【正文】 年 日答辯委員會(huì)審定意見：答辯委員會(huì)主任（簽字）： 畢業(yè)設(shè)計(jì)成績：答辯小組負(fù)責(zé)人（簽字）：年 日答辯小組評語及成績評定答辯成績： 指導(dǎo)教師（簽字）：年 電機(jī)及電力拖動(dòng)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社。檢測技術(shù)及應(yīng)用，北京：電子工業(yè)出版社。[12] SWOD5C—FXTRN—BEG—C用戶手冊,。物流設(shè)施與設(shè)備，北京：清華大學(xué)出版社﹒北京交通大學(xué)出版社。液壓與氣動(dòng)，北京：北京理工大學(xué)出版社。傳感器原理與應(yīng)用，北京：電子工業(yè)出版社。2004/2005傳感器與執(zhí)行器大全——傳感器?變送器?執(zhí)行器—— 年卷北京：機(jī)械工業(yè)出版社。液壓與氣動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社。[6] 靜音空氣壓縮機(jī)使用說明書。可編程控制器，北京：機(jī)械工業(yè)出版社。[3] 使用手冊——三菱系列微型可編程控制器。[2] 張萬忠、周淵深。 最后，祝所有關(guān)心、幫助和支持我的人們工作順利！參 考 文 獻(xiàn)[1] 袁秀英。感謝和許多同學(xué)對我的支持和鼓勵(lì)，感謝你們在學(xué)習(xí)和生活上給我的幫助，和我一起解決各種各樣的困難。謹(jǐn)此對屈老師表達(dá)衷心的感謝和崇高的敬意。屈老師使我不僅學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了很多待人處事道理。在論文的寫作過程中，導(dǎo)師給了我許許多多的幫助。在設(shè)計(jì)的過程中，慢慢的學(xué)習(xí)，逐漸的鞏固大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，期間有艱苦，有辛酸，也有欣喜，有快樂。五、進(jìn)一步分析研究各種分揀系統(tǒng)地優(yōu)劣，提出材料分揀系統(tǒng)的綜合性能。三、采用步進(jìn)電機(jī)以實(shí)現(xiàn)傳送帶速度的可控制性、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的分揀效率的質(zhì)的提高。通過多次試驗(yàn)與實(shí)踐以上問題基本上得到了解決，如何進(jìn)一步提高控制性能，工作展望如下:一、進(jìn)一步提高氣源氣壓的穩(wěn)定性，這樣可以提高氣閥的工作性能，為材料正常進(jìn)入、彈出傳送帶打下基礎(chǔ)。通過實(shí)驗(yàn)測試了材料分揀系統(tǒng)硬件和軟件。 三、完成了材料分揀系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)工作。還學(xué)習(xí)了氣動(dòng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、位置控制技術(shù)、及用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)上位機(jī)監(jiān)控的知識(shí)。結(jié) 束 語綜全文所述，本文對PLC及組態(tài)技術(shù)的工作原理、適用領(lǐng)域做出了詳細(xì)的介紹，根據(jù)材料分揀的實(shí)際需求采用PLC設(shè)計(jì)出了材料分揀系統(tǒng)，并使用組態(tài)作為監(jiān)控軟件具有很高的實(shí)用價(jià)值。傳感器對應(yīng)的各個(gè)氣缸在感應(yīng)到材料后便開始動(dòng)作，但由于氣壓的原因，材料不是被打飛，就是根本沒有觸到材料。通過多次調(diào)試找到了適合的位置，即傳感器的底部與傳送帶的距離。此問題順利得到解決。通過運(yùn)行，在材料加入料槽后發(fā)現(xiàn)材料容易被氣缸打飛。這個(gè)過程便于我們發(fā)現(xiàn)問題與不足。按照控制要求在指定輸入端輸入信號(hào)，觀察輸出指示燈的狀態(tài)，若輸出不符合要求，則查找原因，并排除之。剛編好的程序難免有這樣那樣的缺陷或錯(cuò)誤。3．顏色傳感器的調(diào)試通電狀態(tài)下，在顏色傳感器下方的傳送帶上，放置帶有某一顏色料塊，調(diào)節(jié)傳感器上的電位器，觀察窗口中紅綠（或藍(lán)）指示燈，當(dāng)兩燈恰同時(shí)發(fā)光時(shí)，該靈敏點(diǎn)即為料塊顏色檢出點(diǎn)。 硬件調(diào)試1．電感傳感器的調(diào)試在電感傳感器下方的傳送帶上，放置鐵質(zhì)料塊，調(diào)整傳感器上兩螺母，使傳感器上下移動(dòng)，恰好使傳感器上端指示燈發(fā)光，該高度即為傳感器對鐵質(zhì)材料的檢出點(diǎn)。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)過程中，難免會(huì)有疏漏的地方，因此在將PLC連接到現(xiàn)場設(shè)備之前，必需進(jìn)行軟件測試，以排除程序中的錯(cuò)誤，同時(shí)也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ)，縮短整體調(diào)試的周期。YVYVYVYV5為氣閥的指示燈，當(dāng)氣閥動(dòng)作時(shí)對應(yīng)的指示燈變亮。SA、SB、SC分別為鐵塊、顏色、鋁塊的指示燈，當(dāng)材料分揀系統(tǒng)感應(yīng)到對應(yīng)的材料時(shí)指示燈開始指示。當(dāng)材料庫里有材料時(shí)，材料庫指示燈開始閃爍。第七章 材料分揀系統(tǒng)組態(tài)監(jiān)控畫面 組態(tài)控制畫面的設(shè)計(jì) 打開MCGS組態(tài)環(huán)境這個(gè)軟件，進(jìn)入它的主界面。初始狀態(tài)為閉合，初始狀態(tài)為關(guān)斷。由于汽缸動(dòng)作需要1秒，讓電機(jī)停轉(zhuǎn)一秒后繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。其中設(shè)定預(yù)置值為50，當(dāng)計(jì)數(shù)至50時(shí)，調(diào)用中斷程序。（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(shí)，啟動(dòng)PLS（脈沖輸出）指令；，啟動(dòng)定時(shí)器T30，延時(shí)30秒自動(dòng)停機(jī)。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(dòng)機(jī)得電做好準(zhǔn)備。此指令為高速脈沖輸出指令，當(dāng)使能端輸入有效時(shí)，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(jì)數(shù)器定義指令，使能輸入有效時(shí)，為指定的高速計(jì)數(shù)器分配一種工作模式。 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)根據(jù)所繪流程圖，在STEP7Micro/WIN40軟件中編寫梯形圖程序。如果氣缸沒有復(fù)位則傳送帶就停止運(yùn)行。在氣缸將材料送至傳送帶的過程中，傳送帶運(yùn)行停止，當(dāng)氣缸復(fù)位時(shí)傳送帶正常運(yùn)行。首先由光電傳感器判斷有無材料，沒有材料時(shí)系統(tǒng)直接進(jìn)入一個(gè)循環(huán)周期，周期時(shí)間到的時(shí)候系統(tǒng)停止運(yùn)行。 技術(shù)參數(shù)如下：DADONG MD35—34型號(hào)的電源 個(gè)數(shù)：1輸入電壓AC220伏 177。電機(jī)選擇LINIX的單向感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，它具有功率效率高、功率消耗低、更低的噪聲以及在應(yīng)用中更易控制的優(yōu)點(diǎn)。可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)，來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。近年來,隨著光電技術(shù)的發(fā)展，光電式傳感器已成為系列產(chǎn)品，其品種及產(chǎn)量日益增加，用戶可根據(jù)需要選用各種規(guī)格的產(chǎn)品，它在機(jī)電控制、計(jì)算機(jī)、國防科技等方面的應(yīng)用都非常廣泛。光電檢測方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測參數(shù)多。光電傳感器是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光敏器件。光電傳感器采用光電元件作為檢測元件，首先把被測量的變化轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘?hào)的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。原理如圖28所示，其中負(fù)載可接至PLC。這些小而堅(jiān)固的白熾燈傳感器就是今天光電傳感器的雛形。用來檢測物體有無的光電傳感器是一種小的金屬圓柱形設(shè)備，發(fā)射器帶一個(gè)校準(zhǔn)鏡頭，將光聚焦射向接收器，接收器出電纜將這套裝置接到一個(gè)真空管放大器上。表2是S0、S1及SS3的可用組合。當(dāng)入射光投射到TCS230上時(shí)，通過光電二極管控制引腳SS3的不同組合，可以選擇不同的濾波器；經(jīng)過電流到頻率轉(zhuǎn)換器后輸出不同頻率的方波(占空比是50%)，不同的顏色和光強(qiáng)對應(yīng)不同頻率的方波；還可以通過輸出定標(biāo)控制引腳S0、S1選擇不同的輸出比例因子，對輸出頻率范圍進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)不同的需求。該傳感器的典型輸出頻率范圍從2Hz~500kHz，用戶還可以通過兩個(gè)可編程引腳來選擇100%、20%或2%的輸出比例因子，或電源關(guān)斷模式。這些光電二極管在芯片內(nèi)是交叉排列的，能夠最大限度地減少入射光幅射的不均勻性，從而增加顏色識(shí)別的精確度；另一方面，相同顏色的16個(gè)光電二極管是并聯(lián)連接的，均勻分布在二極管陣列中，可以消除顏色的位置誤差。這些二極管共分為四種類型。由于輸出的是數(shù)字量，并且能夠?qū)崿F(xiàn)每個(gè)彩色信道10位以上的轉(zhuǎn)換精度，因而不再需要A/D轉(zhuǎn)換電路，使電路變得更簡單。它把可配置的硅光電二極管與電流頻率轉(zhuǎn)換器集成在一個(gè)單一的CMOS電路上，同時(shí)在單一芯片上還集成了紅綠藍(lán)(RGB)三種濾光器，是業(yè)界第一個(gè)有數(shù)字兼容接口的RGB彩色傳感器。TCS230傳感器引腳如圖27所示圖27 TCS230顏色傳感器RGB 顏色傳感器介紹：TCS230是美國TAOS公司生產(chǎn)的一種可編程彩色光到頻率的轉(zhuǎn)換器。 顏色傳感器選用TAOS公司生產(chǎn)的，型號(hào)為TCS230顏色傳感器。5 μm，因此他在精密小位移測量中受到青睞。力學(xué)量中的線位移、角位移、間隔、距離、厚度、拉伸、壓縮、膨脹、變形等無不與長度有著密切聯(lián)系的量；這些量又都是通過長度或者長度比值進(jìn)行測量的量，而其測量方法的相互關(guān)系也很密切。通常把非電學(xué)量變換成電學(xué)量的元件稱為變換器；根據(jù)不同非電學(xué)量的特點(diǎn)設(shè)計(jì)成的有關(guān)轉(zhuǎn)換裝置稱為傳感器，而被測的力學(xué)量（如位移、力、速度等）轉(zhuǎn)換成電容變化的傳感器稱為電容傳感器。本系統(tǒng)選用E2KX8ME1 電容傳感器，接線圖可參考圖25，原理圖如圖26。當(dāng)物體移向接近開關(guān)時(shí)，物體和接近開關(guān)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。 電容傳感器 電容傳感器也屬于具有開關(guān)量輸出的位置傳感器，是一種接近式開關(guān)。常用電感式傳感器有變間隙型、變面積型和螺管插鐵型。電感式傳感器的特點(diǎn)是：①無活動(dòng)觸點(diǎn)、可靠度高、壽命長；②分辨率高；③靈敏度高；④線性度高、重復(fù)性好；⑤測量范圍寬（測量范圍大時(shí)分辨率低）；⑥無輸入時(shí)有零位輸出電壓，引起測量誤差；⑦對激勵(lì)電源的頻率和幅值穩(wěn)定性要求較高；⑧不適用于高頻動(dòng)態(tài)測量。這種傳感器的線圈匝數(shù)和材料導(dǎo)磁系數(shù)都是一定的，其電感量的變化是由于位移輸入量導(dǎo)致線圈磁路的幾何尺寸變化而引起的。接線圖如圖24，原理圖如圖25。 由此，可識(shí)別出有無金屬物體接近，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。 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(gè)能產(chǎn)生電磁場的振蕩感應(yīng)頭時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。 對于TTL的帶有對稱負(fù)信號(hào)輸出的編碼器，信號(hào)傳輸距離可達(dá)150米。A、B、Z三相聯(lián)接，用于帶參考位修正的位置測量。如單相聯(lián)接，用于單方向計(jì)數(shù)，單方向測速。信號(hào)輸出: 信號(hào)輸出有正弦波（電流或電壓），方波（TTL、HTL），集電極開路（PNP、NPN），推拉式多種形式，其中TTL為長線差分驅(qū)動(dòng)（對稱A，A；B，B；Z，Z），HTL也稱推拉式、推挽式輸出，編碼器的信號(hào)接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對應(yīng)。 由于A、B 兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個(gè)數(shù)量級，塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。單路輸出是指旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是一組脈沖，而雙路輸出的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出兩組相位差90度的脈沖，通過這兩組脈沖不僅可以測量轉(zhuǎn)速，還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。技術(shù)參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（幾十個(gè)到幾千個(gè)都有），和供電電壓等。本系統(tǒng)選用E6A2CW5C 旋轉(zhuǎn)編碼器,原理如圖23所示。它轉(zhuǎn)化