基于PLC控制的全自動(dòng)物料分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc
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目 錄1 引言12 可編程序控制器22.1 PLC的發(fā)展歷史22.2 PLC的定義和特點(diǎn)22.3 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理33 物料分揀系統(tǒng)的工作過(guò)程和設(shè)備選擇43.1 物料分揀系統(tǒng)的工作過(guò)程43.2物料分揀系統(tǒng)的設(shè)備選擇44 物料分揀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖104.1 PLC外部端子接線圖104.2 變頻器端子接線圖114.3 步進(jìn)梯形圖124.4 PLC梯形圖135 物料分揀系統(tǒng)的組態(tài)技術(shù)155.1 組態(tài)技術(shù)概述155.2組態(tài)技術(shù)功能和優(yōu)點(diǎn)15結(jié) 論17致 謝18參 考 文 獻(xiàn)19第19頁(yè)江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院2012屆專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)1 引言自動(dòng)分揀系統(tǒng)是指能夠識(shí)別物品屬性并對(duì)物品進(jìn)行分類傳輸?shù)淖詣?dòng)系統(tǒng)。自動(dòng)分揀系統(tǒng)由傳輸供件同步導(dǎo)入裝置、識(shí)別及控制系統(tǒng)、機(jī)械分揀機(jī)構(gòu)及信息處理系統(tǒng)等組成。自動(dòng)分揀系統(tǒng)是二戰(zhàn)后在美國(guó)、日本以及歐洲的大型物流中心廣泛采用的一種分揀系統(tǒng)。廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥行業(yè)、生產(chǎn)制造業(yè)等行業(yè)。國(guó)外的自動(dòng)化程度很高,而在我國(guó),由于物流業(yè)起步晚,始于1980年代,自動(dòng)化程度不高,大部分處于人工作業(yè)近期的市場(chǎng)興起和技術(shù)發(fā)展始于1990年代。一開始使用于機(jī)場(chǎng)行李處理和郵政處理,然后逐漸普及到其他行業(yè)。近二十年來(lái),特別是物流行業(yè),隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,商品趨于短小輕薄。分揀作業(yè)已成為工作的重要環(huán)節(jié)。我國(guó)目前自動(dòng)化程度不高,處于人工分揀階段。自動(dòng)分揀的優(yōu)點(diǎn)是能連續(xù)、大批量的分揀貨物,分揀誤差率低,分揀作業(yè)基本實(shí)現(xiàn)無(wú)人化。雖然國(guó)內(nèi)自動(dòng)分揀系統(tǒng)使用還很少,但有關(guān)部門和企業(yè)正在做出努力。自動(dòng)分揀機(jī)是一個(gè)很成熟的產(chǎn)品,已成為當(dāng)代物流技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志。2 可編程序控制器2.1 PLC的發(fā)展歷史 在可編程序控制器誕生之前,是以繼電器、接觸器為主體的控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。1968年,為適應(yīng)生產(chǎn)需要,美國(guó)通用汽車公司提出一種新型工業(yè)控制器。1969年,美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制出世界上第一臺(tái)可編程邏輯控制器,目的是取代繼電器,這打開了新的控制技術(shù)發(fā)展的大門。緊接著美國(guó)MODICON公司也開發(fā)出同門的控制器。1971年,日本從美國(guó)引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù),也研制出日本第一臺(tái)可編程序控制器。1973年,西歐一些國(guó)家也相繼開發(fā)出他們的可編程序控制器。我國(guó)則在1977年成功研制出以1個(gè)微處理器MC14500為核心的可編程序控制器,并用于工業(yè)生產(chǎn)。PLC大約經(jīng)歷四個(gè)階段:(1)初級(jí)階段:第一代PLC取代繼電器,主要功能是邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)功能。CPU由中小規(guī)模數(shù)字集成電路構(gòu)成。第一代只采用了梯形圖語(yǔ)言作為編程方式,盡管有些枯燥,但卻形成了工廠的編程標(biāo)準(zhǔn)。(2)擴(kuò)展階段:從20世紀(jì)70年代到70年代末期,PLC的擴(kuò)展功能包括數(shù)據(jù)的傳送、數(shù)據(jù)的比較和運(yùn)算、模擬量的運(yùn)算等功能。(3)通訊階段:20世紀(jì)70年代末期到80年代中期,PLC的產(chǎn)品與計(jì)算機(jī)相連,但是各個(gè)廠家聯(lián)系不密切,獨(dú)自經(jīng)營(yíng),所以PLC迅速擴(kuò)散到其他行業(yè)。(4)開放階段:20世紀(jì)80年代中期開始, PLC在開放功能上取得較大發(fā)展。主要在通信系統(tǒng)的開放,使各廠商的產(chǎn)品可以通信。此外,PLC開始采用標(biāo)準(zhǔn)化軟件系統(tǒng),增加高級(jí)語(yǔ)言編程,并完成了編程語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)化工作。這一階段的產(chǎn)品主要有西門子公司的S7系列,AB公司的PLC-5,SLC500、德維森的V80和PPC11,加拿大ONLINE CONTROL公司與合控電氣公司所開發(fā)的OPENPLC等。PLC在以后的發(fā)展方向可以概括為:(1)發(fā)展簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)的小型、微型PLC;(2)致力于提高功能性價(jià)比;(3)能研制出功能強(qiáng)大、系統(tǒng)龐大、技術(shù)完善的PLC。2.2 PLC的定義和特點(diǎn)2.2.1 PLC的定義可編程序控制器簡(jiǎn)稱PLC,是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器,用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 2.2.2 PLC的特點(diǎn)(1)可靠性高、抗干擾能力強(qiáng);(2)編程簡(jiǎn)單、易于掌握;(3)功能強(qiáng)、通用性好;(4)設(shè)計(jì)、安裝容易、維護(hù)工作量少;(5)體積小、重量輕、功耗低。2.3 PLC的基本結(jié)構(gòu)和基本原理2.3.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)圖1 PLC的基本組成如圖1,PLC的基本組成:(1)中央處理單元;(2)存儲(chǔ)器;(3)輸入/輸出接口;(4)電源及外部設(shè)備。2.3.2 PLC的工作原理當(dāng)PLC運(yùn)行后,工作過(guò)程分為三個(gè)階段:輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新。完成三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間,PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。3 物料分揀系統(tǒng)的工作過(guò)程和設(shè)備選擇3.1 物料分揀系統(tǒng)的工作過(guò)程1、按下啟動(dòng)按鈕X0,物料臺(tái)檢測(cè)到有物料,則變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī),使圓盤轉(zhuǎn)動(dòng),再由圓盤通道和機(jī)械手把物料送到物料分揀帶上檢測(cè),以上動(dòng)作實(shí)現(xiàn)了上料的過(guò)程。2、把物料送到檢測(cè)臺(tái)。如果在4秒鐘內(nèi)檢測(cè)不到物料,紅燈閃爍,否則綠燈閃爍,機(jī)械手、電動(dòng)機(jī)和變頻器不動(dòng)作,整個(gè)系統(tǒng)停止。當(dāng)檢測(cè)到物料時(shí),物料提升到上限時(shí),機(jī)械手臂先伸出,手爪夾緊物料后,手臂提升,再縮回,然后右旋,手臂伸出,下降,松開物料,手臂再提升,縮回,再回到左旋初始位置。3、分揀臺(tái)上光電傳感器檢測(cè)到物料時(shí),啟動(dòng)傳送帶;當(dāng)電感傳感器檢測(cè)到金屬物質(zhì)的物料時(shí),活塞1伸出推動(dòng)物料進(jìn)入料槽再縮回;當(dāng)?shù)诫娙輦鞲衅鳈z測(cè)到非金屬的物料時(shí),活塞2伸出推動(dòng)物料進(jìn)入料槽再縮回。當(dāng)物料臺(tái)再次檢測(cè)到物料時(shí),循環(huán)以上動(dòng)作。4、物料傳輸是通過(guò)機(jī)械手和三相異步電動(dòng)機(jī)及變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn),機(jī)械手可通過(guò)伸出,下降,夾緊物料,提升,縮回等動(dòng)作將物料從物料臺(tái)送到傳輸帶上,而三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)傳送帶的動(dòng)作及變頻器改變傳輸帶的速度。5、在傳輸帶上,光電傳感器是啟動(dòng)傳輸帶運(yùn)行的信號(hào),用電容傳感器和電感傳感器來(lái)分揀傳輸帶上的物料,電感傳感器可檢測(cè)金屬物質(zhì)的物料,電容傳感器可檢測(cè)非金屬的物料。這是實(shí)現(xiàn)分揀的動(dòng)作。3.2物料分揀系統(tǒng)的設(shè)備選擇3.2.1 三菱PLC的選型表1 I/O分配表輸入部分輸出部分功能地址功能地址啟動(dòng)按鈕X0物料驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)Y0物料檢測(cè)X13紅燈Y17物料提升上限X11綠燈Y16物料提升下限X12物料提升Y1手臂伸出限位X5手臂伸出Y2手臂縮回限位X6手臂縮回Y3手爪提升上限X7手爪提升Y5手爪下降下限X10手爪下降Y4手爪磁性開關(guān)X2手爪(電磁閥)Y15手臂左旋限位X3手臂左旋Y6手臂右旋限位X4手臂右旋Y7光電傳感器X22推料一伸出Y11電感傳感器X20推料一縮回Y10電容傳感器X21推料二伸出Y12推料一伸出限位X14推料二縮回Y13推料一縮回限位X15電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)及中速Y21推料二伸出限位X16推料二縮回限位X17停止按鈕X1I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ8鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù),再增加10%20%的可擴(kuò)展余量后,作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。根據(jù)物料分揀系統(tǒng)的工作過(guò)程可知,系統(tǒng)的輸入信號(hào)有19個(gè),輸出信號(hào)有16,因此選三菱FX2N-48MR。3.2.2 三菱變頻器的選擇1、在實(shí)踐中常常將機(jī)械設(shè)備根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性不同,分為如下三類:(1)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載;(2)恒功率負(fù)載;(3)流體類負(fù)載。2、根據(jù)負(fù)載特性選取適當(dāng)控制方式的三菱變頻器三菱變頻器的控制方式主要分為:V/f控制,包括開環(huán)和閉環(huán);矢量控制,包括無(wú)速度傳感器和帶速度傳感器控制;直接轉(zhuǎn)矩控制;幾種種方式的優(yōu)缺點(diǎn)如下:(1)V/f開環(huán)控制 優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,調(diào)節(jié)容易,可用于通用鼠籠型異步電機(jī);缺點(diǎn):低速力矩難保證,不能采用力矩控制,調(diào)速范圍??;主要采用場(chǎng)合:一般的風(fēng)機(jī),泵類節(jié)能調(diào)速或一臺(tái)變頻器帶多臺(tái)電機(jī)傳動(dòng)場(chǎng)合。(2)V/f閉環(huán)控制優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,調(diào)速精度比較高,可用于通用性異步電機(jī);缺點(diǎn):低速力矩難保證,不能采用力矩控制,調(diào)速范圍小,要增加速度傳感器;主要采用場(chǎng)合:用于保持壓力,溫度,流量,PH定值等過(guò)程場(chǎng)合。(3)無(wú)速度傳感器的矢量控制優(yōu)點(diǎn):不需要速度傳感器,力矩響應(yīng)好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,速度控制范圍較廣;缺點(diǎn):需要設(shè)定電機(jī)參數(shù),須有自動(dòng)測(cè)試功能;采用場(chǎng)合:一般工業(yè)設(shè)備,大多數(shù)調(diào)速場(chǎng)合。(4)帶有速度傳感器的矢量控制優(yōu)點(diǎn):力矩控制性能良好,力矩響應(yīng)好,調(diào)速精度高,速度控制范圍大;缺點(diǎn):需要正確設(shè)定電機(jī)參數(shù),需要自動(dòng)測(cè)試功能,要高精度速度傳感器;使用場(chǎng)合:要求精確控制力矩和速度的高動(dòng)態(tài)性能應(yīng)用場(chǎng)合。(5)直接轉(zhuǎn)矩控制優(yōu)點(diǎn):不需要速度傳感器,力矩響應(yīng)好,結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,速度控制范圍較大;缺點(diǎn):需要設(shè)定電機(jī)參數(shù),須有自動(dòng)測(cè)試功能;采用場(chǎng)合:要求精確控制力矩的高動(dòng)態(tài)性能應(yīng)用場(chǎng)合,如起重機(jī)、電梯、軋機(jī)等。根據(jù)物料分揀系統(tǒng)可知,我們可選三菱FR-E500。三菱FR-E500介紹:(1)功率:7.5KW;(2)簡(jiǎn)易磁通矢量控制方式,實(shí)現(xiàn)1Hz時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩達(dá)120%;(3)柔性PWM,實(shí)現(xiàn)低噪音運(yùn)行;(4)內(nèi)置PID,變頻器/工頻切換和可以實(shí)現(xiàn)多泵循環(huán)運(yùn)行功能;(5)內(nèi)置RS485通訊口;(6)使用長(zhǎng)壽命元器件;(7)ID,15段速度等功能選擇。三菱FR-E500特點(diǎn):(1)更省能源;(2)環(huán)保,壽命長(zhǎng),維護(hù)簡(jiǎn)單;(3)最適用風(fēng)扇;(4)操作簡(jiǎn)單,網(wǎng)路化;(5)適用全球化;(6)豐富多彩的功能。3.2.2 氣動(dòng)控制和執(zhí)行元件氣動(dòng)控制元件是控制氣體壓力、流量及運(yùn)動(dòng)方向的元件,如各種閥類;能完成一定邏輯功能的元件,如氣動(dòng)邏輯元件。氣動(dòng)控制元件按功能分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。1、電磁閥氣動(dòng)電磁閥工作原理:氣動(dòng)電磁閥里有密閉的腔,在的不同位置開有通孔,氣動(dòng)電磁閥的每個(gè)孔都通向不同的油管,腔中間是閥,兩面是兩塊電磁鐵,哪面的磁鐵線圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊。氣動(dòng)電磁閥通過(guò)控制閥體的移動(dòng)來(lái)檔住或漏出不同的排油的孔,而進(jìn)油孔是常開的,液壓油就會(huì)進(jìn)入不同的排油管,然后通過(guò)氣動(dòng)電磁閥的油的壓力來(lái)推動(dòng)油剛的活塞,這樣通過(guò)控制氣動(dòng)電磁閥的電磁鐵的電流就控制了整個(gè)電磁閥的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。氣動(dòng)電磁閥是用來(lái)控制流體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件,屬于執(zhí)行器;氣動(dòng)電磁閥并不限于液壓,氣動(dòng);氣動(dòng)電磁閥用于控制液壓流動(dòng)方向,工廠的機(jī)械裝置一般都由液壓鋼或電磁閥來(lái)控制。圖2 直動(dòng)式電磁閥原理圖圖2表示 (五路二位)直動(dòng)式電磁閥(常斷型)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單剖面圖及工作原理。起始狀態(tài),1,2進(jìn)氣;4,5排氣;線圈通電時(shí),靜鐵芯產(chǎn)生電磁力,使先導(dǎo)閥動(dòng)作,壓縮空氣通過(guò)氣路進(jìn)入閥先導(dǎo)活塞使活塞啟動(dòng),在活塞中間,密封圓面打開通道,1,4進(jìn)氣,2,3排氣;當(dāng)斷電時(shí),先導(dǎo)閥在彈簧作用下復(fù)位,恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。 本設(shè)計(jì)可以采用二位二通的氣動(dòng)電磁閥,它操作輕便,又能快速實(shí)現(xiàn)氣缸的正反轉(zhuǎn),易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,因此應(yīng)用廣泛。作用氣 2、氣缸引導(dǎo)活塞在其中進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的圓筒形金屬機(jī)件。工質(zhì)在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中通過(guò)膨脹將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;氣體在壓縮機(jī)氣缸中接受活塞壓縮而進(jìn)步壓力。渦輪機(jī)、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)等的殼體通常也稱“氣缸”。氣缸的應(yīng)用領(lǐng)域:印刷(張力控制)、半導(dǎo)體(點(diǎn)焊機(jī)、芯片研磨)、自動(dòng)化控制、機(jī)器人等等。英文名:cylinder。 氣缸-氣缸種類氣壓傳動(dòng)中將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的氣動(dòng)執(zhí)行元件。氣缸有作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的和作往復(fù)擺動(dòng)的兩類。作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的氣缸又可分為單作用、雙作用、膜片式和沖擊氣缸 4種。氣缸的作用:將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)(運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。氣缸的分類:直線運(yùn)動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸、擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的擺動(dòng)氣缸、氣爪等。氣缸的結(jié)構(gòu):氣缸是由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件組成。 當(dāng)傳感器檢測(cè)到物料時(shí),活塞運(yùn)動(dòng),然后自動(dòng)縮回,所以我們可以選單缸。3、傳感器(1)光電式傳感器光電式傳感器,基于光電效應(yīng)的傳感器,在受到可見光照射后即產(chǎn)生光電效應(yīng),將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。它除能測(cè)量光強(qiáng)之外,還能利用光線的透射、遮擋、反射、干涉等測(cè)量多種物理量,如尺寸、位移、速度、溫度等,因而是一種應(yīng)用極廣泛的重要敏感器件。光電測(cè)量時(shí)不與被測(cè)對(duì)象直接接觸,光束的質(zhì)量又近似為零,在測(cè)量中不存在摩擦和對(duì)被測(cè)對(duì)象幾乎不施加壓力。因此在許多應(yīng)用場(chǎng)合,光電式傳感器比其他傳感器有明顯的優(yōu)越性。其缺點(diǎn)是在某些應(yīng)用方面,光學(xué)器件和電子器件價(jià)格較貴,并且對(duì)測(cè)量的環(huán)境條件要求較高。圖3 光電式傳感器(2)電感式傳感器電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)把被測(cè)的物理量如位移,壓力,流量,振動(dòng)等轉(zhuǎn)換成線圈的自感系數(shù)和互感系數(shù)的變化,再由電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出,實(shí)現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)換。圖4 電感式傳感器(3)電容式傳感器電容式傳感器也常常被人們稱為電容式物位計(jì),電容式物位計(jì)的電容檢測(cè)元件是根據(jù)圓筒形電容器原理進(jìn)行工作的,電容器由兩個(gè)絕緣的同軸圓柱極板內(nèi)電極和外電極組成,在兩筒之間充以介電常數(shù)為e的電解質(zhì)時(shí),兩圓筒間的電容量為C=2eL/lnD/d,式中L為兩筒相互重合部分的長(zhǎng)度;D為外筒電極的直徑;d為內(nèi)筒電極的直徑;e為中間介質(zhì)的電介常數(shù)。在實(shí)際測(cè)量中D、d、e是基本不變的,故測(cè)得C即可知道液位的高低,這也是電容式傳感器具有使用方便,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和靈敏度高,價(jià)格便宜等特點(diǎn)的原因之一。圖5 電容式傳感器4 物料分揀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖4.1 PLC外部端子接線圖圖6 PLC外部接線圖 如圖6,當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí),按下啟動(dòng),給出XO信號(hào),物料通過(guò)圓盤升到上限,給出信號(hào)X11;在通過(guò)機(jī)械手一系列動(dòng)作,給出X7、X5、X3、X4信號(hào);傳送到傳送帶時(shí),光電傳感器動(dòng)作,給出X22信號(hào);當(dāng)有物料時(shí),電機(jī)使傳送帶動(dòng)作;電感傳感器動(dòng)作時(shí),給出X20信號(hào),讓電磁閥動(dòng)作推動(dòng)氣缸動(dòng)作,給出X14、X15信號(hào);電容傳感器動(dòng)作時(shí),給出X21信號(hào),讓電磁閥動(dòng)作推動(dòng)氣缸動(dòng)作,給出X16、X17信號(hào)。4.2 變頻器端子接線圖圖7 變頻器端子接線圖 如圖7,L1,L2,L3接三相交流電,PE接地;U,V,W接三相電機(jī);STF,RM端子接PLC端子Y21;SD端子接COM5。4.3步進(jìn)梯形圖圖8 步進(jìn)梯形圖如圖8,給出啟動(dòng)信號(hào),整個(gè)系統(tǒng)開始運(yùn)行。光電傳感器開始檢測(cè)物料,圓盤動(dòng)作傳送到底,機(jī)械手開始動(dòng)作,把物料送到檢測(cè)帶上,傳送帶動(dòng)作。在運(yùn)輸過(guò)程中,電感傳感器有檢測(cè)時(shí),氣缸1動(dòng)作;電容傳感器有檢測(cè)時(shí),氣缸2動(dòng)作。4.4 PLC梯形圖圖9 梯形圖程序運(yùn)行過(guò)程分析 如圖9,按下啟動(dòng)按鈕X0,物料驅(qū)動(dòng)電機(jī),這時(shí)Y0接通;此時(shí)光電傳感器檢測(cè)物料,X13動(dòng)作,物料被圓盤提升,此時(shí)Y1接通;當(dāng)上升到限位時(shí),X11動(dòng)作,此時(shí)接通Y2,機(jī)械手臂伸出,伸到限位時(shí),X5動(dòng)作,此時(shí)接通Y4,手爪下降;下降到限位時(shí),X10動(dòng)作,X2也動(dòng)作,此時(shí)接通Y15,手爪抓緊;然后手臂縮回并到達(dá)限位,X6、Y3動(dòng)作;這時(shí)手臂右旋并到達(dá)限位,X4和Y7動(dòng)作;當(dāng)機(jī)械手將物料送到分揀臺(tái)時(shí),光電傳感器動(dòng)作,X22動(dòng)作,此時(shí)接通Y21,電機(jī)帶動(dòng)傳送帶,傳送帶動(dòng)作,物料運(yùn)動(dòng);當(dāng)電感傳感器動(dòng)作時(shí),X20動(dòng)作,接通Y11,氣缸推動(dòng)物料,然后氣缸縮回,Y10動(dòng)作;當(dāng)電容傳感器動(dòng)作時(shí),X21動(dòng)作,此時(shí)接通Y12,氣缸推動(dòng)物料,然后氣缸縮回,接通Y13;整個(gè)系統(tǒng)結(jié)束,當(dāng)需要急停時(shí),按下X1,系統(tǒng)就會(huì)停止。5 物料分揀系統(tǒng)的組態(tài)技術(shù)5.1 組態(tài)技術(shù)概述5.1.1 組態(tài)定義 組態(tài)軟件是一種面向工業(yè)自動(dòng)化的通用數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控軟件,也稱人機(jī)界面。用于數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專用軟件。5.1.2 組態(tài)發(fā)展 20世紀(jì)40年代,多數(shù)工業(yè)處于手工狀態(tài),人們憑經(jīng)驗(yàn)和手工控制生產(chǎn)過(guò)程。50年代后,一些工廠企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)儀表化和自動(dòng)化。生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)普遍采用儀表進(jìn)行顯示。進(jìn)入60年代,隨著工業(yè)生產(chǎn)和電子技術(shù)的不斷發(fā)展,開始大量采用氣動(dòng)、電動(dòng)單元組合儀表對(duì)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行指示,計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)開始應(yīng)用于控制,實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制和設(shè)定值控制。70年代,隨著計(jì)算機(jī)開發(fā)、應(yīng)用和普及,對(duì)全廠或整個(gè)工藝流程的集中控制成為可能。世界上第一款組態(tài)軟件InTouch在20世紀(jì)80年代中期由美國(guó)Wonderware公司開發(fā)。組態(tài)軟件根據(jù)其提供的各種軟件模塊可以積木式搭建人機(jī)監(jiān)控界面,不僅提高了自動(dòng)化系統(tǒng)的開發(fā)速度,也保證了自動(dòng)化應(yīng)用的成熟性和可靠性。當(dāng)前的組態(tài)軟件有國(guó)外的InTouch、Ifix、Citect、Wincc、RSView32、TraceMode,國(guó)內(nèi)的組態(tài)王、力控、WebAccess、MCGS、開物、易控、杰控、世紀(jì)星及紫金橋組態(tài)軟件等。5.2組態(tài)技術(shù)功能和優(yōu)點(diǎn)5.2.1組態(tài)軟件的功能(1)讀寫不同類型的PLC、儀表、智能模塊和板卡,采集工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種信號(hào),對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)視和控制。(2)可以以圖形和動(dòng)畫等直觀形象的方式呈現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信息。(3)可以將控制系統(tǒng)中的緊急工況及時(shí)通知給相關(guān)人員,使之及時(shí)掌控系統(tǒng)運(yùn)行情況。(4)可以對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算和數(shù)字運(yùn)算等處理,并將結(jié)果返回給控制系統(tǒng)。(5)可以對(duì)控制系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄存儲(chǔ)。(6)可以將工程運(yùn)行的狀況、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、警告和外部數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計(jì)運(yùn)算結(jié)果制成報(bào)表,供運(yùn)行和管理人員參考。(7)可以將不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)聯(lián)系和整合在一起。(8)可以網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)分布式監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的遠(yuǎn)程監(jiān)控。(9)可以根據(jù)需要干預(yù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)或過(guò)程。5.2.2 組態(tài)軟件的優(yōu)點(diǎn)(1)功能強(qiáng)大;(2)簡(jiǎn)單易學(xué);(3)擴(kuò)展性好;(4)實(shí)時(shí)多任務(wù)。5.2.3 組態(tài)軟件畫面圖10 組態(tài)畫面如圖10,當(dāng)物料檢測(cè)燈變成綠燈時(shí),整個(gè)系統(tǒng)開始運(yùn)行,否則燈變紅,系統(tǒng)停止。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),轉(zhuǎn)盤和機(jī)械手動(dòng)作,把物料送到檢測(cè)通道,傳送帶指示燈亮。當(dāng)檢測(cè)到金屬物體時(shí),燈變綠,然后電磁閥動(dòng)作,電磁閥燈變綠,帶動(dòng)氣缸,推動(dòng)物料。當(dāng)檢測(cè)到非金屬物體時(shí),燈變綠,然后電磁閥動(dòng)作,燈變綠,帶動(dòng)氣缸,推動(dòng)物料。結(jié) 論本文詳細(xì)介紹了根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要,采用PLC設(shè)計(jì)出了物料分揀系統(tǒng),并用組態(tài)作為監(jiān)控軟件。物料分揀系統(tǒng)在現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)中具有很大的實(shí)用價(jià)值。在設(shè)計(jì)之前閱讀了大量資料和文獻(xiàn),還請(qǐng)教了老師,從閱讀資料中學(xué)到很多知識(shí)非常寶貴。在設(shè)計(jì)中遇到很多困難,比如說(shuō)程序的設(shè)計(jì)、設(shè)備的選型、擔(dān)心系統(tǒng)出現(xiàn)問題、設(shè)計(jì)是否合理、是否受到外界干擾、通訊能不能成功等。設(shè)計(jì)上一定有不完美的地方,物料分揀系統(tǒng)還需進(jìn)步的改進(jìn),提高系統(tǒng)的優(yōu)越性、可靠性。致 謝本文是在馬建峰老師的悉心指導(dǎo)和精心培養(yǎng)下完成的。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)我的教導(dǎo)給我留下了深刻的印象,并使我終身受益。謹(jǐn)此對(duì)馬老師表達(dá)衷心的感謝和崇高的敬意。參 考 文 獻(xiàn)1劉愛華.傳感器原理與應(yīng)用技術(shù),C.北京:人民郵電出版社。2009。2陸藝,郭斌,潘小旺,范偉軍. N儀器儀表學(xué)報(bào)。2011。3黃金鳳,張進(jìn),李占賢,孫淑惠. PLC與變頻器間的通信實(shí)現(xiàn)J. 工礦自動(dòng)化,2007。4柳貴國(guó).檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用,北京:電子工業(yè)出版社。2006。5使用手冊(cè)-三菱變頻調(diào)速手冊(cè)FR-F700.6王艷秋.電機(jī)及電機(jī)拖動(dòng),北京:化學(xué)工業(yè)出版社。2005。7楊永平.液壓與氣動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ),北京:化學(xué)工業(yè)出版社。2001。8袁秀英.組態(tài)控制技術(shù),北京:電子工業(yè)出版社。2003。9吳志強(qiáng),魯曉春.物流設(shè)施與設(shè)備,北京:清華大學(xué)出版社。2005。10常斗南.可編程控制器,北京:機(jī)械工業(yè)出版社。1998。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問題本站不予受理。
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