材料分拣装置模型电气控制系统设计.docVIP

1、设计题目 材料分拣装置模型电气控制系统设计 2﹑设计任务 2.1熟悉分拣装置实物模型的结构和工作机理。 2.2理清各路检测型号到PLC的输入通道，包括传感器的原理、连接方法、信号种类、信号调理电路、引入PLC的接线以及PLC中的编址。 2.3理清从PLC到各执行机构的各输出通道，包括各执行机构的种类和工作机理，驱动电路的构成，PLC输出信号的种类和地址。 2.4绘制电控系统的电路原理图，编制I/O地址分配表。 2.5编制PLC的程序，结合实物模型完成系统调试，即能正确实现材料分拣装置的功能。 3﹑技术要求 3.1当料仓传感器检测到有物料后，按照一定的时间间隔或按照输送带上物料间隔适当(如物料的间隔不小于某个规定值)的原则，由PLC控制上料汽缸将物料送至输送带上。 3.2输送带把物料依次带到各分拣工位。物料经过各分拣工位时，工位上的传感器会检测出是符合检出条件(即材质或颜色是否满足设定条件)，PLC得到传感器发出的符合检出条件信号(即信号有效)时，控制相应汽缸动作将物料推出传送带，送入相应下料斗。 3.3PLC要通过输送带电机轴上的编码器跟踪物料的位置，当物料在前3各分拣工位均未检出时，由第四各工位上的汽缸将物料推出传送带，送入下料斗。 4、实验原理与步骤 4.1实验原理及功能 该装置采用台式结构，内置电源，配装西门子S7-200系列主机，转接面板上设计了可与其它PLC或单片机连接的转接口。该装置中，选用了颜色识别传感器及对不同材质敏感的电容式和电感式传感器，分别被固定在网板上．本装置还设置了气动方面的减压器、滤清、气压指示等，可与各类气源相连接。分拣出金属中某一颜色块和非金属中某一颜色块。信号板及各传感器位置见(a)，(b) (a)信号板 (b) 传感器位置图 4.2实验运行步骤 1)通电状态下，下料时下料传感器动作，传送带运行。电感传感器检测到铁材料时，气缸1动作，将材料块推下。 2)电容传感器检测到铝材料时，气缸2动作将材料推下。 3)颜色传感器检测到非金属材料绿色块时，气缸3动作将材料块推下。 4)其它颜色非金属材料块送到SD位置时，气缸4动作将材料块推下。 5)竖井式下料槽无下料时，传送带运行一个行程自动停机。 5．检测元件与执行装置 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。 旋转编码器 旋转编码器是与步进电机连接在一起，在本系统中可用来作为控制系统的计数器，并提供脉冲输入。它转化为位移量，可对传输带上的物料进行位置控制。 传送至相应的传感器时，发出信号到PLC ，以进行分拣，也可用来控制步进电机的转速。本系统选用E6A2CW5C 旋转编码器,原理如图2-3所示。 图2-3 旋转编码器原理示意图 旋转编码器介绍：旋转编码器是用来测量转速的装置。技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。 电感传感器 电感式接近开关属于有开关量输出的位置传感器，用来检测金属物体。 它由LC 高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。 这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化。 由此，可识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。本系统选用M18X1X40 电感传感器。 图2-5 电感传感器工作原理图 电感传感器介绍： 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。 电容传感器 电容传感器也属于具有开关量输出的位置传感器，是一种接近式开关。 它的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是待测物体的本身。当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化。由此，便可控制开关的接通和关断。本系