物料分揀系統(tǒng)PLC控制

1、湖南鉞遂瀛舉技仰舉陸HUNAN RAILWAY PROFESSIONAL TECHNOLOGY COLLEGE騰飛電子設(shè)計大賽設(shè)計課題:物料分揀系統(tǒng)PLC控制系 別電氣工程系第四組組 長強組員宏璋、高華.魏杰完成時間2011年口月12日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)于單片機的控制。PLC將傳統(tǒng)的繼電器控制技 術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)融為一體，專門為工業(yè)控制而設(shè)計,具有功能強、通用 靈活、可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強、編程簡單、使用方便以及體積小、重量輕、功 耗低等一系列優(yōu)點,因此在工業(yè)上的應(yīng)用越來越廣泛。本文主要講述PLC在材料分

2、揀系統(tǒng)中的應(yīng)用牙I用可編程控制器（PLC）, 設(shè)計成本低、效率高的材料自動分揀裝置。以PLC為主控制器，結(jié)合氣動裝置、 傳感技術(shù)、位置控制等技術(shù),現(xiàn)場控制產(chǎn)品的自動分揀。系統(tǒng)具有自動化程度高、 運行穩(wěn)定、精度高、易控制的特點，可根據(jù)不同對象，稍加修改本系統(tǒng)即可實現(xiàn)要 求。材料分揀裝置是模擬自動化工業(yè)生產(chǎn)過程的微縮模型，它使用了 PLC控制、 傳感器、位置控制、電氣傳動和氣動等技術(shù)，可以實現(xiàn)不同材料的自動分選和歸 類功能，并可配置監(jiān)控軟件由上位機監(jiān)控。該裝置采用臺式結(jié)構(gòu)，配有S7-200 型CPU、傳感器（光電式、電感式、顏色、磁感應(yīng)式旋轉(zhuǎn)編碼器、交流電動 機、輸送帶、氣缸、電磁閥、直流電源、空

3、氣過濾減壓器等是典型的機電一體化 教學(xué)實驗裝置。本系統(tǒng)采用的可編程控制器只要結(jié)合不同的傳感器比如根據(jù)材料的屬性、 尺寸的大小、物體的顏色等選擇相應(yīng)的傳感器，就可對不同的物料進行分揀,具 有廣泛的應(yīng)用前景。二、系統(tǒng)的技術(shù)要求及指標(biāo)1、輸入電壓：AC200 240V （帶保護地三芯插座）消耗功率：250W2、環(huán)境溫度圍：040°C3、氣源：大于0.2Mpa且小于0.8Mpa4、分揀功能（1）能實行對鐵物質(zhì)的分揀（2）能對鋁物質(zhì)的分揀（3 ）能對黃色塑料分揀（4 ）能準(zhǔn)確的排除廢物（前1、2、3都不能滿足的物料本次任務(wù)要求：1）當(dāng)料倉傳感器檢測到有物料后,按照一定的時間間隔或按照輸送帶上物

4、 料間隔適當(dāng)（如物料的間隔不小于某個規(guī)定值）的原則，由PLC控制上料汽缸將物 料送至輸送帶上。2）輸送帶把物料依次帶到各分揀工位。物料經(jīng)過各分揀工位時，工位上的 傳感器會檢測出是符合檢出條件（即材質(zhì)或顏色是否滿足設(shè)定條件）,PLC得到傳 感器發(fā)出的符合檢出條件信號（即信號有效）時,控制相應(yīng)汽缸動作將物料推出傳 送帶，送入相應(yīng)下料斗。3 ） PLC要通過輸送帶電機軸上的編碼器跟蹤物料的位置,當(dāng)物料在前3各 分揀工位均未檢出時，由第四各工位上的汽缸將物料推出傳送帶，送入下料斗。三、使用方法1、氣源由二聯(lián)體左側(cè)進氣口連接06氣管，另一端接氣源。（非長期使用, 不要向油杯里注油）2、接通電源（啟動按鈕

5、）3、將物料放進豎井式料槽4、運行方式：a. 通電狀態(tài)下，下料時下料傳感器動作，傳送帶運行。電感傳感器檢測 到鐵材料時,氣缸1動作，將材料塊推下。b. 電容傳感器檢測到鋁材料時,氣缸2動作將材料推下。c. 顏色傳感器檢測到非金屬材料黃色塊時,氣缸3動作將材料塊推下。d. 其它顏色非金屬材料塊送到SD位置時，氣缸4動作將材料塊推下。e. 豎井式下料槽無下料時'傳送帶運行一個行程自動停機。1.布局圖該裝置采用臺式結(jié)構(gòu)，置電源，配裝西門子S7-200系列主機,該裝置中， 選網(wǎng)板上本裝置還設(shè)置了氣動方面的減壓器、濾清、氣壓指示等,可與各類氣 源相連接。傳感器位置見圖SBW2 氣缸2SFW2電機

6、DCSBSA色感 顏傳器容感電傳器感感電傳器螺編器電感 光傳器圖1傳感器位置圖1. 電感傳感器的調(diào)試在電感傳感器下方的傳送帶上，放置鐵質(zhì)料塊，調(diào)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鐵質(zhì)材料的 檢出點。2. 電容傳感器的調(diào)試在電容傳感器下方的傳送帶上,放置鋁質(zhì)料塊，調(diào)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(zhì)材料的 檢出點。3. 顏色傳感器的調(diào)試通電狀態(tài)下,在顏色傳感器下方的傳送帶上,放置帶有某一顏色料塊，調(diào)節(jié) 傳感器上的電位器，觀察窗口中紅綠（或藍）指示燈,當(dāng)兩燈恰同時發(fā)光時,該 靈敏點即為料塊顏色檢

7、出點。（注：順時針旋轉(zhuǎn)檢測色溫向低端移動，否則反之）4、氣壓表標(biāo)值建議調(diào)定在0.12Mpa五監(jiān)控系統(tǒng)本次設(shè)計的重點就是通過組態(tài)軟件模擬材料分揀系統(tǒng)的運行狀態(tài)。設(shè)計的 組態(tài)工程能夠看到系統(tǒng)對各個不同的材料相對應(yīng)的被分揀的出來。在電腦上安裝MCGS通用版。，運行MCGS運行環(huán)境,進入監(jiān)控系統(tǒng),如 果監(jiān)控的數(shù)據(jù)與實際的不一樣，可能是通訊口的連接不對，或是連接的串口不對，進入組態(tài)MCGS運行環(huán)境后，通過控制開關(guān)的操作，系統(tǒng)開始工作。電動 機帶動傳送帶工作,首先上料傳感器對料槽中的物料進行檢測,如果有物料則將 其推入傳送帶上,物料在傳送帶上移動；當(dāng)物料通過傳感器時,若不是要檢測的 物料則傳感器和對應(yīng)的氣

8、缸都不工作，物料繼續(xù)向前運動；當(dāng)傳感器檢測出相應(yīng) 的物料后氣缸做出動作將此物料推出，物料會沿看氣缸動作的方向移動到料槽。基J MCGS的材料分揀監(jiān)測系統(tǒng)在無料狀況一段時間后電機、傳感器等會自動停止工作。設(shè)計中的控制開關(guān)具有 材料分揀系統(tǒng)運行的開始按鈕，分揀系統(tǒng)結(jié)束時要有停止按鈕，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤 的時候有緊急停止按鈕，可以使模擬畫面上的物料，傳送帶,計數(shù)器等可以全部 保持并停止，從而完善了整個分揀系統(tǒng)。圖2監(jiān)控畫面7人機界面人機界面是系統(tǒng)和用戶之間進行交互和信息交換的媒介,它實現(xiàn)信息的部形 式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換；本系統(tǒng)采用威綸通MT506MV的電阻式觸 摸屏,此觸摸屏采用是開關(guān)電源24

9、VDC供電，可以和多種硬件器件進行通訊連 接。觸摸屏的運行與仿真在下載屏幕文件之前,應(yīng)使用規(guī)定的通信電纜連接觸 摸屏的通信接口與計算機的RS-232C接口 ,將觸摸屏切換到下載模式，設(shè)置好 通信參數(shù)，然后執(zhí)行組態(tài)軟件的下載命令，將屏幕文件寫入到觸摸屏的存儲器中。觸摸屏與PLC通信之前，應(yīng)設(shè)置二者的通信接口的通信參數(shù)，它們的通信 參數(shù)的設(shè)置應(yīng)完全一致。設(shè)置完成后，用通信電纜把觸摸屏與PLC連接起來， 通電后PLC進入RUN模式,就可以進行預(yù)先設(shè)計好的畫面操作圖3人機界面圖七整體調(diào)試將設(shè)備接入PLC ,進行聯(lián)機調(diào)試,看是否滿足要求，如果不滿足要求,可通過綜合調(diào)整軟件和硬件系統(tǒng),直到滿足要求為止。致

10、謝歲月如梭,如歌。轉(zhuǎn)眼間，三年的求學(xué)生活即將結(jié)束，站在畢業(yè)的門檻上, 回首往昔，奮斗和辛勞成為絲絲的記憶,甜美與歡笑也都塵埃落定。這三年的求 學(xué)生活對于我的記憶，在于老師無微不至的關(guān)懷和教導(dǎo)，也在于不能很好完成老 師交待任務(wù)的焦慮，在于和搭檔們認真工作的場景,也在于生活里大家把酒言歡, 在于失敗時的沮喪，也在于成功時的欣喜 從對知識的不了解到熟悉，從青 澀到成熟，這三年是一種積累，它給我?guī)硖嗟母袆?、感悟乃至成長。值此課 題完成之際,我謹(jǐn)向所有關(guān)心、幫助我的師長,親友呈上我最誠摯的感謝與最美 好的祝愿。首先是要感謝嚴(yán)俊老師,我們的水平有限,要完成課題，難度是可想而知。 但我們之所以能完成，我

11、們的指導(dǎo)老師是功不可沒的。在這次課題的制作過程中， 我得到了嚴(yán)俊老師的親切關(guān)懷和耐心指導(dǎo)。嚴(yán)俊老師嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，精益求精 的工作作風(fēng),徐徐漸進的指導(dǎo),深入淺出的講解都深深地感染和激勵看我們。在 老師的悉心指導(dǎo)下的，課題從陌生到結(jié)題，老師都給予了精心的指導(dǎo)和極大的幫 助。在此謹(jǐn)向尊敬的指導(dǎo)老師致以由衷的感謝和崇高的敬意!其次我們必須感謝實訓(xùn)室的老師及管理員，材料分揀裝置是微模型，制作的 過程中很多的設(shè)備都是利用實訓(xùn)室里面的。在設(shè)計的過程中也遇到許多困難，在 老師的幫助下，通過查資料，把困難都一一克服。另外我們在設(shè)計的過程中也得 到許多同學(xué)的幫助，對于實訓(xùn)室老師的大力支持,管理員的熱心幫助,我們

12、課題 能夠順利的結(jié)題,我深表感謝。同時也感謝學(xué)校提供給我們一次提高的機會,我 at匕深表感謝。課題制作的這個機會，我們好好地總結(jié)一下我在學(xué)校所學(xué)的各門課程，將它 們分化理解，合理分類，融會貫通。將具真正的運用到實踐中去，通過這次個課 題，我們把以前所學(xué)都綜合起來了，感覺自己的水平提高很多。我們了解到了做 個系統(tǒng)的基本常識，為我們以后從事技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。父母十幾年寒心茹苦將我撫養(yǎng)成人，并以堅定的意志負擔(dān)起我求學(xué)的重擔(dān)， 使我能安心學(xué)業(yè)，順利完成大學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)，還有我的兄長們在我成長期間一如既 往地給我極大的關(guān)心與鼓舞，在此真誠感謝他們!最后,再次向所有幫助過我,激勵過我,關(guān)心過我們的人,致

13、以最誠摯的謝 意和最美好的祝福!參考文獻1 平可編程控制器原理及應(yīng)用高等教育1999年2 桂香 電氣控制與PLC應(yīng)用 化學(xué)工業(yè)2006年3 吳麗 西門子PLC應(yīng)用基礎(chǔ)與實訓(xùn)化學(xué)工業(yè)2010年4 余雷聲電氣控制與PLC應(yīng)用化學(xué)工業(yè)2001年5 王兆義 小型可編程控制器實用技術(shù) 化學(xué)工業(yè)2002年6 溼榮可編程控制器原理及應(yīng)用化學(xué)工業(yè)2002年刀景學(xué)可編程序控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計及方法化學(xué)工業(yè)2001年8田瑞庭可編程控制器應(yīng)用技術(shù)化學(xué)工業(yè)1994年附錄：PLC的輸入輸出端子分配西門子PLC(I/O)分揀系統(tǒng)接口 （I/O）備注輸10.0UCP（計數(shù)傳感器）接旋潮碼器11.7SFW1（推氣缸1動作限位）D-C73型磁性開關(guān)10.1SFW2（推氣缸2動作限位）D-C73型磁性開關(guān)10.2SFW3（推氣缸3動作限位）D-C73型磁性開關(guān)10.3SFW4（推氣缸4動作限位）D-C73型磁性開關(guān)10.4SFW5CF料氣缸動作限位）D-C73型磁性開關(guān)10.5SA（電感傳感器）檢測鐵10.6SB（電容傳感器）檢測鋁10.7SC（顏色傳感器）檢測黃色非金屬11.0SBW1（推氣缸1回位限位）D-C73型磁性開關(guān)11.1SBW2（推氣缸2回位限位）D-C73型磁性開關(guān)入部分11.2SBW3（推氣缸3回位限位）D-C73型磁性開關(guān)11.3SN嚇料傳感器）SBW4（推氣缸4