广东工业大学毕业论文(设计)
3硬件设计电器元件、设备的选择
3.1 系统结构框图
如图3.1所示。其工作过程是开启电源,步进电机运行并驱动传输带,下料传感器检测下料槽内是否有物料。若无物料,延时后自动停止并等待上料;当下料槽内有物料时,系统自动运行。首先,下料传感器发送信号给 ,并转送给推汽缸。经过一定时间,下料汽缸依次将物料推至传输带。当物料由传输带传输时,光电编码器发脉冲开始进行计数,电机运行,实现定位控制 当电感传感器检测到物料为金属物料时,发出反馈信号给PLC,由PLC控制推汽缸1动作,将物料推到卸料斗。当推汽缸电磁阀运行到限位时,电磁阀复位,恢复原状态。此时,电机重新工作驱动传输带到下一位置 同理,可通过相应传感器分拣相应的物料。
下料传感器电感传感器电容传感器颜色传感器备用传感器可编程控制器电 机 及 下 料 气 缸气缸1汽缸压气缸2气缸3气缸4缩机
图3.1 系统硬件框图
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3.2 PLC技术参数和选择
确定 I/ O点数 根据控制要求,输入应该有6个传感器信号,包括电感传感器、电容传感器、颜色传感器、预留传感器(可根据要求设置),以及检测下料的传感器和计数传感器。相应地,有相应的 5个汽缸运动位置信号,每个汽缸有动作限位和回位限位,共计10个信号。输出包括控制电动机运行的接触器,以及5个控制汽缸动作的电磁阀。共需I/0点22个,其中16个输入,7个输出。
PLC的选择 由于该材料分拣装置的控制为开关量控制,且所需的I/O点数不多。因此,选择一般的小型机即可满足控制要求。本系统选择的PLC机型为三菱FX2N型号。
建立I/O地址分配表 根据所选择的PLC机型,对PLC的I/O点分配编号。系统的I/O分配表,如表3.2所示。通过I/O的连接,即可实现PLC对分拣装置的控制。如图3.2所示。
表3.2 分拣系统面板的I/O分配
序地址 号 1 2 3 4 5 6 X0 X1 X2 X3 X4 X5 SB1 SB2 SB3 SFW1 SFW2 SFW3 启动按钮 停止按钮 紧急停止 汽缸1动作限位 汽缸2动作限位 汽缸3动作限位 1 2 3 4 5 6 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 cp KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 传送带 汽缸1 汽缸2 汽缸3 汽缸4 汽缸5 空气压7 X6 SFW4 汽缸4动作限位 7 Y6 KM6 缩机 符号 名称 序号 地址 符号 名称 4
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续表 电机使8 X7 SFW5 汽缸5动作限位 8 Y7 能 9 10 11 12 X10 X11 X12 X13 SA SB SC SD 电感传感器 电容传感器 颜色传感器 备用传感器 13 X14 SBW1 汽缸1回位限位 14 15 16 17 18 19 X15 X16 X17 X20 X21 X22 X23 SBW2 SBW3 SBW4 SBW5 SN CUP SB4 汽缸2回位限位 汽缸3回位限位 汽缸4回位限位 汽缸5回位限位 下料传感器 计数器 压缩机开关 20 5
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启动按钮停止按钮 急停按钮推汽缸1动作限位推汽缸2动作限位推汽缸3动作限位推汽缸4动作限位下料汽缸动作限位电感传感器电容传感器颜色传感器备用传感器推汽缸1回位限位推汽缸2回位限位推汽缸3回位限位推汽缸4回位限位下料汽缸回位限位下料传感器计数传感器压缩机开关输送带电机.5 步进脉冲推汽缸1电磁阀 脱机电平公共阳极推汽缸2电磁阀推汽缸3电磁阀推汽缸4电磁阀下料汽缸电磁阀气体压缩机.5 图3.2 PLC接线图
3.3 检测元件与执行装置的选择
3.3.1光电编码器
一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90o的根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。两路脉冲信号。
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电源正感应体蓝输出黑电源负
图3.3 E6C-A光电编码器
3.3.2电感传感器
由铁心和线圈构成的将直线或角位移的变化转换为线圈电感量变化的传感器，又称电感式位移传感器。这种传感器的线圈匝数和材料导磁系数都是一定的，其电感量的变化是由于位移输入量导致线圈磁路的几何尺寸变化而引起的。当把线圈接入测量电路并接通激励电源时，就可获得正比于位移输入量的电压或电流输出。电感式传感器的特点是：①无活动触点、可靠度高、寿命长；②分辨率高；③灵敏度高；④线性度高、重复性好；⑤测量范围宽（测量范围大时分辨率低）；⑥无输入时有零位输出电压，引起测量误差；⑦对激励电源的频率和幅值稳定性要求较高；⑧不适用于高频动态测量。电感式传感器主要用于位移测量和可以转换成位移变化的机械量（如力、张力、压力、压差、加速度、振动、应变、流量、厚度、液位、比重、转矩等）的测量。常用电感式传感器有变间隙型、变面积型和螺管插铁型。在实际应用中，这三种传感器多制成差动式，以便提高线性度和减小电磁吸力所造成的附加误差。变间隙型电感传感器 这种传感器的气隙δ随被测量的变化而改变,从而改变磁阻。它的灵敏度和非线性都随气隙的增大而减小，因此常常要考虑两者兼顾。δ一般取在0.1～0.5
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