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1、# / 20TVT-99B材料分拣系统系统介绍99B材料分拣系统简介该装置采用台式结构，内置电源，单相交流电动机，气缸、电磁阀、旋转编码器等部件，转接面板上接口可以与PLC或单片机、工控机连接。涵盖PLC技术、气动技术、传感器技术、位置控制技术等内容，选用了颜色识别传感器及对不同材质的电容式和电感式传感 器，其结构如图1-1所示。传感器分布如图1-2所示。图1-1材料分拣装置图雌愷感甜电唇传感器电感幘感器各1专感器位直图SH 0UC?光电码盘气缸4SEI3咒缸3气击121加3一smSBffl气班!图1-2传感器位置分布图在接通电源之前，请注意:1）确然电源接线、输入/输出接线和电压是正确;2）
2、确认控制单元是处于停止工作状态。接下来也介绍传感器技术和气动技术。传感器是与人的感觉器官相对应的元件。国家标准 GB 7665-87对传感器下的定义是：“能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。敏感元件，是指传感器中能直接感受或响应被测量输入量)的部分。转换元件，是指传感器中能将敏感元件感受的或响应的被探测量转换成适于传输 和 或)测量的电信号的部分。图1.3所示为传感器组成方块图，此图也说明了传感器的基本组成和工作原理。测屋电路赫菽后卩信号调节转换电目详二J-I ;输岀 常图1.3传感器组成方块图传感器种类繁多，功能各异。 因为同一
3、被测量可用不同转换原理实现探测 ，利用同一 种物理法则、化学反应或生物效应可设计制作出检测不同被测量的传感器，而功能大同小异的同一类传感器可用于不同的技术领域 ，故传感器有不同的分类法。(1根据传感器感知外界信息所依据的基本效应，可以将传感器分成三大类：基于物理效应如光、电、声、磁、热等效应进行工作的物理传感器。基于化学反应如化学吸附、选择性化学反应等进行工作的化学传感器。基于酶、抗体、激素等分子识别功能的生物传感器。2按工作原理分类，可分为应变式、电容式、电感式、电磁式、压电式、热电 式等传感器。(3根据传感器使用的敏感材料分类，可分为半导体传感器、光纤传感器、陶瓷传感器、金属传感器、高分子
4、材料传感器、复合材料传感器等等。(4按照被测量分类，可分为力学量传感器、热量传感器、磁传感器、光传感器、放射线传感器、气体成分传感器、液体成分传感器、离子传感器和真空传感器等等。(5按能量关系分类，可分为能量控制型和能量转换型两大类。所谓能量控制型是指 其变换的能量是由外部电源供给的，而外界的变化 即传感器输入量的变化)只起到控制的 作用。如用电桥测量电阻温度变化时，温度的变化改变了热敏电阻的阻值，热敏电阻阻值的变化使电桥的输出发生变化 注意电桥的输出是由电源供给的)。(6按传感器是利用场的定律还是利用物质的定律，可分为结构型传感器和物性型传感器。二者组合兼有两者特征的传感器称为复合型传感器。
5、场的定律是关于物质作用的定 律，例如动力场的运动定律、电磁场的感应定律、光的干涉现象等。利用场的定律做成的传感器，如电动式传感器、电容式传感器、激光检测器等。物质的定律是指物质本身内在性质的规律。 例如弹性体遵从的虎克定律、晶体的压电性、半导体材料的压阻、热阻、光阻、湿阻、 霍尔效应等。利用物质的定律做成的传感器，如压电式传感器、热敏电阻、光敏电阻、光电管等。(7按依靠还是不依靠外加能源工作，可分为有源传感器和无源传感器。有源传感器敏感元件工作需要外加电源 ，无源传感器工作不需外加电源。(8按输出量是模拟量还是数字量，可分为模拟量传感器和数字量传感器。下面就几种常用的的传感器来讲解一下传感器的
6、工作原理及特性。1. 2光电耦合器件光电耦合器件是一种光电结合的器件。从结构上看，就是将发光元件和受光元件完全封装起来，并将外部光线加以遮断的元件。常用硅光电三极管作受光部分，砷化镓发光二极管作发光部分。发光二极管不属于传感器的范围 ，这里略加介绍。发光二极管 6 a 4jT这种器件能将输出和输入进行完全的电气隔离，以消除漏电流的影响，同时还可以使输入和输出完全没有反馈。另外，它还具有独立选择输入阻抗和输出阻抗的优点。输入与输出之间有10111012Q的高绝缘电阻，其分布电容只有几皮法，这就大大增强了器件的抗干扰能 力和隔离性能。1.3半导体色敏传感器半导体色敏传感器可用来直接测量从可见光到红
7、外波段内单色辐射的波长。半导体色敏传感器的结构如图1.3 (a所示。它有两个深浅不同的PN结，形成反向连接的两个光电二极管PD1和PD2,故又称为双结光电二极管。当外部光照射到色敏器件上时，P1层吸收光子产生电子一空穴对，电子扩散到P1N结，形成电流11。在N层中吸收透过P1层的长波光， 产生电子一空穴对，其中一半向P1层一侧扩散，另一半向P2层一侧扩散，分别形成电流I2和 13。到达P2层的红外光区域的光在这里被吸收，产生电子，扩散到P2N结，形成电流14。光电二极管PD1和PD2的短路电流Isc1和Isc2为输入光1班波 电极电覆(a)结构N 1.3半导体色敏传感器的结构和等效电路光电二极
8、管的光谱特性与PN结的结深有关，在靠近表面的PN结的PD1对短波长的光比较灵敏，而远离表面的PN结的PD2对长波长比较灵敏。上面的一个PN结距离上表面约0.5卩m,对580nm波长具有峰值灵敏度,距上表面深度为10卩m的另一 PN结，对900nm 波长具有峰值灵敏度。为了测定入射光的波长，仅有这两个光电二极管的光谱灵敏度特性曲线还不够。为此，将这两个光电二极管等效电路串联连接，先取出PD1的短路电流Isc1及PD2的短路电流Isc2，然后测出它们的电流比Isc2/Isc1,如图3.58(b所示。该短路电流比与波长有一一对应的关系，如图3.60所示。因此，如果测出短路电流比，就可以求出对应的入射
9、 光的波长，即可分辨出不同的颜色。1. 4电感式传感器电感式传感器的结构原理图如下图所示。它由线圈1、铁芯2和衔铁3三部分组成，在铁芯和衔铁之间留有空气隙S。被测物与衔铁相连，当被测物移动时通过衔铁引起空气隙变化，改变磁路的磁阻，使线圈电感量变化。电感量的变化通过测量电路转换为电压、电流或频率的变化，从而实现对被测物位移的检测。气动技术:气动传动简称气动，是指以压缩空气为工作介质来传递动力和控制信号，控制和驱动各种机械和设备，以实现生产过程机械化、自动化的一门技术。它是流体传动及控制学科的一个重要 分支。因为以压缩空气为工作介质，具有防火、防爆、防电磁干扰，抗振动、冲击、辐 射，无污染，结构简
10、单，工作可靠等特点。典型的气压传动系统是由气压发生装置、执行元件、控制元件和辅助元件四个部分组成， 如图10-1所示。气压发生装置简称气源装置，是获得压缩空气的能源装置，其主体部分是 空气压缩机，另处还有气源净化设备。空气压缩机将原动机供的机械能转化为空气的压力 能；而气源净化设备用以降低压缩空气中的水分、油分以及污染杂质等。使用气动设备较 多的厂矿将气源装置集中在压气站俗称空压站）内，由压气站再统一向各用气点 分厂、车间和用气设备等）分配供应压缩空气。执行元件是以压缩空气为工作介质，并将压缩空 气的压力能变为机械能的能量转换装置。包括作直线往复运动的气缸，作连续回转运动的 气马达和作不连续回
11、转运动的摆动马达。控制元件又称操纵、运算、检测元件，是用来控 制压缩空气流的压力、流量和流动方向等，以便使执行机构完成预定运动规律的元件。包 括各种压力阀、方向阀、流量阀、逻辑元件、射流元件、行程阀、转换器和传感器等。辅助元件是使压缩空气净化、润滑、消声以及元件间连接所示需要的一些装置。包括分小 滤气器、油雾器、消声器以及各种管路附件等。油雾器是以压缩空气为动力，将润滑油喷 射成雾状并混合于压缩空气中，使该压缩空气具有润滑气动元件的能力。目前，气动控制 阀，气缸和气马达主要是靠这种带有油雾的压缩空气来实现润滑的，其优点是方便、干 净、润滑质量高。气压传动装置的噪声一般都比较大，尤其当压缩气体直
12、接从气缸或阀中 排向大气，较高的压差使气体体积急剧膨胀，产生涡流，引起气体的振动，发出强烈的噪 声，为消除这种噪声应安装消声器。消声器是指能阻止声音传播而允许气流通过的一种气 动元件，气动装置中的消声器主要有阻性消声器、抗性消声器及阻抗复合消声器三大类。 系统的实训实验课题。课题1 :认识材料分拣装置 项目1、熟悉各器件名称 实验内容：对照实验装置，找出对应的元器件，并填写相应的规格型号，完成下列表格。序号规格1二联体23旋转編码器 电感传感器1电容件感黠5颜色传感黠6比电件感器7电磁佟感辭8卜料违缸仪其电磁阀9推气缸1及其曲确脚1011推V缸2及其临磁阀 推气缸3及其电谢阀12推丸缸4及其电
13、雄阀丨二交流电动机14HLC单元项目2、熟悉接口电路实验内容：根据下面的I/O分配表，找出对应的信号线，并观察信号的流向。输入接口输出接口PLC端中尤板端口注释PLC端单元极接口注释12. 5【0.1SFW1SH2推气缸1动柞限位推气缸2动作限位Q0.0Q0. 1YVIYV2推汽缸1电磁阀推尧缸2电磁阀10. 2sm推代缸3动作限位yo. 2YV3推代缸3电谢阀10. 3SFW4推气缸4动作限位Q0.3YV1推气缸4电确阀10. 4srw5下料勺缸动作限位Q0.1YV5下料气缸电磁阀10. 5SA电感楼感器Q(l 5H传送带电机10. 6SB电将传感器10. 7SC颜色1传感蛊11. 0SBl推气缸1回位限位L 1SUVi2推气缸2回程限位11. 2SHW3推气缸3冋位限位11. 311. 4E醐4SW5推气缸4回位限位下料气缸回位限位11. 55D颤色込件感器12. 4SN下料传感器10. 0UCP（讣数传感器课题二、利用PLC的高数计数功能完成材料的分拣功能。实验一：控制要求，在出料塔中现有一个货物，要求将其送入到1号仓库。网络1是初始化高数计数器。通过将SMB37中传送16#F8，设置高数计数器模式为：允许计数，写入新的当前值，写入新的预置值，写入计数方向，设置初始计数方向为加计数， 启动输入
