【正文】 修方便等特點，受場地原因影響不大。PLC控制分揀裝置涵蓋了PLC技術(shù)、氣動技術(shù)、傳感器技術(shù)、位置控制技術(shù)等內(nèi)容，是實際工業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備的微縮模型。該系統(tǒng)的靈活性較強，程序開發(fā)簡單，可適應(yīng)進(jìn)行材料分揀的彈性生產(chǎn)線的需求。33 第2章 物料分揀裝置的結(jié)構(gòu)及總體設(shè)計第2章 物料分揀裝置的結(jié)構(gòu)及總體設(shè)計PLC控制分揀裝置涵蓋了PLC技術(shù)、氣動技術(shù)、傳感器技術(shù)、位置控制技術(shù)等內(nèi)容，是實際工業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備的微縮模型。要想進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計，首先必須對控制對象進(jìn)行調(diào)查，搞清楚控制對象的工藝過程、工作特點，明確控制要求以及各階段的特點和各階段之間的轉(zhuǎn)換條件。選用顏色識別傳感器及對不同材料敏感的電容式和電感式傳感器，分別固定在網(wǎng)板上，且允許重新安裝傳感器排列位置或選擇網(wǎng)板不同區(qū)域安裝。接著下料傳感器SN進(jìn)行檢測在料槽是否有料，然后反饋給可編程控制器進(jìn)行下一步動作，如果檢測到?jīng)]有物料，那么傳送帶傳送一個周期后自動停止動作，并在此等待；而如果測到物料時，下料傳感器SN發(fā)出信號傳送到可編程控制器，PLC輸出信號控制傳送帶繼續(xù)動作，同一時刻，控制器還會輸出信號讓氣動閥5來下料，通過軟件程序可以修改下料的時間差。備用傳感器SD的作用是：當(dāng)要求分揀出屬于某一顏色的金屬材料或者是某一顏色的非金屬材料時，利用程序參考之前每個傳感器的作用，配合著把分揀工作實現(xiàn)。圖21 物料分揀裝置的結(jié)構(gòu)示意圖 系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)輸入電壓：AC200～240V消耗功率：250W環(huán)境溫度范圍：5～40℃氣源： 系統(tǒng)的設(shè)計要求功能、控制要求構(gòu)成了系統(tǒng)的設(shè)計要求，在準(zhǔn)備設(shè)計系統(tǒng)前，我們需要了解這兩個要求。（2）分揀某一顏色物料。（4）分揀非金屬物料中一種顏色物料。 系統(tǒng)的控制要求通過所選的傳感器，系統(tǒng)檢測出物料，并且按照要求進(jìn)行分類。在物料被其中一種傳感器檢測出后，PLC控制氣動裝置，把物料推入卸料槽；否則，繼續(xù)前行。（2）電機運轉(zhuǎn)拉動傳送帶，將物料往前傳遞。（4）在電感傳感器檢出到物料屬于鐵材料后，汽缸1開始動作，卸料。（6）在顏色傳感器檢出到物料屬于所設(shè)置的顏色后，汽缸3開始動作，卸料。（8）汽缸的動作應(yīng)當(dāng)設(shè)有動作限位防護(hù)功能。 第3章 控制系統(tǒng)中的硬件設(shè)計第3章 控制系統(tǒng)中的硬件設(shè)計在設(shè)計控制系統(tǒng)硬件時，根據(jù)系統(tǒng)功能要求以及被控對象和可編程控制器之間的關(guān)系，確定系統(tǒng)需要的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備有哪些，然后挑選出適合系統(tǒng)要求的PLC類型，最后分配好I/O點。如圖21是本次設(shè)計出來的結(jié)構(gòu)大概框圖。 確定I/O點數(shù)設(shè)計的控制要求含有開關(guān)輸入信號和傳感器信號，其中開關(guān)輸入信號有2個，而電感式、電容式傳感器、用于檢測某一顏色的傳感器、添加的備用傳感器、起始處的下料傳感器以及計數(shù)傳感器則構(gòu)成了6種傳感器的信號。接觸器加上電磁閥構(gòu)成了輸出信號。這樣系統(tǒng)需要24個I/O點，在這24個點中有18個是輸入點，有6個是輸出點。這種PLC共有24個輸入點，滿足18個輸入量的需求；它還有16個輸出點，也能夠?qū)崿F(xiàn)要求的6個輸出量。表31 PLC 輸入/輸出表西門子PLC(I/O)分揀系統(tǒng)接口(I/O)備注 輸 入 部 分UCP(計數(shù)傳感器)SN(下料傳感器)是否有下料SA(電感式傳感器)是否為鐵質(zhì)物料SB(電容式傳感器)是否為鋁制物料SC(顏色傳感器)SD(備用傳感器)其它物料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)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（傳送帶電機驅(qū)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) PLC輸入輸出接線端子圖如圖32所示為PLC的輸入輸出的接線圖。 旋轉(zhuǎn)編碼器連接著電機的旋轉(zhuǎn)編碼器，在本次設(shè)計中被當(dāng)做系統(tǒng)內(nèi)一種計數(shù)器，并且給系統(tǒng)加入脈沖輸入。當(dāng)物料被傳送到傳感器時，旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出信號傳送給PLC，以此開始分揀動作，同時，旋轉(zhuǎn)編碼器還可以調(diào)整步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)速。圖33 旋轉(zhuǎn)編碼器的原理圖圖34 旋轉(zhuǎn)編碼器的實物圖旋轉(zhuǎn)編碼器：旋轉(zhuǎn)編碼器是用來測量轉(zhuǎn)速的裝置。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。編碼器如以信號原理來分，可分為增量脈沖編碼器（SPC）和絕對脈沖編碼器（APC）兩者一般都應(yīng)用于速度控制或位置控制系統(tǒng)的檢測元件。旋轉(zhuǎn)編碼器的工作原理：由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通、暗的刻線，有光電發(fā)射和接收器件讀取，獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D，每個正弦波相差90度相位差（相對于一個周波為360度），將C、D信號反向，疊加在A、B兩相上，可增強穩(wěn)定信號；另每轉(zhuǎn)輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。分辨率：編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率，也稱解析分度、或直接稱多少線，一般在每轉(zhuǎn)分度5～10000線。信號連接：編碼器輸出的信號通常與計數(shù)器、PLC和計算機相連接，而與PLC、計算機相連接的模塊有一定區(qū)別，這些模塊有低速與高速的區(qū)別，它們的開關(guān)頻率有的低，有的高。如果聯(lián)接方式是A、B兩相之間連接，那么編碼器則用來正反向計數(shù)，且是正反向測速，這種方式還可以判斷出正反向。如果聯(lián)接方式是A、A，B、B，Z、Z連接，這種編碼器衰減最小，抗干擾最佳，因為它連接有對稱負(fù)信號，電流不產(chǎn)生電磁場，對電纜幾乎沒有影響，一般用在距離較遠(yuǎn)的傳輸當(dāng)中。 而按這樣聯(lián)接方式聯(lián)接的編碼器，信號輸出為HTL形式時，它的信號傳輸能夠達(dá)到300米距離。圖35所示為旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出回路。表32 連接方式線色內(nèi)容褐VCC黑A相白B相青COM旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖信號還可以用來計數(shù)，統(tǒng)計分揀的數(shù)量，分析傳送帶的位置，準(zhǔn)確定位物料與傳感器的位置。圖36 旋轉(zhuǎn)編碼器輸出方式 電感傳感器電感傳感器屬于一種位置傳感器，它具有開關(guān)量輸出，通常我們用電感傳感器來判斷某個物體是否為某種金屬。圖37 電感傳感器工作流程LC高頻振蕩器加上放大處理電路組成電感傳感器的主要部分，之所以電感傳感器能夠區(qū)分物體是否為某種金屬，主要是當(dāng)有金屬的物體在靠近時，震蕩感應(yīng)頭會產(chǎn)生一個電磁場，這些電磁場能夠使靠近的物體中形成渦流。挑選M18X1X40型號傳感器作為本次設(shè)計的電感傳感器。圖38 M8X1X40 DC常開式傳感器接線圖圖39 電感式傳感器的原理圖 電渦流效應(yīng)（基于法拉第定律）：（交變電流）（交變磁場）（電渦流）（交變磁場）與方向相反的大小和相位變化，即引起電感線圈的有效阻抗變化。 根據(jù)克?；舴蚨桑? 線圈的等效阻抗： 線圈的等效電阻： 線圈的等效電感： （距離越近，M越大，Leq越?。? 原線圈阻抗： 線圈的品質(zhì)因數(shù)：