【正文】 ........................ 5 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) .................................................................................. 5 檢測元件與執(zhí)行裝置的選擇 .......................................................... 7 第 4 章 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ................................................................... 20 控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì) .................................................................... 20 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) ........................................................................ 21 第 5 章 控制系統(tǒng)的調(diào)試 ......................................................................... 287 硬件調(diào)試 ...................................................................................... 287 軟件調(diào)試 ...................................................................................... 287 整體調(diào)試 ...................................................................................... 287 結(jié) 論 ........................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 目錄 I 目 錄 摘 要 ........................................................................................................... Ⅱ Abstract ..................................................................................................... Ⅲ 第 1 章 緒 論 ............................................................... 錯誤 !未定義書簽。 第 2 章 材料分揀裝置結(jié)構(gòu)及總體設(shè)計(jì) ..................................................... 2 材料分揀裝置工作過程概述 .......................... 錯誤 !未定義書簽。 8 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................... 29 致 謝 ........................................................................................................... 30 附 錄 ........................................................................................................... 31 目錄 II 自動分揀及傳輸控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 PLC 控制是目前工業(yè)上最常用的自動化控制方法，由于其控制方便，能夠承受惡劣的環(huán)境，因此，在工業(yè)上優(yōu)于單片機(jī)的控制。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要研究 PLC 在材料分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用，利用可編程控制器 ( PLC) ,設(shè)計(jì)成本低、效率高的材料自動分揀裝置。 系統(tǒng)具有自動化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定、精度高、易控制的特點(diǎn) ,可根據(jù)不同對象 ,稍加修改本系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)要求。Control system。Sensors 第 1 章 緒論 1 第 1 章 緒 論 分揀是把很多貨物按品種從不同的地點(diǎn)和單位分配到所設(shè)置的場地的作業(yè)。 目 前自動分揀已逐漸成為主流， 因?yàn)樽詣臃謷菑呢浳镞M(jìn)入分揀系統(tǒng)送到指 定的分配位置為止， 都是按照人們的指令靠自動分揀裝置來完成的。由于全部采用機(jī)械自動作業(yè)，因此， 分揀處理能力較大，分揀分類數(shù)量也較多。針對上述問題，利用 PLC 技術(shù)設(shè)計(jì)了一種成本低，效率高的材料自動 分揀 裝置，在材料 分揀 過程中取得了較好的控制效果。而且，分揀系統(tǒng)能靈活地與其他物流設(shè)備無縫連接 ，實(shí)現(xiàn)對物料實(shí)物流、物料信息流的分配和管理。同時(shí)，只要根據(jù)不同的分揀對象，對本系統(tǒng)稍加修改即可實(shí)現(xiàn)要求。 應(yīng)用 PLC 技術(shù)結(jié)合氣動、傳感器和位置控制等技術(shù)，設(shè)計(jì)不同類型材料的自動 分揀 控制系統(tǒng)。本 次畢業(yè)設(shè)計(jì) 主要介紹了 PLC 控制系統(tǒng)的硬件 和軟件設(shè)計(jì)，以及一些調(diào)試方法。本章主要介紹分揀裝置的工藝過程及控制要求。 物料分揀裝置的工作過程 物料分揀裝置 采 用臺式結(jié)構(gòu)，內(nèi)置電源，有步進(jìn)電機(jī)、汽缸、電磁閥、旋轉(zhuǎn)編碼器、氣動減壓器、濾清器、氣壓指示等 部件，可與各類氣源相連接。 當(dāng)給裝置 上電 時(shí) ， PLC 傳輸信號， 控制 傳 送帶 動作。電感傳感器 SA 的工作原理： 當(dāng) 電感傳感器 檢測出物料 是 鐵 材料 時(shí)， 傳感器發(fā)出 信號 傳 送 到 PLC， 接著可編程控制器輸出信號 控制氣動閥 1 動作 ，打開對應(yīng)的開關(guān)分揀出 該物料； 電容 傳感器 SB 的工作原理：若電容傳感器 檢測 到待檢 物料 是 鋁 材料 ， 傳感器發(fā)出 信號 傳 送 給可編程控制器，接著可編程控制器輸出信號 控制氣動閥 2 動作 ，打開對應(yīng)的開關(guān)分揀 出該物料； 顏色 傳感器 SC 工作原理：在顏色傳感器 檢測出 待檢 物 塊 的 顏色 與所設(shè)置的 顏色 相同后 ， 傳感器發(fā)出 信號 傳 送 給 PLC，接著可編程控制器輸出信號 控制氣動閥 3 動作 ，打開對應(yīng)開關(guān)分揀 出該物 料。 如圖 21 所示 為 本 次物料 分揀裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 功能要求 物 料分揀裝置 的 基本功能 有： （ 1）分揀出金屬和非金屬 。 （ 3）分揀金屬 物料 中 的一種 顏色 物料。 （ 5）分揀 出 金屬 當(dāng) 中 一種 顏色 物料 和 分揀出 非金屬中 一種 顏色 物料。 在把 物 料 經(jīng) 過 下料裝置 送到 傳送帶 上 后， 幾種傳感器按照順序依次進(jìn)行 檢測 物料 。其控制要求有 9方面： 第 2 章 物料分揀裝置的結(jié)構(gòu)及總體設(shè)計(jì) 4 （ 1） 在 系統(tǒng) 得到電源之 后，光電編碼器 就會產(chǎn) 生 系統(tǒng) 需 要 的脈沖 。 （ 3） 當(dāng)檢測出 有料，下料汽缸 開始 動作， 把 物料 從料槽中推 出 。 （ 5） 在 電容傳感器檢 出 到 物料屬于 鋁 材 料 后 ，汽缸 2開始 動作 ，卸料。 （ 7） 在剩余的 物料 輸 送 至 SD位置 后 ，汽缸 4開始 動作 ，卸料。 （ 9） 當(dāng) 下料槽內(nèi)無 法 下料時(shí)， 系統(tǒng) 會 延時(shí) 一段時(shí)間后 自動 停止運(yùn)轉(zhuǎn)，以節(jié)約資源。 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)通過 PLC連接各電氣元件，改變它們的動作與否來完成設(shè)計(jì)要求。 圖 31 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 分析 出 控制 設(shè)計(jì)的 要求， 明確 I/O點(diǎn)數(shù)， 挑選出 PLC合適 型號， 最后分配好 I/O點(diǎn)數(shù)，這些就是系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 。 系統(tǒng)還 有 5個(gè) 用于控制 汽缸 動作的 信號， 并且 每個(gè)汽缸 不但 有動作 的 限位 ，它們還有 回位 的 限位， 因而信號有 10個(gè)。接觸器是用來改變 電動機(jī) 的 運(yùn)行 狀態(tài) ， 5個(gè)電磁閥則用于推動 汽缸動作。 第 3 章 控制系統(tǒng)中的硬件設(shè)計(jì) 6 PLC 類型的選擇 鑒于是用開關(guān)量來操作本次的物 料分揀 設(shè)備，以及按照前 面確定的 I/O點(diǎn)數(shù) ，本次設(shè)計(jì)挑選 S7200系列 中的 CPU226型 的 PLC。 PLC 的輸入輸出端子分配 挑選好 PLC后 ， 進(jìn)行分配 本 次設(shè)計(jì)的 I/O端子 ，如 下 表 31所示 。 圖 32 PLC 輸入輸出接線圖 檢測元件與執(zhí)行裝置的選擇 本節(jié)介紹旋轉(zhuǎn)編碼器以及選擇的原因，還有電感傳感器等的介紹 。 這個(gè)信號 轉(zhuǎn) 變成為 位移 的變化 量， 改變在 傳 送 帶 的 上 面的 物 塊 位置。 挑選 旋轉(zhuǎn)編碼器 E6A2CW5C 型號并在本次設(shè)計(jì)中使用 ,它的 原理 圖 如 下 圖 33 所示 ，實(shí)物圖如圖 34 所示 。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。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。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。 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 第 3 章 控制系統(tǒng)中的硬件設(shè)計(jì) 9 碼器的零位參考位。 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(qū)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(shè)備接口應(yīng)與編碼器對應(yīng)。如 果聯(lián)接發(fā)方式是 單相聯(lián)接， 那么編碼器通常 用 來 單方向計(jì)數(shù)， 并且是 單方 向測速。 如果聯(lián)接方式是 A、 B、 Z 它們 三相 之間互相連 接， 那么編碼器則可以 用于測量 出 帶參考位的 某些 位置 當(dāng)中 。 按照這樣聯(lián)接方式聯(lián)接的編碼器輸出方式為 TTL， 那么它的 信號傳輸 能夠達(dá)到 150 米 距離 。 系統(tǒng)啟動后，光電碼盤得電，傳輸信號送至 PLC，接著 PLC 得到這個(gè)信號后會輸出指令給電機(jī)，讓電機(jī)開始轉(zhuǎn)動帶動傳送帶。 圖 35 編碼器輸出回路 表 32 為旋轉(zhuǎn)編碼器的連接方式，介紹每根線所連接的作用。如圖 36 所示為旋轉(zhuǎn)編碼器的 輸出方式。 它的工作流程如圖 37所示。 而形成的 渦流 對 接近開關(guān) 產(chǎn)生作用 ， 衰減它的 振蕩能力， 接近開關(guān)震 蕩能力衰減后會改變內(nèi) 部電路的參數(shù) ，達(dá)到控制開關(guān)通或斷的效果，從而達(dá)到區(qū)別金屬的功能 。如 下 圖 38所示是傳感器的接線圖 ， 而 圖 39所示是傳感器的工作原理圖 。 ),( HxfZ ???? ? 、 ? — 被測金屬導(dǎo)體的電阻率、導(dǎo)磁率 ? — 線圈激勵信號頻率 H — 被測金屬導(dǎo)體的厚度 x — 線圈與金屬體之間的距離 若保持 ? 、 ? 、 ? 、 H 不變 )(xfZ? 為測距傳感器 圖 310 等效電路 11,LR — 空心線圈的電阻和電感； 22,LR — 電渦流回路的等效電阻和電感； )(xM — 線圈與金屬體之間的互感，是距離 X 的函數(shù)。 電感 傳感器的材料導(dǎo)磁系數(shù)和線圈匝數(shù)是 固定不變的 ， 它的 電感量的