【正文】 調試運行甚至現場運行才能發(fā)現程序中不合理的地方并且進行修改。 2．電容傳感器的調試 在電容傳感器下方的傳送帶上，放置鋁質料塊，調整傳感器上兩螺母，使傳感器上下移動， 恰好使傳感器上端指示燈發(fā)光，該高度即為傳感器對鋁質材料的檢出點。另外，一些硬件如傳感器等，在使用前，也需事先調試好。 //氣缸 2 動作 //氣缸 3 動作 //氣缸 4 動作 //氣缸 5 動作 30 第 5 章 控制系統(tǒng)的調試 在 PLC 軟硬件設計完成后，應進 行調試工作。 ， ， ， ， 為汽缸的回位限位開關，初始狀態(tài)為閉合， ， ， ， ， 為汽缸的動作限位開關，初始狀態(tài)為關斷。由于汽缸動作需要 1 秒，讓電機停轉一秒后繼續(xù)運轉。其中設定預置值為50，當計數至 50 時，調用中斷程序。 ∥ 第一次掃描 =1，將 清零 ∥ 調用子程序 SBR＿ O //， //當系統(tǒng)處于 RUN 模式時，設置PWM 控制字節(jié) //設置周期 //設置脈寬 27 （ 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行初始化，然后當 （下料傳感器）檢測到有料時，啟動 PLS（脈沖輸出）指令；如果 檢測沒有物料時，啟動定時器 T33，延時 30 秒自動停機。 下面對所編寫梯形圖作簡要的介紹： 26 （ 1）以上為主程序，首先 啟動后， 得電并自鎖，為之后電動機得電做好準備， 為停止按鈕。 高速計數是用來累計比 PLC 掃描頻率更高的脈沖輸入。 此指令為高速脈沖輸出指令，當使能端輸入有效時，檢測用程序設置的特殊功能寄存器位，激活由控制位定義得脈沖操作，從 或 輸出高速脈沖。 圖 43 西門子 S7200 仿真軟件 控制系統(tǒng)程序設計 根據所繪流程圖，在 STEP7Micro/WIN32 軟件中編寫梯形圖程序。 仿真軟件的功能就是將編寫好的程序在電腦中虛擬運行，如果沒有編好的 程 24 序，是無法進行仿真的。是西門子公司早期開發(fā)的比較成熟的軟件，適用于 S7200 中的 CPU21 CPU22 CPU22 CPU22 CPU226等系列可編程控制器。這些軟件一般都具有編程及程序調試等多種功能，是 PLC 用戶不可缺少的開發(fā)工具。 如果只對材料的某一特性進行分揀，比如只分揀金屬和非金屬，則只需對傳感器的安放或程序進行修改即可。 在汽缸 1～ 3 動作后，電機 重新運行，高速計數器也重新計數。用高速計數器計數步進電機轉過的圈數，來確定物料到達傳感器 23 的距離，實現定位功能。 如果需要，該系統(tǒng)可在分揀的同時對分揀的材料進行數量的統(tǒng)計，這只需在各汽缸動作的同時累計即可。 若為連續(xù)運行狀態(tài)，則系統(tǒng)軟件設計流程圖中的汽缸 4 動作后，程序再轉到開始 。 控制系統(tǒng)流程圖設計 根據系統(tǒng)生產工藝的要求，分析各個設備的操作內容和操作順序，可畫出程序流程圖，如圖 41 所示。 序號 名稱 型號 數量 備注 品牌或 公司 1 PLC S7200 CPU226 1 24 輸入， 16 輸出， 繼電器輸出形式 西門子 2 靜音空氣壓縮機 、性能穩(wěn)定、工作安全可靠 ,功率 韓國 SANWO 3 氣閥 SVK0120 5 先導式電磁換向閥 , 交流：110v,220v（ 50hz） 直流：24V 韓國 SANWO 4 氣缸 SCDJB1045S 5 產品與氣閥的型號相配套，推動物料進行分揀 韓國 SANWO 5 旋轉編 碼器 E6A2CW5C 1 產品與步進電機配合使用，為傳送帶提供動力 6 步進電機 42BYGH101 1 產品與 旋轉編碼器 配合使用，為傳送帶提供動力 7 磁感應 開關 DC73 5 額定電壓： DC24V AC110V額定電流： DC： 5～ 40mA AC: 5～ 20mA 氣缸回位限位開關 易電國際集團 8 接近開關 CAT212GM 5 靜電容量式接近開關 判斷物料是否到位 易電國際集團 9 光電開關 E3R5DE4 1 判斷有無物料 歐姆龍 10 電 感 式 接傳感器 M18X1X40 1 額定電壓： DC： 6～ 36V 額定電流： 300mA 百斯特 11 電容式傳感器 E2KX81ME1 1 靜電容量型近接開關 額 定 電 壓 ： DC12 ～24V(DC10～ 30V) 歐姆龍 21 表 33 主要元器件清 單 12 顏色傳感器 TCS230 1 額定電壓： DC： 12～ 24V額定電流： 400mA 美國 TAOS 13 內置電源 MD3534 1 輸 入 電 壓 ： AC220 伏 177。 同 時，可以通過控制脈沖頻率來控制材料分揀裝置的可編程控制系統(tǒng)控制電機轉動的速度，達到調速的目的。 （ 5）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，與旋轉編碼器連接在一起。本設計選用立式儲氣罐，因為它的進氣口在下，出氣口在上，以利用進一步分離空氣中的油、水。儲氣罐上裝有安全閥 ，使其極限壓力比正常工作壓力高 10%，并裝有指示罐內壓力的壓力表和排污閥等。 有了供氣壓力與供氣量，按空壓機的特性要求，選擇空壓機的類型和型號。其公式為 Q 為氣動系統(tǒng)的最大耗 氣量（ m3／ Min）， K 為修正系數。本設計選用容積型壓縮機。容積型壓縮機是利用特殊形狀的轉 子或活塞壓縮吸入封閉容積室空氣的體積來增加空氣的壓力。 （ 2） 空氣壓縮機 空氣壓縮機是產生壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置，是氣源主要的設備（如圖 32所示）。在使用時，應注意經常檢 19 查過濾器中凝結水的水位，在超過最高標線以前，必須排放，以免被重新吸入。 分揀單元的兩個電磁閥安裝時需注意，一是安裝位置，應使得工件從滑槽中間推出，二是要安裝水平，或稍微略向下，否則推出時導致工件翻轉。 18 圖 310 電磁閥組 所采用的電磁閥所帶手控開關有鎖定（ LOCK）和開啟（ PUSH） 2 種位置。 （ 2） 電磁閥 本系統(tǒng)使用了五個由三位五通的帶手控開關的單電控電磁閥，它們安裝在匯流板上。 對于 TTL 的帶有對稱負信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達 150 米。 A、 B、 Z 三相聯接，用于帶參考位修正的位置測量。如單相聯接，用于單方向計數，單方向測速。 信號輸出 : 信號輸出有正弦波（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 為長線差分驅動（對稱 A， A； B， B； Z， Z）， HTL 也稱推拉式、推挽式輸出，編碼器的信號接收設備接口應與編碼器對應。 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與反轉，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數量級，塑料碼盤是經濟型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。單路輸出是指旋轉編碼器的輸出是一組脈沖，而雙路輸出的旋轉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速，還可以判斷旋轉 17 的方向。 技術參數主要有每轉脈沖數（幾十個到幾千個都有），和供電電壓等。本系統(tǒng)選用 E6A2CW5C 旋轉編碼器 ,原理如圖 310 所示。它轉化為位移量，可對傳輸帶上的物料進行位置控制。近年來 ,隨著光電技術的發(fā)展，光電式傳感器已成為系列產品，其品種及產量日益增加，用戶可根據需要選用各種規(guī)格的產品，它在機電控制、計算機、國防科技等方面的應用都非常廣泛。光電檢測方法具有精度高、反應快、非接觸等優(yōu)點，而且可測參數多。光電傳感器是將光信號轉換為電信號的光敏器件。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變?yōu)樾盘柕淖兓缓蠼柚怆娫M一步將光信號轉換成電信號。原理如圖 39 所示，其中負載可接至 PLC。這些小而堅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備，發(fā)射器帶一個校準鏡頭，將光聚焦射向接收器，接收器出電纜將這套裝置接到一個真空管放大器上。表 32 是 S0、 S1 及 S S3 的可用組合。 15 當入射光投射到 TCS230 上時，通過光電二極管控制引腳 S S3 的不同組合，可以選擇不同的濾波器；經過電流到頻率 轉換器后輸出不同頻率的方波 (占空比是 50%)，不同的顏色和光強對應不同頻率的方波；還可以通過輸出定標控制引腳 S0、 S1 選擇不同的輸出比例因子，對輸出頻率范圍進行調整，以適應不同的需求。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可編程引腳來選擇 100%、 20%或 2%的輸出比例因子，或電源關斷模式。這些光電二極管在芯片內是交叉排列的，能夠最大限度地減少入射光幅射 的不均勻性，從而增加顏色識別的精確度；另一方面，相同顏色的 16 個光電二極管是并聯連接的，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。由于輸出的是數字量，并且能夠實現每個彩色信道 10位以上的轉換精度，因而不再需要 A/D 轉換電路，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換器集成在一個單一的 CMOS 電路上，同時在單一芯片上還集成了紅綠藍 (RGB)三種濾光器，是業(yè)界第一個有數字兼容接口的 RGB 彩色傳感器。TCS230 傳感器引腳如圖 38 所示 圖 38 TCS230顏色傳感器 RGB 顏色傳感器介紹： TCS230 是美國 TAOS 公司生產的一種可編程彩色光到頻率的轉換器。 14 （ 3） 顏色傳感器 選用 TAOS 公司生產的，型號為 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系的量；這些量又都是通過長度或者長度比值進行測量的量，而其測量方法的相互關系也很密切。通常把非電學量變換成電學量的元件稱為變換器；根據不同非電學量的特點設計成的 有關轉換裝置稱為傳感器，而被測的力學量（如位移、力、速度等）轉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，用于檢測鋁質材料，原理圖如圖 37。當物體移向接近開關時，物體和接近開關的介電常數發(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。 （ 2） 電容傳感器 電容傳感器也屬于具有開關量輸出的位置傳感器，是一種接近式開關。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是： ① 無活動觸點、可靠度高、壽命長； ② 分辨率高； ③ 靈敏度高； ④ 線性度高、重復性好； ⑤ 測量范圍寬（測量范圍大時分辨率低）； ⑥ 無輸入時有零位輸出電壓，引起測量誤差； ⑦ 對激勵電源的頻率和幅值穩(wěn)定性要求較高； ⑧ 不適用于高頻動 態(tài)測量。這種傳感器的線圈匝數和材料導磁系數都是一定的，其電感量的變化是由于位移輸入量導致線圈磁路的幾何尺寸變化而引起的。接線圖如圖 36，原理圖如圖 37。 由此，可識別出有無金屬物體接近，進而控制開關的通或斷。 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能產生電磁場的振蕩感應頭時，使物體內部產生渦流。 圖 34 S7200 PLC PLC 的輸入輸出端子分配 根據所選擇的 PLC 型號，對本系統(tǒng)中 PLC 的輸入輸出端子進行分配，如表31 所示 西門子 PLC(I/O) 分揀系統(tǒng)接口 (I/O) 備注 輸 入 UCP(計數傳感器 ) 接旋轉編碼器 SN(下料傳感器 ) 判斷下料有無 SA(電感傳感器 ) SB(電容傳感器 ) SC(顏色傳感器 ) SD(備用傳感器 ) SFW1(推氣缸 1動作限位 ) SEW2(推氣缸 2動作限位 ) SFW3(推氣缸 3動作限位 ) 10 部 分 SFW4(推氣缸 4動作限位 ) SFW5(下料氣缸動作限位 ) SBW1(推氣缸 1回位限位 ) SBW2(推氣缸 2回位限位 ) SBW3(推氣缸 3回位限位 ) SBW4(推氣缸 4回位限位 ) SBW5(下料氣缸回位限位 ) SB1(啟動 ) SB2(停止 ) 輸 出 部 分 M(輸送帶電機驅動器 ) YV1(推氣缸 1電磁閥 ) YV2(推氣缸 2電磁閥 ) YV3(推氣缸 3電磁閥 ) YV4(推氣缸 4電磁閥 ) YV5(下料氣缸電磁閥 ) 表 31 材料