材料分揀裝置模型電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-PLC(共15頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上信息與電氣工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（2010/2011學(xué)年第一學(xué)期）課程名稱(chēng) ： 可編程控制器應(yīng)用 題 目 ：材料分揀裝置模型電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)班級(jí) ： 電氣07-1班 學(xué)生姓名 ： 袁志勇 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師 ： 岑毅南、李兵 設(shè)計(jì)周數(shù) ： 兩 周 設(shè)計(jì)成績(jī) ： 2011 年 1月 10日引言隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高, 傳統(tǒng)的人工分揀貨物的做法已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。利用傳感器采集的信號(hào)對(duì)不同材質(zhì)和顏色的物料進(jìn)行自動(dòng)分揀為一些物流中心和工廠的效率提高提供了一個(gè)新方法。材料分揀裝置采用架式結(jié)構(gòu)，配有控制器（PLC）或電氣接口、傳感器（光電式、電感式、電容式

2、、顏色、磁感應(yīng)式）、旋轉(zhuǎn)編碼器、電動(dòng)機(jī)、輸送帶、氣缸、電磁閥、直流電源、空氣過(guò)濾減壓器等，構(gòu)成典型的機(jī)電一體化裝置。材料分揀裝置由料塊倉(cāng)庫(kù)、電動(dòng)輸送帶、自動(dòng)分揀部件、控制器和手動(dòng)操作盤(pán)組成。 料塊倉(cāng)庫(kù)是一個(gè)手動(dòng)入庫(kù)自動(dòng)出庫(kù)的部件。使用時(shí)可將料塊放入倉(cāng)庫(kù)中，當(dāng)光電傳感器感測(cè)到料塊時(shí)系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行，即啟動(dòng)輸送帶并由出庫(kù)氣缸將庫(kù)內(nèi)最底層料塊推入輸送帶。電動(dòng)輸送帶是由交流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的皮帶式水平輸送裝置。它將料塊勻速平穩(wěn)的送至自動(dòng)分揀部件。自動(dòng)分揀部件由傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、微型直線(xiàn)氣缸及滑道組成。當(dāng)傳感器檢測(cè)到相應(yīng)料塊時(shí)，對(duì)應(yīng)的氣缸將其推入應(yīng)去的滑道；當(dāng)料塊的材料或顏色為非分揀要求時(shí)，經(jīng)旋轉(zhuǎn)編碼器計(jì)量后

3、對(duì)應(yīng)的氣缸將其推入應(yīng)去的滑道?？刂破鞑捎肞LC。它接受料倉(cāng)傳感器、各料塊傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、氣缸位置傳感器的信號(hào)，根據(jù)要求分別控制輸送帶電機(jī)和各電磁換向閥。手動(dòng)操作盤(pán)可以通過(guò)按鈕控制裝置的各種動(dòng)作，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行的啟動(dòng)。本裝置還可以與其他裝置聯(lián)機(jī)運(yùn)行，構(gòu)成連續(xù)性生產(chǎn)線(xiàn)模型。電感式傳感器由三大部分組成：振蕩器、開(kāi)關(guān)電路及放大輸出電路。振蕩器產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)。當(dāng)金屬目標(biāo)接近這一磁場(chǎng)，并達(dá)到感應(yīng)距離時(shí)，在金屬目標(biāo)內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導(dǎo)致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級(jí)放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)控制器件，從而達(dá)到非接觸式之檢測(cè)目的。電容式傳感器的感應(yīng)由兩個(gè)同軸金屬電極構(gòu)成，很像

4、“打開(kāi)的”電容器電極，該兩個(gè)電極構(gòu)成一個(gè)電容，串聯(lián)在RC振蕩回路內(nèi)。 電源接通時(shí)，RC振蕩器不振蕩，當(dāng)一個(gè)目標(biāo)朝著電容器的電極靠近時(shí)，電容器的容量增加，使振蕩器開(kāi)始振蕩，通過(guò)后級(jí)電路的處理，將停振和振蕩兩種信號(hào)轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)，從而起到了檢測(cè)有無(wú)物體存在的目的。該傳感器能檢測(cè)金屬物體，也能檢測(cè)非金屬物體，對(duì)金屬物體可以獲得最大的動(dòng)作距離，對(duì)非金屬物體動(dòng)作距離決定于材料的介電系數(shù)越大，可獲得的動(dòng)作距離越大。摘要材料分揀裝置是一個(gè)模擬自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的微縮模型，它使用了PLC、傳感器、位置控制、電氣傳動(dòng)和氣動(dòng)等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)不同材料的自動(dòng)分揀和歸類(lèi)功能。該裝置采用架式結(jié)構(gòu)，配有控制器（PLC）或電

5、氣接口、傳感器（光電式、電感式、電容式、顏色、磁感應(yīng)式）、旋轉(zhuǎn)編碼器、電動(dòng)機(jī)、輸送帶、氣缸、電磁閥、直流電源、空氣過(guò)濾減壓器等，構(gòu)成典型的機(jī)電一體化裝置。系統(tǒng)具有自動(dòng)化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定、精度高、易控制的特點(diǎn)，能連續(xù)、大批量地分揀貨物，分揀誤差率低且人工勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，可明顯提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。而且，分揀系統(tǒng)能靈活地與其他物流設(shè)備無(wú)縫連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的分配和管理。其設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的組裝，系統(tǒng)布局靈活，程序開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，維護(hù)、檢修方便，可適應(yīng)進(jìn)行材料分揀的彈性生產(chǎn)線(xiàn)的需求，受場(chǎng)地等因素的影響不大。同時(shí)，只要對(duì)本系統(tǒng)稍加修改即可實(shí)現(xiàn)各種不同生產(chǎn)線(xiàn)的要求。經(jīng)過(guò)對(duì)材料分揀裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)控，證實(shí)該系統(tǒng)具有

6、很高的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性，能滿(mǎn)足監(jiān)控系統(tǒng)的需要。一、課程設(shè)計(jì)目的1.掌握PLC控制的基本原理, 掌握氣動(dòng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、位置控制技術(shù)等內(nèi)容2.掌握計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件，掌握計(jì)算機(jī)上位監(jiān)控3.掌握氣動(dòng)方面的減壓器、濾清、氣壓指示,掌握與各類(lèi)氣源之間的接線(xiàn)二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1.材料分揀裝置模型 1臺(tái)2.計(jì)算機(jī) 1臺(tái)3.編程電纜 1根三、實(shí)驗(yàn)原理與步驟該裝置采用臺(tái)式結(jié)構(gòu)，內(nèi)置電源，配裝FP0系列主機(jī)，轉(zhuǎn)接面板上設(shè)計(jì)了可與其它PLC或單片機(jī)連接的轉(zhuǎn)接口。該裝置中，選用了顏色識(shí)別傳感器及對(duì)不同材質(zhì)敏感的電容式和電感式傳感器，分別被固定在網(wǎng)板上允許學(xué)員重新安裝傳感器排列位置或選擇網(wǎng)板不同區(qū)域安裝(如三個(gè)傳感器集中裝在汽

7、缸5附近的網(wǎng)板區(qū)域)?？稍黾泳幊屉y度，開(kāi)發(fā)學(xué)員創(chuàng)造能力。本裝置還設(shè)置了氣動(dòng)方面的減壓器、濾清、氣壓指示等，可與各類(lèi)氣源相連接。各傳感器置見(jiàn)圖1。 (a)信號(hào)板圖 (b) 傳感器位置圖 圖1各傳感器位置及信號(hào)板接口1、氣源由二聯(lián)體左側(cè)進(jìn)氣口連接6氣管,另一端接至氣源。（非長(zhǎng)期使用，不要向油杯里注油）2、當(dāng)選用外部PLC時(shí),可通過(guò)轉(zhuǎn)接板與I/O接口連接，見(jiàn)表1。表2DB37針-D型接口序號(hào)對(duì)PLC的I/O口硬板位置號(hào)1I1.312I0.393I1.224I0.2105I1.136I0.1117I1.048I1.7129I1.4510I0.41311I0.5612I1.61413I0.6714I0.

8、01515I0.7816I1.51617、18Q0.2C21、22Q0.0A23、24Q0.1B25、26Q0.3D27、28Q0.4E29、30Q0.5KA19、33-37COM+24V20（0）0 V3、編制程序4、接通電源5、將料塊放入豎井式料槽。6、運(yùn)行方式：有料時(shí)自動(dòng)運(yùn)行，無(wú)料時(shí)走完一個(gè)行程自動(dòng)停機(jī)。四、設(shè)計(jì)程序清單 I/O地址分配表 分揀系統(tǒng)與PLC的I/O分配表西門(mén)子PLC(I/O)分揀系統(tǒng)接口(I/O)備注輸入部分I1.7SFW1(推氣缸1動(dòng)作限位)I0.1SFW2(推氣缸2動(dòng)作限位)I0.2SFW3(推氣缸3動(dòng)作限位)I0.3SFW4(推氣缸4動(dòng)作限位)I0.4SFW5(下料

9、氣缸動(dòng)作限位)I0.5SA(電感傳感器)I0.6SB(電容傳感器)I0.7SC(顏色1傳感器)I1.0SBW1(推氣缸1回位限位)I1.1SBW2(推氣缸2回位限位)I1.2SBW3(推氣缸3回位限位)I1.3SBW4(推氣缸4回位限位)I1.4SBW5(下料氣缸回位限位)I1.5SD(顏色2傳感器)預(yù)留傳感器I1.6SN(下料傳感器)判斷下料有無(wú)I0.0UCP(計(jì)數(shù)傳感器)輸出部分Q0.0YV1(推氣缸1電磁閥)Q0.1YV2(推氣缸2電磁閥)Q0.2YV3(推氣缸3電磁閥)Q0.3YV4(推氣缸4電磁閥)Q0.4YV5(下料氣缸電磁閥)Q0.5M(輸送帶電機(jī))五、調(diào)試方法1.通電狀態(tài)下，在

10、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，觀察窗口中紅黃（或綠）指示燈，當(dāng)兩燈恰同時(shí)發(fā)光時(shí)，該靈敏點(diǎn)即為料塊顏色檢出點(diǎn)。（注：順時(shí)針旋轉(zhuǎn)檢測(cè)色溫向低端移動(dòng)，否則反之）2.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(dòng)，恰好使傳感器上端指示燈發(fā)光，該高度即為傳感器對(duì)鐵質(zhì)材料的檢出點(diǎn)。(不同檢測(cè)體的修正系數(shù)見(jiàn)圖2所示) 圖2 不同檢測(cè)體的修正系數(shù)3.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(dòng)，恰好使傳感器上端指示燈發(fā)光，該高度即為傳感器對(duì)鋁質(zhì)材料的檢出點(diǎn)。4.氣壓表標(biāo)值建議調(diào)定在0.12 Mpa。六、設(shè)

11、計(jì)要實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容1 材料分揀功能1) 分揀出金屬與非金屬2) 分揀出某一顏色塊3) 分揀出金屬中某一顏色塊4) 分揀出非金屬中某一顏色塊5) 分揀出金屬中某一顏色塊和非金屬中某一顏色塊。2 材料分揀的控制要求1) 通電狀態(tài)下，下料時(shí)下料傳感器動(dòng)作，傳送帶運(yùn)行。電感傳感器檢測(cè)到鐵材料時(shí)，氣缸1動(dòng)作，將材料塊推下。2) 電容傳感器檢測(cè)到鋁材料時(shí)，氣缸2動(dòng)作將材料推下。3) 顏色傳感器檢測(cè)到非金屬材料黃色塊時(shí)，氣缸3動(dòng)作將材料塊推下。4) 其它顏色非金屬材料塊送到SD位置時(shí)，氣缸4動(dòng)作將材料塊推下。5) 豎井式下料槽無(wú)下料時(shí)，傳送帶運(yùn)行一個(gè)行程自動(dòng)停機(jī)。3 程序如附錄。六、課程設(shè)計(jì)心得和學(xué)別的學(xué)科一樣

12、，在學(xué)完P(guān)LC理論課程后我們做了課程設(shè)計(jì)，此次設(shè)計(jì)以分組的方式進(jìn)行，每組有一個(gè)題目。我們做的是一個(gè)材料分揀系統(tǒng)。由于平時(shí)大家都是學(xué)理論，沒(méi)有過(guò)實(shí)際開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，拿到的時(shí)候都不知道怎么做。但通過(guò)各方面的查資料并學(xué)習(xí)。我們基本學(xué)會(huì)了PLC設(shè)計(jì)的步聚和基本方法。分組工作的方式給了我與同學(xué)合作的機(jī)會(huì)，提高了與人合作的意識(shí)與能力。通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐。我學(xué)會(huì)了PLC的基本編程方法，對(duì)PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒(méi)有做實(shí)踐設(shè)計(jì)以前，我們對(duì)知道的撐握都是思想上的，對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來(lái)的程序與到PLC中的時(shí)候，問(wèn)題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行

13、，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過(guò)解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題，我們對(duì)PLC 的理解得到加強(qiáng)，看到實(shí)踐與理論的差距。通過(guò)合作，我們的合作意識(shí)得到加強(qiáng)。合作能力得到提高。上大學(xué)后，很多同學(xué)都沒(méi)有過(guò)深入的交流，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們用了分工與合作的方式，每個(gè)人互責(zé)一定的部分，同時(shí)在一定的階段共同討論，以解決分工中個(gè)人不能解決的問(wèn)題，在交流中大家積極發(fā)言，和提出意見(jiàn)，同時(shí)我們還向別的同學(xué)請(qǐng)教。在此過(guò)程中，每個(gè)人都想自己的方案得到實(shí)現(xiàn)，積極向同學(xué)說(shuō)明自己的想法。能過(guò)比較選出最好的方案。在這過(guò)程也提高了我們的表過(guò)能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們還得到了老師的幫助與意見(jiàn)。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，不是每一個(gè)問(wèn)題都能自己解決，向老師請(qǐng)教或向同學(xué)討論是一個(gè)很好的方法，不是有句話(huà)叫做思而不學(xué)者殆。做事要學(xué)思結(jié)合。七、參考文獻(xiàn)