直接把先導(dǎo)小閥和主閥關(guān)閉件依次向上提起,閥門打開。當(dāng)入口與出口達(dá)到啟動(dòng)壓差時(shí),通電后,電磁力先導(dǎo)小閥,主閥下腔壓力上升,上腔壓力下降,從而利用壓差把主閥向上推開;斷電時(shí),先導(dǎo)閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動(dòng)關(guān)閉件,向下移動(dòng),使閥門關(guān)閉。特點(diǎn):在零壓差或真空、高壓時(shí)亦能可*動(dòng)作,但功率較大,要求必須水平安裝。3)、先導(dǎo)式電磁閥原理:通電時(shí),電磁力把先導(dǎo)孔打開,上腔室壓力迅速下降,在關(guān) 閉件周圍形成上低下高的壓差,流體壓力推動(dòng)關(guān)閉件向上移動(dòng),閥門打開;斷電時(shí),彈簧力把先導(dǎo)孔關(guān)閉,入口壓力通過旁通孔迅速腔室在關(guān)閥件周圍形成下低上高的壓差,流體壓力推動(dòng)關(guān)閉件向下移動(dòng),關(guān)閉閥門。特點(diǎn):流體壓力范圍上限較高,可任意安裝(需定制)但必須滿足流體壓差條件。(2)、電磁閥從閥結(jié)構(gòu)和材料上的不同與原理上的區(qū)別,分為六個(gè)分支小類:直動(dòng)膜片結(jié)構(gòu)、分步直動(dòng)膜片結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)膜片結(jié)構(gòu)、直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、分步直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu)。(3)、電磁閥按照功能分類:水用電磁閥、蒸汽電磁閥、制冷電磁閥、低溫電磁閥、燃?xì)怆姶砰y、消防電磁閥、氨用電磁閥、氣體電磁閥、液體電磁閥、微型電磁閥、脈沖電磁閥、液壓電磁閥 常開電磁閥、油用電磁閥、直流電磁閥、高壓電磁閥、防爆電磁閥等。(4)、從閥瓣結(jié)構(gòu)和材料上的不同與原理上的區(qū)別又分為六個(gè)分支小類(直動(dòng)膜片結(jié)構(gòu)、分步重片結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)膜式結(jié)構(gòu)、直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、分步直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu)),按照氣路數(shù)分為2位2通,2位3通,2位4通,2位5通。 電磁閥分為單電控和雙電控,指的是電磁線圈的個(gè)數(shù),單線圈的稱為單電控,雙線圈的稱為雙電控,2位2通,2位3通一般時(shí)是單電控(單線圈),2位4通,2位5通可以是單電控(單線圈),也可以是雙電控(雙線圈)。(5)、按電磁閥的使用材質(zhì)不同可分為:鑄鐵體(灰口鑄鐵、球墨鑄鐵)、銅體(鑄銅、鍛銅)、鑄鋼體、全不銹鋼體(30316)、非金屬材料(ABS、聚四氟乙烯)。 (6)、按管道中介質(zhì)的壓力不同可分為:真空型(~0Mpa)、低壓型(0~)、中壓型(~)、高壓型(~)、超高壓型(10~21Mpa) (7)、按介質(zhì)溫度不同可分為:常溫型(~)、中溫型(~)、高溫型(~)、超高溫型(~)、低溫型(~)、超低溫型()。 (8)、按工作電壓不同分為:交流電壓:AC220V 380V 110V 24V;直流電壓: DC24V 12V 6V 220V;一般常用電壓為AC220V DC24V,推薦用戶盡量選用常用電壓、特殊電壓供貨周期較長。(9)、按電磁閥的防護(hù)等級(jí)可分為:防爆型、防水型、戶外型等。(1)、傳送帶自動(dòng)傳送,速度在設(shè)計(jì)初期為設(shè)定好的。(2)、在檢測(cè)位置安裝傳感器,分別為檢測(cè)物塊有無得壓力傳感器和檢測(cè)鐵塊的霍爾接近開關(guān)。(3)、編制程序(4)、接通電源(5)、物塊進(jìn)入入口傳送端傳送帶。(6)、運(yùn)行方式:物塊在進(jìn)入傳送帶后開始進(jìn)入系統(tǒng)。在進(jìn)入入庫端末端的時(shí)候有壓力傳感器檢測(cè)是否真有物塊到來,若有物塊被檢測(cè)則電磁閥打開送物塊進(jìn)入合流端,在合流端會(huì)將三個(gè)進(jìn)口的物塊合并到一起通過與入口端的傳送速度差來進(jìn)行調(diào)節(jié)物塊的距離,物塊在經(jīng)過合流端之后進(jìn)入分揀區(qū),由霍爾傳感器進(jìn)行分揀,傳感器有動(dòng)作則電磁閥動(dòng)作傳送出鐵塊,若傳感器沒有信號(hào)發(fā)出則將鋁塊自行運(yùn)送到鋁塊區(qū)域。期間傳感器與電磁閥的動(dòng)作由PLC進(jìn)行控制。3物流分揀系統(tǒng)中硬件選擇設(shè)計(jì)物流分揀系統(tǒng)中所需要的傳送帶與電機(jī)要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行選擇使用。這樣既可以保證系統(tǒng)的安全可靠的運(yùn)行也能減少不必要的費(fèi)用。(1)、首先我們要了解電機(jī)與傳送帶的選型原則,電機(jī)在選擇的過程中我們應(yīng)該遵循以下幾項(xiàng)原則:首先要滿足生產(chǎn)機(jī)械工作過程中的各種要求。選擇具有與使用場(chǎng)所的環(huán)境相適應(yīng)的防護(hù)方式及冷卻方式的電動(dòng)機(jī)。計(jì)算相確定合適的電動(dòng)機(jī)容量。通常設(shè)計(jì)制造的電動(dòng)機(jī),在75%~100% 額定負(fù)載率時(shí),效率最高。因此應(yīng)使設(shè)備需求的容量與被選電機(jī)的容量差值為最小,使電機(jī)的功率被充分利用。選擇可靠性高、便于維護(hù)的電動(dòng)機(jī)??紤]到互換性,盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)。6 、為使整個(gè)系統(tǒng)高效率運(yùn)行,要綜合考慮電機(jī)的極數(shù)及電壓等級(jí)。根據(jù)以上電機(jī)選型原則和本次物流分揀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求,決定采用西瑪電機(jī)。YJTG系列變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)是為了適應(yīng)市場(chǎng)的需要,在引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)以及西瑪電機(jī)公司多年經(jīng)驗(yàn)生產(chǎn)。YJTG系列變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)與變頻裝置構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng),與其他調(diào)速方式相比,節(jié)能效果顯著,調(diào)速性能好,調(diào)速范圍廣,具有噪音低振動(dòng)小,可與國內(nèi)外各種變頻設(shè)備配套的特點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于輕工、紡織、化工、冶金 、機(jī)床等行業(yè)的恒轉(zhuǎn)矩、恒功率從調(diào)速的場(chǎng)合及風(fēng)機(jī)、水泵等的節(jié)能調(diào)速,有助于實(shí)現(xiàn)調(diào)速系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。根據(jù)了解此次物流分揀系統(tǒng)選用YJTG225S—8電機(jī)。(2)、該電機(jī)使用條件為:海拔不超過1000M;環(huán)境空氣溫度隨季節(jié)而變化但不能超過40攝氏度,最低不能低于15攝氏度;最濕月平均相對(duì)濕度為90%,同時(shí)該月月平均最低溫度不高于25攝氏度。(3)、YJTG225S—8電機(jī)結(jié)構(gòu)型式:外科防護(hù)等級(jí)為IP44,也可按用戶要求制成IP54;冷卻方式為全封閉帶軸流通風(fēng)機(jī)冷卻;根據(jù)用戶要求可帶各種高分辨率的傳感器;根據(jù)用戶要求可帶電磁制動(dòng)器;從軸端視之,電極接線盒位于基座右側(cè),可按用戶要求調(diào)整。(4)、YJTG225S—8電機(jī)主要技術(shù)性能:電機(jī)為連續(xù)工作機(jī)制;額定電壓為380V,額定頻率為50HZ,可根據(jù)用戶要求設(shè)定額定點(diǎn)的電壓和頻率;絕緣等級(jí)為F級(jí);過載能力好;低俗性能好。YJTG225S—8電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為750r/min這在該系列電機(jī)中是轉(zhuǎn)速最低的,但也明顯大于物流分揀系統(tǒng)所需要的電機(jī)轉(zhuǎn)速,所以我們給每一個(gè)電機(jī)都添加了一個(gè)配套的減速器,該減速器型號(hào)為:2Q(H)系列減速器。通過減速器來調(diào)節(jié)進(jìn)庫口與合流段,分揀段的轉(zhuǎn)速來加大物塊之間的距離,增加傳送帶運(yùn)輸穩(wěn)定性,提高傳感器分揀準(zhǔn)確度。設(shè)計(jì)之初傳送帶尺寸為:傳送帶寬80cm;高1m;入庫口傳送帶長度為:5m;合流段傳送帶長度為8m;分揀區(qū)傳送帶長度為10m;出庫口傳送帶長度為:5m。對(duì)于傳送帶的選擇主要有以下幾點(diǎn)要求:(1)、傳送帶的穩(wěn)定性;(2)、傳送帶的承載力;(3)要保證電動(dòng)機(jī)減速機(jī)的安裝要求;(4)、使用環(huán)境要符合物流分揀系統(tǒng)的要求。遵循以上幾點(diǎn)我們可以根據(jù)自己的要求與選擇的電動(dòng)機(jī)型號(hào)進(jìn)行定制符合本系統(tǒng)要求的傳送帶。電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行控制如圖4所示:圖電機(jī)啟動(dòng)圖在前
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