【正文】 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì) 43 附 錄： 1. PLC 接線圖 P L CX0X1X2X3X4X5X6X7X1 0X1 1X1 2C O MEESB1SB2A2A3A4A5A6A7A8A9A 1 0X1 3A 1 1Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6C O M0C O M1C O M2C O M3C O M4~ 220V推料缸電磁閥頂料缸電磁閥接觸器線圈分料缸 1 電磁閥分料缸 2 電磁閥分料缸 3 電磁閥無件報(bào)警指示燈KMKA 1KA 2KA 3KA 4KA 5（ 1） PLC 接線圖 2. 梯形圖 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì) 44 （ 2） 材料分撿系統(tǒng)的梯形圖 。電機(jī)及電力拖動(dòng)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社。 。 [13] 柳貴國。 2021。 [11] 吳志強(qiáng) 魯曉春。液壓與氣動(dòng)，北京：北京理工大學(xué)出版社。 。 [9] 郝蕓。 [8] 張福學(xué)。液壓與氣動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社。 。 。 。 [4] 常斗南。 [3] 使用手冊(cè) —— 三菱系列微型可編程控制器?？删幊炭刂破鲬?yīng)用技術(shù)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社。 。 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì) 42 參 考 文 獻(xiàn) [1] 袁秀英。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、縝密的思維方式、踏實(shí)的工作作風(fēng)和對(duì)事業(yè)的執(zhí)著，以及對(duì)我的諄諄教誨都給我留下了深 刻的印象，并使我終身受益。 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(cè)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)。 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì) 40 結(jié)束語 綜全文所述，本文對(duì) 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(duì)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。 YV YV YV YV5 為氣閥的指示燈，當(dāng)氣閥動(dòng)作時(shí)對(duì)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(duì)應(yīng)的材料時(shí)指示燈開始指示。當(dāng)山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì) 39 材料庫里有材料時(shí)，材料庫指示燈開始閃爍。 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì) 37 圖 15 通用串口設(shè)備屬性編輯 再對(duì) FX 系列編程口進(jìn)行設(shè)置，雙擊 FX 系列編程口彈出設(shè)備屬性編輯對(duì)話框，對(duì)它的參數(shù)作如表 2 和圖 16設(shè)置，當(dāng)設(shè)置好參數(shù)后點(diǎn)擊檢查，無誤后點(diǎn)確定。對(duì)組態(tài)的通訊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，打開設(shè)備窗口分別添加如下兩個(gè)設(shè)備：通用串口父設(shè)備和 FX 系列編程口。例如：?jiǎn)螕舢嬅嫔系牟牧蠋熘甘緹?，在表達(dá)式里設(shè)置 SN=1，閃爍實(shí)現(xiàn)方式與閃爍速度的設(shè)置如（ 圖 13） ： 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì) 36 圖 13 動(dòng)態(tài)組態(tài)屬性設(shè)置 對(duì)于其它的指示燈設(shè)置方法也如材料庫指示燈，但表達(dá)式必須對(duì)應(yīng)各自的變量參數(shù)。 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。如：中國的研華公司、時(shí)利和公司、德國的西門子公司、日本三菱等等。 常用于組態(tài)控制技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和組態(tài)軟件 一般來說，只要采用 IPC（工業(yè)控制計(jì)算機(jī)），選擇通用接口部件和組態(tài)軟件，這樣構(gòu)成的系統(tǒng)都是基于組態(tài)控制技術(shù)的。 這樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員就可以把更多的注意力集中在如何選擇最優(yōu)的控制方法上，設(shè)計(jì)出合理的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，選者合適的控制算法等這些提高控制品質(zhì)的關(guān)鍵問題上。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，解決了這個(gè)問題。 在組態(tài)概念出現(xiàn)之前，要實(shí)現(xiàn)某一任務(wù)，都是通過編寫程序（如使用BASIC,C,FORTRAN 等）來實(shí)現(xiàn)的。 現(xiàn)場(chǎng) 參數(shù) I/O 接口 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 執(zhí)行器 傳感器 被控對(duì)象 I/O 接口 計(jì)算機(jī) 顯示器 鍵盤 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì) 34 組態(tài)（ Configuration）的意思就是模塊的任意組合。這些優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在： PC 技術(shù)保持了較快的發(fā)展速度，各種相關(guān)技術(shù)已經(jīng)成熟；由 PC 構(gòu)建的工業(yè)控制系統(tǒng)具有相對(duì)較低的擁有成本； PC 的軟件資源和硬件資豐富，軟件之間的互操作性強(qiáng)；基于 PC 的控制系統(tǒng)易于學(xué)習(xí)和使用，可以容易地得到技術(shù)方面的支持。 組態(tài)的概念是伴隨著集散型控制系統(tǒng)（ Distributed Control System 簡(jiǎn)稱DCS）的出現(xiàn)才開始被廣大的生產(chǎn)過程自動(dòng)化技術(shù)人員所熟知的。內(nèi)部有將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量 D/A 轉(zhuǎn)換器、模擬量轉(zhuǎn)換數(shù)字量的 A/D 轉(zhuǎn)換器、對(duì)開關(guān)量進(jìn)行隔離的光電隔離器等。并根據(jù)參數(shù)實(shí)際值與設(shè)定值的偏差，按照一定的控制算法發(fā)出控制命令，控 制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，從而完成任務(wù)。利用組態(tài)控制技術(shù)構(gòu)成的計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)與一般計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上沒有本質(zhì)的區(qū)別，它們都是由被控對(duì)象、傳感器、 I/O 接口、計(jì)算機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)幾部分組成。先轉(zhuǎn)換文件，然后選擇菜單欄里的“在線”選擇“寫入”，便可以下載程序到 PLC 中。這根電纜的一端是接電腦的 RS232 串口，一端接在PLC 的 RS422 通訊串口上。這就是整個(gè)程序的流程。材料隨著傳送帶的運(yùn)行而前進(jìn)，遇到傳感器相對(duì)應(yīng)的傳感器時(shí)，傳感器給 PLC 發(fā)出信號(hào)，同時(shí) PLC給對(duì)應(yīng)的氣閥發(fā)出信號(hào)，于是同組的氣缸開始動(dòng)作打出材料。當(dāng)有材料時(shí)，程序判斷 YV5 是否復(fù)位，當(dāng)它沒有復(fù)位時(shí)傳輸帶不運(yùn)行，復(fù)位時(shí)，傳輸帶自動(dòng)運(yùn)行且氣缸自動(dòng)將材料打出，并每隔一定時(shí)間打一次。 15% 輸出電壓 DC24 伏 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 材料分揀系統(tǒng)的控制流程圖 ： 由分揀系統(tǒng)的分揀要求畫出控制系統(tǒng)的程序流程圖如下圖： 流程圖詳細(xì)的描述了材料分揀系統(tǒng)的工作過程，當(dāng)電 源得電時(shí)，即流否 否 否 否 是 否 否 否 是 是 是 是 否 無 開 始 有無材料 YV5 是否歸位 傳送帶運(yùn)行 氣缸動(dòng)作 傳送帶運(yùn)行 傳送帶 停止 運(yùn)行 SA 是否檢測(cè)材料 氣缸動(dòng)作是否復(fù)位 SC 是否檢測(cè)材料 SB 是否檢測(cè)材料 自動(dòng)循環(huán)周期開始 周期是否結(jié)束 傳送帶停止運(yùn)行 氣缸 YV2 動(dòng)作 氣缸 YV3 動(dòng)作 氣缸 YV4 動(dòng)作 氣缸動(dòng)作是否復(fù)位 氣缸動(dòng)作是否復(fù)位 氣缸動(dòng)作是否復(fù)位 有 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 程圖開始的時(shí)刻，整個(gè)系統(tǒng)開始運(yùn)行。型號(hào)為 YN60— 6 ，技術(shù)參數(shù)如下： LINIX YN60— 6型單向感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 功率 W 電壓 V 頻率 HZ 電流 A 極數(shù) P 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 mN\.M() 額定轉(zhuǎn)矩 mN\.M() 額定轉(zhuǎn)速 R/mim 電容 μF/VA C 6 220 50 4 39(400) 47 1380 1/450 內(nèi)置電源為 DADONG MD3534型號(hào)的電源，具有易散熱，工作性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。 傳感器選擇 根據(jù)前面的介紹和比較，為了便于 PCL 控制程序的編寫，利于公司企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，綜合其 各種情況，在本設(shè)計(jì)，選擇 RGB 顏色傳感器著為識(shí)別物料顏色的裝置，繼電器輸出方式，便于 PLC 控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單化，控制系統(tǒng)更容易實(shí)現(xiàn)。 優(yōu)點(diǎn)： 提供抗噪聲干擾能力，簡(jiǎn)化外圍電路設(shè)計(jì)，改善空間利用率，降低組裝成本 。 (3)光到數(shù)字電壓轉(zhuǎn)換器 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 光到數(shù)字電壓轉(zhuǎn)換器由搭配 RGB 濾波器的光電二極管陣列、模似數(shù)字轉(zhuǎn)換器及用于通信和靈敏度控制的數(shù)字核心組成。 優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)化外設(shè)電路設(shè)計(jì)，改善空間利用效率，降低組裝成本。 (2)光到模擬電壓轉(zhuǎn)換器 光到模擬電壓轉(zhuǎn)換器由搭配色彩濾波器的光電二極管陣列組成， 并整合一個(gè)跨阻抗放大器?？梢葬槍?duì)各個(gè)應(yīng)用訂制放大器的增益和帶寬及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的速度和分辨率 ?？梢允褂猛獠侩娐?，將光電流轉(zhuǎn)換成一定比例的電壓輸出，然后可以通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式，輸送到微控制器中。典型的輸出有： NPN 和 PNP、繼電器和模擬輸出。 目前，用于顏色識(shí)別的傳感器有兩種基本類型：（ 1）色標(biāo)傳感器，它使用一個(gè)白熾燈光源或單色 LED 光源；（ 2） RGB（紅綠藍(lán)）顏色傳感器，它檢測(cè)物體的對(duì)三基色的反射比率，從而鑒別物體顏色。它的技術(shù)參數(shù)如下表： SANWO（三和） — SVK0120 先導(dǎo)式電磁換向閥 接電方式 （ G）出線式 標(biāo)準(zhǔn)電源 交流： 110v,220v（ 50hz） 直流： 24V 絕緣及保護(hù) 額定電壓的 10%~+10% 功率 交流 啟動(dòng)： 持續(xù)： 直流 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 氣缸采用 SANWO（三和） — SCDJB1045S 型號(hào)的產(chǎn)品，該產(chǎn)品與氣閥的型號(hào)相配套，性能優(yōu)越。（ 3）動(dòng)作快遞，功率微小，外形輕巧。采用它的優(yōu)點(diǎn)：（ 1）外漏堵絕，內(nèi)漏易控，使用安全。該套產(chǎn)品質(zhì)量可靠，性能穩(wěn)定、體積緊湊，適合使用?？諝鉃V器選用 SANWO（三和） — SAL2021 型號(hào)的產(chǎn)品。 氣動(dòng)裝置選型 氣源選擇 FB— ，該空氣壓縮機(jī)具有噪音低、性能穩(wěn)定、工作安全可靠的特點(diǎn) ，適合于材料分揀系統(tǒng)的要求。 (2)當(dāng)三位四通電磁換向閥兩端電磁鐵都斷電時(shí)，閥芯處于中位，各口互不相通。 本設(shè)計(jì)選用三位四通電磁換向閥理由如下： 山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 (1) 電磁換向閥是利用電磁鐵吸力推動(dòng)閥芯來改變閥的工作位置。 按換向閥的操縱方式有：手動(dòng)式、機(jī)動(dòng)式、電磁式、液動(dòng)式、電液動(dòng)式、氣動(dòng)式。它的用途很廣，種類也很多。 (2) 換向型控制閥 換向型方向控制閥按控制方式分類，分為氣壓控制、電磁控制、人力控制。當(dāng)正向流動(dòng)時(shí)，經(jīng)過節(jié)流閥節(jié)流。單向調(diào)速閥是把節(jié)流閥芯分成了上閥芯和下閥芯兩部分。在氣動(dòng)系統(tǒng)中，單向閥除單獨(dú)使用之外，經(jīng)常與流 量閥、換向閥和壓力閥組合成只能單向控制的閥。 方向控制閥 方向控制閥是改變壓縮空氣流動(dòng)方向和氣流通斷狀態(tài)，使氣動(dòng)執(zhí)行元件的動(dòng)作或狀態(tài)發(fā)生變換的控制閥，其通?？煞譃閱蜗蛐涂刂崎y和換向型控制閥兩類。調(diào)速閥根據(jù) “ 串聯(lián)減壓式 ”和 “ 并聯(lián)溢流式 ” ，又分為調(diào)速閥和溢流節(jié)流閥兩種主要類型。 調(diào)速 閥是根據(jù) “ 流量負(fù)反饋 ” 原理設(shè)計(jì)而成的單路流量閥。 調(diào)壓閥是出口側(cè)壓力可調(diào)，并能保持出口側(cè)壓力穩(wěn)定的壓力控制閥。 壓力控制閥 調(diào)節(jié)和控制壓力大小的氣動(dòng)元件稱為壓力控制閥。 控制元件是用來調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力、流量