物料自動分揀裝置的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計論文

《物料自動分揀裝置的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計論文》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物料自動分揀裝置的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計論文（47頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目 物料自動分揀裝置的 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 姓名 黃建 軍 學(xué)號 20110103159 專業(yè) 機(jī)電一體化技術(shù) 年級 2011 級 指導(dǎo)教師 陸蓮仕 完成時間2013年11月25日 目錄 第一章緒論 0 1.1 物料自動分揀的意義 0 1.2 設(shè)計任務(wù)要求 1 1.3 設(shè)計任務(wù)分析 1 第二章物料自動分揀裝置結(jié)構(gòu)及總體設(shè)計技術(shù)方案 2 2.1 機(jī)械構(gòu)造分布 2 2.2 設(shè)計技術(shù)方案 4 第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計 5 3.1 基本結(jié)構(gòu) 5 3.2 主要組成部件 5 第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計 16 4.1 I/O 分配表 16 續(xù)表 17 4.2

2、接線圖 18 4.3 軟件控制流程圖 19 4.4 順序控制功能圖 20 4.5 PLC 控制程序 21 第五章系統(tǒng)總成本估算 27 5.1 系統(tǒng)使用的零部件 27 5.2 系統(tǒng)總開支 28 第六章畢業(yè)設(shè)計歸納總結(jié) 29 參考文獻(xiàn) 30 第一章 緒 論 1.1 物料自動分揀的意義 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(jī)的控制。 PLC 將傳統(tǒng)的繼電器控制技 術(shù)、計算機(jī)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

3、 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 揀系統(tǒng)中的應(yīng)用，利用可編程控制器 ( 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(jī)監(jiān)控。該裝置采用臺式結(jié)構(gòu)，配有

4、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(jī)、 輸送帶、氣缸、電磁閥、直流電源、空氣過濾減壓器等是典型的機(jī)電一體化教案 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(jìn)行分揀，具 有廣泛的應(yīng)用前景。 1.2 設(shè)計任務(wù)要求 該控制系統(tǒng)應(yīng)能使物料分揀具有自動循環(huán)、單循環(huán)、單動作三種工作方式， 且能使各種工作方式不相互發(fā)生沖突；應(yīng)能完成鐵料、鋁料、不同顏色的塑料分 揀至不同料槽的控制要求；應(yīng)具有啟動、預(yù)停、急停和計數(shù)功能；應(yīng)具有短路保 護(hù)、過載

5、保護(hù)、失壓保護(hù)等功能。 應(yīng)確定具體的控制過程、 控制系統(tǒng)的總體及軟件設(shè)計； 確定 PLC 的型號規(guī)格； 確定 PLC 各 I/O 元件；設(shè)計氣動系統(tǒng)控制原理圖；確定各氣動元件；設(shè)計電動機(jī) 及變頻器的主電路及控制電路原理圖；確定變頻器型號及各電氣元件；設(shè)計物料 分揀系統(tǒng)的單動作手動程序、單循環(huán)程序、自動循環(huán)程序，故障報警和信號顯示 程序；上機(jī)調(diào)試程序；進(jìn)行成本估算。 1.3 設(shè)計任務(wù)分析 分揀的物料都是規(guī)則的，而且是圓柱形，我們可以先把物料裝進(jìn)一個套筒， 然后就讓它在重力的作用下一個一個的掉到輸送帶。在這個過程中需要設(shè)計一個 上料機(jī)構(gòu)來完成這一步驟。接著物料到達(dá)輸送帶時，我們要把鐵、鋁、塑

6、料（黃、 藍(lán)色）物料進(jìn)行分揀，可以用各種傳感器來進(jìn)行分揀，這就需要設(shè)計一個分揀裝 置。這兩個裝置可以用接觸器控制，也可以用 PLC 控制，考慮到接線方面的麻煩， 決定用PLC來控制整個流程！ 該控制系統(tǒng)應(yīng)能使物料分揀具有自動循環(huán)、單循環(huán)、單動作三種工作方式， 且能使各種工作方式不相互發(fā)生沖突；應(yīng)能完成鐵料、鋁料、不同顏色的塑料分 揀至不同料槽的控制要求；應(yīng)具有啟動、預(yù)停、急停和計數(shù)功能；應(yīng)具有短路保 護(hù)、過載保護(hù)、失壓保護(hù)等功能。 應(yīng)確定具體的控制過程、 控制系統(tǒng)的總體及軟件設(shè)計； 確定PLC的型號規(guī)格; 確定PLC各I/O元件；設(shè)計氣動系統(tǒng)控制原理圖；確定各氣動元件；設(shè)計電動機(jī) 及變頻

7、器的主電路及控制電路原理圖；確定變頻器型號及各電氣元件；設(shè)計物料 分揀系統(tǒng)的單動作手動程序、單循環(huán)程序、自動循環(huán)程序，故障報警和信號顯示 程序；上機(jī)調(diào)試程序；進(jìn)行成本估算。 1.3 設(shè)計任務(wù)分析 分揀的物料都是規(guī)則的，而且是圓柱形，我們可以先把物料裝進(jìn)一個套筒， 然后就讓它在重力的作用下一個一個的掉到輸送帶。在這個過程中需要設(shè)計一個 上料機(jī)構(gòu)來完成這一步驟。接著物料到達(dá)輸送帶時，我們要把鐵、鋁、塑料（黃、 藍(lán)色）物料進(jìn)行分揀，可以用各種傳感器來進(jìn)行分揀，這就需要設(shè)計一個分揀裝 置。這兩個裝置可以用接觸器控制，也可以用 PLC控制，考慮到接線方面的麻煩， 決定用PLC來控制整個流程！

8、 （3）警示燈：在設(shè)備停止時警示紅燈亮，在設(shè)備運行時警示綠燈亮，在無物 料是警示黃燈亮。 （4 ）儲料筒：用于存放直徑 100m m的圓柱型工件，料筒側(cè)面有觀察槽。 （5 ）安裝支架：用于安裝工件庫和氣缸。 1.1.2分揀裝置 分揀裝置由輸送帶、氣缸、各種傳感器、電動機(jī)等部分組成，它的結(jié)構(gòu)圖如 圖2.2所示 圖2 .2 分揀裝置示意圖 （1） SN:光電傳感器,當(dāng)有物料放入輸送帶時，給 PLC —個輸入信號。 （2） SA:電感式傳感器，檢測鐵材料，檢測距離為 2—5mm （3） SB:電容傳感器，檢測鋁材料，檢測距離為 2 — 5mm （4） SC:顏色傳感器,用

9、于檢測非金屬的藍(lán)色物料，檢測距離為 3— 8mm,檢測 距離可通過傳感器放大器的點位器調(diào)節(jié)。 （5） SD:備用傳感器，用于檢測黃色塑料物料。 （6） SBW氣缸縮回到位。 ⑺SFW氣缸伸出到位 8）1 號料槽：用于放置鐵物料 （9）2 號料槽：用于放置鋁物料。 （10）3 號料槽：用于放置藍(lán)色塑料物料。 （11）4 號料槽：用于放置黃色塑料物料。 （12）皮帶輸送線：由三相異步電動機(jī)拖動，將物料輸送到相應(yīng)的位置。 （13）三相異步電動機(jī)：驅(qū)動傳動帶傳動，由變頻器控制。 2.2 設(shè)計技術(shù)方案 1. 上料機(jī)構(gòu) 在復(fù)位完成后，按下“啟動”按鈕，料筒光電傳感器檢測到有工件

10、時，推料 氣缸將工件推出，推料氣缸縮回，若 3 秒鐘后，料筒檢測光電傳感器仍未檢測到 工件，則說明料筒內(nèi)無物料，這時警示燈黃燈閃爍，放入物料后黃燈熄滅； 2. 分揀機(jī)構(gòu) 當(dāng)入料口光電傳感器檢測到物料時，變頻器接收啟動信號，三相異步電動機(jī) 正轉(zhuǎn)運行，皮帶開始輸送工件，當(dāng)料槽一到位檢測傳感器檢測到鐵物料時，推料 一號氣缸動作，將鐵物料推入一號料槽；當(dāng)料槽二檢測傳感器檢測到鋁物料時， 推料二氣缸動作，將鋁物料推入二號料槽；當(dāng)檢測器檢測到藍(lán)色物料時，推料三 氣缸動作，將藍(lán)色物料推入三號料槽；當(dāng)物料為黃色物料直接導(dǎo)入四號料槽，料 槽檢測傳感器檢測到有工件經(jīng)過，推料四氣缸動作，將黃色物料推入料槽

11、 (8) 1號料槽：用于放置鐵物料 (9) 2號料槽：用于放置鋁物料。 (10) 3號料槽：用于放置藍(lán)色塑料物料。 (11) 4號料槽：用于放置黃色塑料物料。 (12) 皮帶輸送線：由三相異步電動機(jī)拖動，將物料輸送到相應(yīng)的位置 (13) 三相異步電動機(jī)：驅(qū)動傳動帶傳動，由變頻器控制。 2.2設(shè)計技術(shù)方案 1. 上料機(jī)構(gòu) 在復(fù)位完成后，按下“啟動”按鈕，料筒光電傳感器檢測到有工件時，推料 氣缸將工件推出，推料氣缸縮回，若 3秒鐘后，料筒檢測光電傳感器仍未檢測到 工件，則說明料筒內(nèi)無物料，這時警示燈黃燈閃爍，放入物料后黃燈熄滅； 2. 分揀機(jī)構(gòu) 當(dāng)入料口光電傳感器檢測到

12、物料時，變頻器接收啟動信號，三相異步電動機(jī) 正轉(zhuǎn)運行，皮帶開始輸送工件，當(dāng)料槽一到位檢測傳感器檢測到鐵物料時，推料 一號氣缸動作，將鐵物料推入一號料槽；當(dāng)料槽二檢測傳感器檢測到鋁物料時， 推料二氣缸動作，將鋁物料推入二號料槽；當(dāng)檢測器檢測到藍(lán)色物料時，推料三 氣缸動作，將藍(lán)色物料推入三號料槽；當(dāng)物料為黃色物料直接導(dǎo)入四號料槽，料 表3-1 S7-200 主要技術(shù)指標(biāo) 特性 CPU221 CPU222 CPU224 CPU226 外形尺寸 90X80X62 90X80X62 120.5X80X62 190X80X62 本機(jī)I/O 數(shù)字量 6入

13、/4出 8入/6出 14入/10出 24入/16出 擴(kuò)展模塊 0個模塊 2個模塊 7個模塊 7個模塊 I/O映象區(qū) 256（ 128 入/128 出） 西門子S7-200系列中CPU226 DC/DC/DC有24個輸入點和16個輸出點。 所 以選擇 CPU226DC/DC/DC 6ES7 216-2AD23-0XB8型號的 PLC作為自動分揀裝置所 用器件。 3.2.2電動機(jī)及變頻器的選取及工作原理 1. 電動機(jī)的工作原理 電動機(jī)（Motors）是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一種設(shè)備。 它是利用通電線圈（也就 是定子繞組）產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場并作用于轉(zhuǎn)子鼠籠式式閉合鋁框形成磁電

14、動力旋轉(zhuǎn)扭 矩。電動機(jī)主要由定子與轉(zhuǎn)子組成，通電導(dǎo)線在磁場中受力運動的方向跟電流方 向和磁感線（磁場方向）方向有關(guān)。電動機(jī)工作原理是磁場對電流受力的作用，使 電動機(jī)轉(zhuǎn)動。 2. 電動機(jī)的選擇 電動機(jī)主要帶動傳送帶，要想選擇合適的電動機(jī)，必須考慮到傳送帶的工作 壓力和輸送的速度。由于傳送帶上有四個傳感器，所以傳送帶上最多同時有五個 工件，假設(shè)都是鐵，已知工件的底面直徑為 100mm高20mm密度7.9kg/m 3 由已知條件可以計算傳送帶上物料的重量 2 M=5xSxhxP=5x3.14X0.5 X0.02X7.9=0.62kg 估計輸送帶總長 4000mm，總重量50kg，所以輸送

15、帶的工作壓力 F= (50+0.62 ) X10=506.2N 假設(shè)輸送帶的速度 V=0.8m/s，卷筒的直徑 D=100mm效率nw =0.72。 ①確定工作機(jī)需要的功率 Pw和卷筒的轉(zhuǎn)速n Pw=巴=0.56kw 1000nw nw 60X1000V =152.8r/min 3.14D ② 初定電機(jī)類型和轉(zhuǎn)速 初估系統(tǒng)的總效率為 0.8-0.9, 需要電動機(jī)功率為 =0.7 — 0.62kw 根據(jù)Ped >P d，則可以選用的電機(jī)有 Y2-801-2、Y2-802-4、Y2-90S-6 三種。 以這三種技術(shù)方案做一比較見表 3-1

16、， 綜合考慮到裝置各方面的因素，擬選用電 動機(jī) 的型號為 丫-802-4，額定功率 Ped =0.75kw,轉(zhuǎn)速 nd =1390r/min. 表3-2 電機(jī)的型號與參數(shù) 技 術(shù) 方 案 電動機(jī)型 號 額定功率/kw 滿載轉(zhuǎn)速r/mi n 電流 效率 1 Y2-801-2 0.75 2830 1.8 75 2 Y2-802-4 0.75 1390 2.0 73 3 Y2-90S-6 0.75 910 2.2 69 ③電動機(jī)的主電路圖 電機(jī)的主電路由刀開關(guān) QS1、熱繼電器 QF1、交流接觸器 KM1變頻器組成, 它的接

17、線圖如圖 3.11. Li LP L 3 圖3.11 電機(jī)主電路圖接線圖 3. 變頻器的選擇 ①變頻器工作原理 變頻器是把工頻電源 （50Hz或60Hz）變換成各種頻率的交流電源， 以實現(xiàn)電機(jī) 的變速運行的設(shè)備，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換 成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再 逆成交流電。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運算的變頻器來說，有時還需 要一個進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計算的 CPU以及一些相應(yīng)的電路。變頻調(diào)速是通過改變電機(jī)定子 繞組供電的頻率來達(dá)到調(diào)速的目的 ②選擇變頻器的型號 考慮到變頻器使用的功能

18、以及各系列變頻器的特點，最終決定使用西門子 MICROMASTER 44系列的變頻器。他有以下幾點特點： 引導(dǎo)調(diào)試簡單 模塊化結(jié)構(gòu)允許組態(tài)的最大靈活性 六個可編程的獨立數(shù)字量輸入 兩個可量測的模擬量輸入 （0V到10V,0mA到20mA）也可以被用作第 7個/第 8 個數(shù)字量輸入 一個可編程模擬量輸出（ 0mA到 20mA 三個可編程繼電器輸出（ 30V DC/5A, 阻性負(fù)載； 250 V AC/2 A ，感性負(fù)載） 因高脈沖頻率而獲得低噪音電機(jī)運轉(zhuǎn) , 可調(diào)節(jié)（如果必要，可降額運行） 。 變頻器主要是用來控制輸送帶的電動機(jī)，然而電動機(jī)的功率是 0.75kw,

19、 西門 子 MICROMASTER 440系列的變頻器工作的功率范圍是 0.1~15kw, 足夠安全，所以 選用西門子 MICROMASTER 440系列變頻器。 ③ 硬件連接 1）三角形連接為：變頻器 U、V、W端分別接入電機(jī)的 U1、VI、W1,電機(jī)端 U1 接 W2,W1 接 V2,V1 接 U2 圖 3.12 變頻器硬件端子圖 2）變頻器控制端口連接為：端口 DIN1 （ 5）為正轉(zhuǎn)，端口 DIN2 （ 6）為反轉(zhuǎn), 端子公共端接入端子 9（ OUTPUT，端子1（ 10V）和端子2（ 0V）給電位器供電, ANT1+（3） 接電位計中間滑點， ANT1-（ 4）接電位

20、計負(fù)極以及端子 2（0V） 3）變頻器連接為： L1、L2、L3分別接入三相電源的 L1、L2、L3 ④ 參數(shù)設(shè)置 1）電動機(jī)的參數(shù)設(shè)置 表3-3 電動機(jī)參數(shù)設(shè)置 參數(shù)設(shè)置 出廠值 設(shè)置值 說明 P003 1 1 設(shè)用戶訪冋級為規(guī)范級 P0010 0 1 快速調(diào)試 P0100 0 0 工作地區(qū)，功率 KW表示，頻率 50HZ P0304 230 380 電動機(jī)額定電壓 V P0305 3.25 0.8 電動機(jī)額定電流 A P0307 0.75 0.2 電動機(jī)額定功率 KV P0308 0 0.8 電動機(jī)額定功率因素 c

21、os P0310 50 50 電動機(jī)額定頻率 HZ P0311 0 1400 電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速 r/mi n 設(shè)置完成后，P0010設(shè)置為0，變頻器處于準(zhǔn)備狀態(tài)，可正常運行 2）模擬信號操作控制參數(shù) 表3-4 模擬信號操作控制參數(shù) 參數(shù)設(shè)置 出廠值 設(shè)置值 說明 P003 1 2 設(shè)用戶訪冋級為規(guī)范級 P0700 2 2 命令源選擇為端子排輸入 P0701 1 1 ON接通正轉(zhuǎn)， OFF停止 P0702 1 2 ON接通反轉(zhuǎn)，OFF停止 P1000 2 2 頻率設(shè)定值選擇為模擬輸入 P1080 0 0

22、電動機(jī)運行的最低頻率 P1082 50 50 電動機(jī)運行的最咼頻率 電位器的選擇 電位器的工作原理：首先在應(yīng)該選用正比例變化線性的電位器，這種電位器 的轉(zhuǎn)動角度基本上跟電阻值的變化成正比例，這樣根據(jù)電阻器的分壓原理，就可 以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)角度大小轉(zhuǎn)變成電壓大小了。選擇的型號是 LA42DWQ-22 10K。 323氣動元件的選取及工作原理 1. 氣動回路原理 圖3.13 氣動回路圖 2. 氣源裝置 20mm 由于氣路圖是并聯(lián)連接，所以只要計算出最大壓力就是氣源需要的壓力。氣 動系統(tǒng)裝置中，經(jīng)過分析，頂料氣缸需要的壓力最大，而且當(dāng)頂鐵物料時需要的 壓力最大。假設(shè)料筒可以裝

23、 20個物料，已知工件的底面直徑為 100mm高 密度為7.9kg/m日。 由已知條件可以計算出當(dāng)頂鐵物料時，料筒最底下的那塊鐵重量 M=20SHP=20x3.14x0.5 ^x0.02x7.9=2.48kg 經(jīng)查資料可知鐵與塑料的摩擦因數(shù)為 0.25，所以要想物料不落下，氣缸所需 要的頂力Fn，由力的平衡方程可得： u F n =啞 Fn =mg=9.92N u 考慮到各種元器件之間的摩擦，最終選擇需要的最大壓力必須大于 9.92N。 空壓機(jī)的選用是以氣壓傳動系統(tǒng)所需要的工作壓力和流量兩個參數(shù)為依據(jù)， 根據(jù)計算，可選用額定排氣壓力為 0.7~1MPa的低壓空氣壓縮機(jī)。

24、輸出流量根據(jù)整 個氣動系統(tǒng)對壓縮空氣的需要，再加一定的備用余量，作為選擇空氣壓縮機(jī)流量 的依據(jù)。根據(jù)估算，選擇小型（流量 1~10m/min ）的空氣壓縮機(jī)。 3. 執(zhí)行元件 執(zhí)行元件主要是氣缸，選擇雙作用氣缸，亞德客品牌的普通型，型號為 CDJ2B16-75-B。它的工作原理及特點是：壓縮空氣驅(qū)動活塞沿軸線雙方向運動， 活塞桿伸出和返回的伸出力和速度不相等，壓縮空氣消耗量也不相等。 氣缸的負(fù)載是推動工件，考慮到氣缸內(nèi)部存在一定的摩擦，所以氣缸理論輸 出力為10N （略大9.92N ），經(jīng)過查資料《啟動傳動與控制》，可以確定缸徑 D=8mm 壓力 P=0.2MPa 圖3.14

25、 雙作用氣缸 4. 控制元件 主要的控制元件是二位五通單電控電磁閥，選擇亞德客品牌，型號為 4V110-06 DC24,它的氣動符號圖如圖 3.15工作原理：1是進(jìn)氣管，2、4兩個是出 1經(jīng)過閥從 氣管，3、5兩個是排氣管。當(dāng)線圈通電時，閥工作在右閥位，進(jìn)氣由 2出去，管4的氣經(jīng)閥從 5排出；當(dāng)線圈掉電時，閥在彈簧的彈力作用下，閥工 作在左閥位。 圖3.15 二位五通單電控制閥 5. 輔助元件 ① 氣源調(diào)節(jié)裝置 氣源調(diào)節(jié)裝置由過濾器、減壓閥和油霧器三部分組成，簡稱為三聯(lián)件，他連 接圖如圖3.16。過濾器用于從壓縮空氣中進(jìn)一步除去水分和固體雜質(zhì)粒子

26、等，減 壓閥用于將進(jìn)氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)所需的壓力；油霧器可以把油滴噴射到壓縮空氣中，以 便對氣動元件進(jìn)行潤滑。選擇亞德客品牌，型號為 AC2000 圖3.16 氣動三聯(lián)件 ② 單向節(jié)流閥 單向閥作用是只允許氣體沿一個方向流到，反之則被截止。它的圖形符號如 圖3.17所示，節(jié)流閥利用閥芯與閥口之間的縫隙大小來控制流量， 縫隙越小節(jié)流 出過流面積越小，通過流量就越少；縫隙越大，通過的流量就越大。單向閥與節(jié) 流閥就組成了單向節(jié)流閥，它只適用于負(fù)載和溫度變化不大或速度穩(wěn)定性要求不 高的場合。選擇品牌為 SMC型號是AS120仆-M5-04 圖3.17 單向節(jié)流閥 6. 檢測元件的選取及工作原

27、理 ①磁性傳感器（簡稱磁性開關(guān)）是一種非接觸式位置檢測開關(guān)，其圖形符號如 圖3.18所示，它的工作原理：能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用 輸出信號的器件或裝置 圖3.18 磁性傳感器 ②光電傳感器工作原理，在工作時，光發(fā)射始終發(fā)射檢測光，若接近開關(guān)前 方一定距離內(nèi)沒有物體， 則沒有光被發(fā)射到接收器， 光電開關(guān)處于常態(tài)而不動作; 反之若接近開關(guān)的前方一定距離內(nèi)出現(xiàn)物體，只要發(fā)射回來的光強度足夠， 則接收器接收到足夠的漫射光就會使接近開關(guān)動作而改變輸出的狀態(tài)。其圖形符 號如圖3.19所示 .-TTM R L 圖3.19 光電傳感器 ③ 電感傳感器的工作

28、原理，它是利用電渦流效應(yīng)制成的有開關(guān)量輸出的位置 傳感器，它由LC高頻振蕩器和放大處理器組成， 利用金屬物體在接近這個能產(chǎn)生 電磁場的振蕩感應(yīng)頭時， 使物體內(nèi)部產(chǎn)生電渦流。 這個電渦流反作用于接近開關(guān), 使接近開關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化，由此識別出有無金屬物體接 近，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。其圖形符號如圖 3.20所示。 Rl 圖3.20 電感傳感器 ④ 電容傳感器，電容式傳感器是將被測量（如尺寸、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成 電容量變化的一種傳感器。其圖形符號如圖 3.21所示。 圖3.21 電容傳感器 ⑤ 顏色傳感器，將物體顏色同前面已經(jīng)示教過的參考顏色進(jìn)行比較來檢

29、測顏 色的機(jī)器我們稱之為顏色傳感器 。顏色傳感器是通過將物體顏色同前面已經(jīng)示教 過的參考顏色進(jìn)行比較來檢測顏色，當(dāng)兩個顏色在一定的誤差范圍內(nèi)相吻合時， 輸出檢測結(jié)果 第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計 4.1 I/O 分配表 表4-1 I/O 分配表 序號 地址 注釋 1 I0.0 啟動按鈕 2 I0.1 急停按鈕 3 I0.2 停止按鈕 4 I0.3 頂料氣缸伸出到位 5 I0.4 頂料氣缸縮回到位 6 I0.5 擋料氣缸伸出到位 7 I0.6 檔料氣缸縮回到位 8 I0.7 氣缸一伸出到位 9 I1.0 氣缸一縮回到位 10 I1

30、.1 氣缸二伸出到位 11 I1.2 氣缸二縮回到位 12 I1.3 氣缸三伸出到位 13 I1.4 氣缸三縮回到位 14 I1.5 氣缸四伸出到位 15 I1.6 氣缸四縮回到位 16 I1.7 缺料傳感器 17 I2.0 下料傳感器  續(xù)表 18 I2.1 電感傳感器 19 I2.2 電容傳感器 20 I2.3 顏色傳感器 21 I2.4 備用傳感器 22 QO.O 啟動指示燈 23 Q0.1 停止扌曰示燈 24 Q0.2 缺料指示燈 25 Q0.3 (YA1)頂料氣缸 26 Q0.4

31、(YA2)擋料氣缸 27 Q0.5 (YA3)鐵物料) 28 Q0.6 (YA4)鋁物料 29 Q0.7 (YA5)黃色物料 30 Q1.0 (YA6)藍(lán)色物料 31 Q1.1 (KM1)變頻器上電 4.2 接線圖 卿氣瞬即惟 迪-俾暗惟 鈾i棘龜 世仲制］ 氣蚱編醐神 鋰陽if肪惟— 氣仙軸昨二 用傳麟反 電報騎叵 馳傳般反 o I卜 屮 10.0 IC.l 10.2 K.： I：/ 10,5 1C.6 107 11.0 ILL 11.4 EM 11.5 11.6 II 7 12.0 12.1

32、IE? 12.3 ■ 1M 1L + QC.0 Q0A Q0.2 Q0,3 Q0.4 Q0.5 QC Q0.7 2V 3L + QLO 21,L EC - lit t 24V 圖4.1 PLC 硬件接線圖 并*1比 I.C 制 24V 6 圖 4.2 軟件控制流程圖 4.3 軟件控制流程圖 4.4 順序控制功能圖

33、 IQD S0l2 - 11-7 IEM 105 S0L5 - 回 103 106 S0.6 [ OU) Q0L4 「] M.4 【R ) S0.3 tt 002 003 S07 QQ3 "C > S1.U QQ6 T ) SL1 0017 _1 ) 、1上 I0J I1J 11.1 ii5 - [13 - iil - L - J 115 IU f QU5 T R > S1.3 (IJ0 113 IM IU 圖4.3 順序控制功能圖

34、 4.5 PLC控制程序 冋絡(luò)1 陽貉標(biāo)極 I幵機(jī)逬入初旳1爲(wèi)— SM0.1 I02 網(wǎng)站處 初貽狀態(tài)sag?禹 S0.0 SCH S0.2 H R ) 20 SQ0 ? ) 1 網(wǎng)絡(luò)3 inn |選擇綠燈，啟動系銃 SD2 RT） 網(wǎng)絡(luò)* I選擇函燈，科向制料 11.7 S13 ―| / | 心 J 「瞬紅燈,累繞偉止 — \n

35、? 切4 （SCRT） 網(wǎng)站7 < SCFE) 網(wǎng)絡(luò)G I初^旅態(tài)前睡 S0.2 SCR~ 鐮燈奧起 SMQ.0 Qao < ) 11.7 I0.4 I0.5 S0.5 網(wǎng)絡(luò)10 I SO獄態(tài)結(jié)束 SCRE) 網(wǎng)絡(luò)11 網(wǎng)絡(luò)12 丁克起 SM0.0 Q0.2 ) 網(wǎng)絡(luò)13 I SU.瞅態(tài)結(jié)束 SCRE) 網(wǎng)絡(luò)14 網(wǎng)絡(luò)lb S04W： SCRE) 網(wǎng)絡(luò)17

36、 網(wǎng)絡(luò)27 I迭擇益色物料 12.4 S1.2 （SCRT） 冋絡(luò)27 I SO &犬態(tài)結(jié)束 —（SCRE） 網(wǎng)絡(luò)20 網(wǎng)絡(luò)30 I詵擇縮回氣缸二 10.7 11.0 S1.3 （SCRT） 網(wǎng)絡(luò)31 ["刀犬態(tài)結(jié)束 網(wǎng)絡(luò)32

37、網(wǎng)絡(luò)34 I遞1縮回氣益二 11.2 S1.3 （SCRT） 網(wǎng)絡(luò)35 I S1.瞅態(tài)結(jié)朿 ——SCRE) 網(wǎng)絡(luò)36 （SCRT） 網(wǎng)絡(luò)39 |5LI狀念結(jié)宋 —(SCRF) 網(wǎng)絡(luò)40 S1.2 網(wǎng)絡(luò)42 I迭擇縮回氣缸四 網(wǎng)絡(luò)43

38、 S1.3 (SCRT) —SCRE) 冋絡(luò)44 網(wǎng)絡(luò)45 I氣缸一到氣缸四締回 SMO.O Q0.5 —I I——R) 4 網(wǎng)絡(luò)46 I傅不 11.0 11.2 11.4 11.6 S0.2 （SCRT） 第五章系統(tǒng)總成本估算 5.1 系統(tǒng)使用的零部件 表5-1 零件名單表 序 號 名稱 牌子 型號 數(shù)量 單價/元 總價/ 元 1 光電傳感器 SICK CDD-11N NPN 3個 40 1

39、20 2 磁性傳感器 N 12 12 144 OMDHO GHG12-10A 3 電感傳感器 OMDHON PR18-8DN 1個 11 11 4 電容傳感器 1個 83 83 QW前衛(wèi) CM18-3008NA 5 顏色傳感器 1個 50 50 6 三相異步電動機(jī) 上海賢特 Y-802-4 1臺 360 360 7 變頻器 西門子 MICROMASTER 440 1臺 1730 1730 8 刀開關(guān) 1個 30

40、30 上海德力 西 HD11F-100/38 9 熱繼電器 正泰 JRS1-09~25/Z 5.5-8A 1個 16 16 10 接觸器 正泰 CJX2-1801 110/220 1個 41 41 11 可編程序控制器 西門子 6ES7 216-2AD23-0XB8 1臺 1780 1780 12 雙作用氣缸 SMC CDJ2B16-75-B 6個 30 180 13 警示燈 LTA-205 1個 63 63  續(xù)表 14 二位五通電磁閥 亞德客 4V110-06 DC24 6個

41、 30 180 15 單向節(jié)流閥 SMC AS1201F-M5-04 6個 17 102 16 氣動三聯(lián)件 亞德客 AC2000 1個 26 26 17 電位器 上海天逸 LA42DWQ-22 10K 1個 32 32 5.2 系統(tǒng)總開支 根據(jù)上面的表 5-1可以計算出系統(tǒng)的總開支為 4948元 第六章 畢業(yè)設(shè)計歸納總結(jié) 隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè) 計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學(xué)知識的 單純歸納總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。畢業(yè)設(shè)計 不僅

42、是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次 畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前 老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計， 我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程， 在以后的工作、 生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)， 努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。 總之，不管學(xué)會的還是學(xué)不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不 知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個結(jié)論： 知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值 ! 有些東西以為學(xué)會了， 但真正到用的時候才發(fā) 現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了

43、。 在此要感謝我的指導(dǎo)老師陸老師對我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在 設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并向老師請教 等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個 設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力 的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手 的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個 設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲 和財富，使我終身受益 參考文獻(xiàn) 1. 呂景泉 . 自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試。北京：中國鐵道出版社， 2009 2. 王兆義等 . 變頻器應(yīng)用——專業(yè)技能入門與精通。北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2010 3. 孫承志等 . 西門子 S7-200/300/400PLC 基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)。 北京： 機(jī)械工業(yè)出 版社， 2009 4. 孫承志等.西門子PLC與變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用教程。北京：中國電力出 版社， 2009 5. 王守城等。液壓元件及選用。北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2007