盐城纺织职业技术学院毕业设计(论文)
根据I/O表可以绘制出PLC的输入输出外部接线图
2.3检测元件与执行装置的选择
主要是对旋转编码器和各个传感器的选择，并对其作简要介绍。
图2.2.1-2
2.3.1 光电编码器
在YL-335B 生产线的分拣单元的控制中，传送带定位控制是由光电编码器来进行完成的。同时，光电编码器还要完成电机转速的测量。图是光电编码器在分拣单元的两种应用。光电编码器是通过光电转换，将机械、几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，它主要用于速度或位置（角度）的检测。典型的光电编码器由码盘（Disk）、检测光栅（Mask）
光电转换电路（包括光源、光敏器件、信号转换电路）、机械部件等组成。一般来说，根据光电编码器产生 脉冲的方式不同，可以分为增量式、绝对式以及复合式三大类，生产线上常采用的是增量式光电编码器，其结构如图2.3.1-1所示。
11
盐城纺织职业技术学院毕业设计(论文)
2.3.1-1增量式光电编码器的组成 光电编码器的码盘条纹数决定了传感器的最小分辨角度，即分辨角a=360° / 条纹数。如条纹数为500，则分辨角a=360° /500=0.72°。在光电编码器的检测光栅上有两组条纹A 和B，A、B 条纹错开1/4 节距，两组条纹对应的光敏元件所产生的信号彼此相差90°，用于辨向。此外在光电编码器的码盘里圈有一个透光条纹Z，用以每转产生一个脉冲，该脉冲成为移转信号或零标志脉冲。其输出波形图如2.2.3-2图
2.3.1-2增量式编码器输出脉冲示意图
YL-335B 分拣单元使用了这种具有A、B 两相90o 相位差的旋转编码器，用于计算工件在传送带上的位置。编码器直接连接到传送带主动轴上。该旋转编码器的三相脉冲采用NPN型集电极开路输出，分辨率500 线，工作电源DC12 ～ 24V。本工作单元没有使用Z 相脉冲，A、B 两相输出端直接连接到PLC 的高速计数器输入端。计算工件在传送带上的位置时，需确定每两个脉冲之间的距离即脉冲当量。分拣单元主动轴的直径为d=43mm, 则减速电机每旋转一周，皮带上工件移动 12
盐城纺织职业技术学院毕业设计(论文)
距离L=π?d =3.14×43=135.09 mm。故脉冲当量μ 为μ=L/500=0.27 mm。当工件从下料口中心线移动到第一个推杆中心点的距离为164mm 时，旋转编码器发出607 个脉冲。
2.3.2 光电传感器
在自动化生产线的分拣单元中，当工件进入分拣输送带时，分拣站上光电开关发出的光线遇到工件反射回自身的光敏元件，光电开关输出信号启动输送带运转。将光电开关褐色线接PLC 输入模块电源“+”端，蓝色线接PLC 输入模块电源“-”端，黑色线接PLC 的输入点。
2.3.2-1光电开关电路原理图
光电传感器介绍：光电开关具有检测距离长、对检测物体的限制小、响应速度快、分辨率高、便于调整、无活动触点、可靠度高、线性度高、重复性好、对激励电源的频率和幅值稳定性要求较高、无输入时有零位输出电压，引起测量误差、不适用于高频动态测量等特点。但在光电开关的安装过程中，必须保证传感器到被检测物的距离必须在“检出距离”范围内，同时考虑被检测物的形状、大小、表面粗糙度及移动速度等因素。
13
盐城纺织职业技术学院毕业设计(论文)
2.3.3 光纤传感器
光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等）发生变化，称为被调制的信号光，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。
在分拣单元传送带上方分别装有两个光纤式接近开关，如图2.3.3-1所示，光纤式接近开关由光纤检测头、光纤放大器两部分组成，放大器和光纤检测头是分离的两个部分，光纤检测头的尾端部分分成两条光纤，使用时分别插入放大器的两个光纤孔。光纤式接近开关的输出连接至PLC。为了能对白色和黑色的工件进行区分，使用中将两个光纤式接近开关灵敏度调整成不一样。
光纤放大器 光纤检测头
2.3.3-1光纤式光电接近开关在分拣单元的应用
光纤式光电接近开关（简称光纤式光电开关）也是光纤传感器的一种，光纤传感器传感部分没有丝毫电路连接，不产生热量，只利用很少的光能，这些特点使光纤传感器成为危险环境下的理想选择。光纤传感器还可以用于关键生产设备的长期高可靠稳定的监视。相对于传统传感器光纤传感器具有下述优点：抗电磁干扰、可工作于恶劣环境，传输距离远，使用寿命长，此外，由于光纤头具有较 小的体积，所以可以安装在很小空间的地方。光纤放大器根据需要来放置。比如有些生产过程中烟火、电火花等可能引起爆炸和火灾，光能不会成为火源，所以不会引起爆炸和火灾，可将光纤测头设置在危险场所，将放大器单元设置在非危险场所进行使用。安装示意图如2.3.3-2图所示
14
盐城纺织职业技术学院毕业设计(论文)
2.3.3-2光纤传感器安装示意图
光纤传感器由光纤检测头、光纤放大器两部分组成，放大器和光纤检测头是分离的两个部分。光纤传感器结构上分为传感型，传光型两大类。传感型是以光纤本身作为敏感元件, 使光纤兼有感受和传递被测信息的作用。传光型是把由被测对象所调制的光信号输入光纤, 通过输出端进行光信号处理而进行测量的，传光型光纤传感器的工作原理与光电传感器类似。在分拣单元中采用的就是传光型的光纤式光电开关, 光纤仅作为被调制光的传播线路使用，因而。外观如图2-14 所示，一个发光端、一个光的接收端，分别连接到光纤放大器。光纤式光电开关在分拣单元的应用在分拣单元的传送带上方分别装有两个光纤光电开关，光纤检测头的尾端部分分成两条光纤，使用时分别插入放大器的两个光纤孔。在分拣单元中光纤式光电开关的放大器的灵敏度可以调节，当光纤传感器灵敏度调得较小时，对于反射性较差的黑色物体，光纤放大器无法接收到反射信号；而对于反射性较好的白色物体，光纤放大器光电探测器就可以接收到反射信号。从而可以通过调节光纤光电开关的灵敏度来判别黑白两种颜色物体，将两种物料区分开，从而完成自动分拣工序。
2.3.3-3光纤传感器电路框图
15