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1、工业生产分拣统计系统设计摘要：随着商品品种的增多，配送中心的增多，多品种、高频次、随机性的商品分类（分拣）作业，进入九十年代后得到迅速发展。出错率高、费时费力的人力分类作业，很快被自动分拣机及其系统所替代，开始于邮政包裹分拣系统，目前广泛应用于流通、商业的物流中心和配送中心。本系统把原来继电线路顺序控制改为PLC控制；行程开关定位改为电感式接近开关定位；采用气缸气动以节约能源也利于环保大幅度提高了设备控制性能，有效地降低了设备故障。 关键词： PLC控制 接近开关 变频器 一、生产线系统概述设计一条对物料进行材质辨别、分拣及统计的生产线系统。系统由(1)供料机构(2)气动机械手(3)交流变频皮
2、带输送线(4)物料辨别传感器(5)物料分拣气缸(6)PLC模块(7)变频器模块(8)电源模块(9)按钮指示灯模块等组成。生产线系统的工作要求如下：1、系统的原点位置：机械手处于在左边、上升、缩回和气动手指张开位置；提升机构在下降位置；皮带输送线停止；物料分拣气缸在后退位置；2、统处于停止状态而且处于原点位置时,按下启动按钮SB5,系统启动,运行指示灯HL1亮；3、启动后，物料提升架上的物料检测光电传感器开始检测，如无料，则待料指示灯HL2闪亮，同时启动供料盘旋转，送料至物料提升位置。如供料盘运行15秒后都没有物料到达物料提升架，报警器报警，当有工件到达提升架时，报警声停；4、当提升架的光电传感
3、器监测到工件后，就立刻将工件提升到位；此时机械手臂立刻伸出来取工件，当机械手将工件取走1S后，供料盘的提升架就自动下降复位待料；5、机械手的动作为伸出、下降，短暂延时0.2S后用气爪将工件夹紧、气爪将工件夹紧1s后，就上升、缩回，转动至右限止位置，然后再伸出、下降，气爪在皮带传送机处于无工件传送和分拣的状态下放松，将工件放到传送带上位置B的下料孔；6、机械手放下工件后立刻上升、缩回，转动至左则限位位置，继续进行工件传送；7、当皮带传送机进料位置的光电传感器检测到工件后，拖动皮带传送机的交流电机立刻启动，以中速运转传送工件。当工件到达C位置时，电感开关检测工件的材料，若是金属件，拖动皮带的交流电
4、机立刻停止，由C位置的推料气缸把物料推到第一个斜槽。如为非金属，拖动皮带的交流电机立刻转为低速运行，到达D位置时，拖动皮带的交流电机立刻停止，由D位置的推料气缸把物料推到第二个斜槽。C位置和D位置的推料气缸伸出到位后都需要马上缩回；8、系统分为单周期和连续两种工作方式，由开关SA1进行切换，SA1打向左边为单周期，SA1打向右边为连续。单周期是指系统启动后系统只进行一个工件的传送和分拣，在一个工件分拣完成后，需再次按下启动按钮SB5，系统才能进行下一个周期的运行。连续是指系统启动后会连续不断的进行工件的传送和分拣；9、系统在单周期运行状态下，点按一下停止按钮SB6，系统暂停在当前状态，运行指示
5、灯HL1闪亮，再按启动按钮SB5时，系统从当前状态继续运行。系统在连续运行状态下，点按一下停止按钮SB6，系统在完成当前工件的传送分拣工作后停止在原点位置,再次按下启动按钮SB5，系统又启动运行；10、系统在任何状态下，当持续按下停止按钮SB6三秒钟，系统自动复位回到原点位置；11、在对工件进行物料辨别、分拣过程，如供料盘连续提供的5个物料都是金属件和非金属件有规律交错排列的，则指示灯HL4亮；如供料盘连续提供的5个物料都是2个金属件和1个非金属件有规律交错排列的，则指示灯HL5亮；如供料盘连续提供的5个物料都是1个金属件和2个非金属件有规律交错排列的，则指示灯HL6亮；当连续三个工件都为金属
6、件或非金属件时，则指示灯HL4、HL5和 HL6全亮。系统复位时统计结果清除。12、原点位置保护，系统启动前，必须确保系统在原点位置，此时，原点指示灯HL3发光。当有任何一个元件不在原点位置时，原点指示灯HL3闪烁（每2秒内烁1次），系统不能起动；13、紧急停止保护，系统设置急停按钮。按下急停按钮后，系统运行全部停止。急停按钮恢复正常状态时，系统应在复位到原点后才能重新启动；二、PLC及变频器的选型PLC目前我国市场上有德国、美国、日本等国的多种系列，也有许多厂家组装、开发数十种PLC，故PLC系列标准不一，功能参差不齐，价格悬殊。在此情况下，PLC的选择应本着PLC的性能价格比，应该遵循选择
7、可靠性高，功能相当，负载能力合适，经济实惠的原则。本文根据对多种因素的分析比较及系统输入、输出点数的要求，选用三菱FX2N-48MR型PLC。皮带传送机中速的频率为25HZ，低速的频率为10HZ。变频器的加减速时间均设为0.2S。据此，本系统采用三菱E-500型。三、控制设计1、I/O点的分配 I点：按钮信号有2个，位置信号有17个，安全信号有1个，方式选择开关1个，共21点，考虑余留10%20%，故确定用2426个点。O点：执行机构17个，指示灯6个，报警1个，共24个，考虑余留10%20%，故确定用2629个点。确定PLC的型号：根据I/O点数可考虑用FX2N48MR，可不加扩展块。具体见
8、I/O分配表。INPUTOUTPUT编号名称元件编号名称元件X0料到位S1Y0皮带正向传送变频器端X1提升上位S2Y1皮带反向传送变频器R端X2提升下位S3Y2皮带低速变频器端X3夹住到位S4Y3皮带中速变频器端X4下降到位S5Y4转盘输料转盘电机M1X5上升到位S6Y5提升上升YA3+X6伸出到位S7Y6提升下降YA3-X7缩回到位S8Y7手指夹紧YA4+X10转右到位S9Y10手指松开YA4-X11转左到位S10Y11机械手下降YA1X12落料检测S11Y12机械手伸出YA2X13电感开关S12Y13机械手转右YA5+X14电容开关S13Y14机械手转左YA5-X15位置推到位S14Y15
9、位置推出YA6+X16位置退到位S15Y16位置退回YA6-X17位置推到位S16Y17位置推出YA7+X20位置退到位S17Y20位置退回YA7-X21启动SB5Y21报警BX22停止SB6Y22运行指示指示灯HL1X23紧急停止紧急停止开关Y23待料指示指示灯HL2X24单步/连续选择SA1Y24原位指示指示灯HL3X25不使用Y25统计结果1指示指示灯HL4X26Y26统计结果2指示指示灯HL5X27Y27统计结果3指示指示灯HL62、画PLC接线图3、根据系统的生产工艺要求，本系统的控制状态转移图如 所示。注：在紧急停止状况下，为了安全采取手动操作4、触摸屏画面设置如下图：4、根据以上
10、资料，结合系统手动（在急停状况下）、单周及连续运行控制，作PLC程序设计，梯形图如附图 所示。(1)、初始化、按钮设置(2)、分拣统计(3)、复位操作系统(4)、供料系统(5)、机械手系统 (6)、输送带系统四、总结随着PLC及变频技术的发展及变频技术在节能、系统化、智能化、全数字化、高性能化等优越性的体现。本系统能正确判断工件材质的金属和非金属件：用电容和电感传感器实现；能准确输送工件，输送机与机械手能准确定位并输送工件；面板开关由按钮模块控制。致谢：作者在设计过程中，得到了梁銶琚学校梁秋霞老师，韩亚兰副校长的有益指导，并对设计的修改提供了宝贵的建议，谨此深表致谢。由于水平和经验有限、时间仓促文中难免有不足和错漏的地方，肯请老师批评指正。 参考文献及资料可编程控制器原理及应用 华南理工大学出版社 钟肇新 范建东 编著 电工新技术教程 广东省职业技能鉴定指导中心 梁耀光 主编第 2 页 共 14 页
