2022年材料分拣控制系统的方案设计书2.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 毕业论文 设计 目 录引 言 5 名师归纳总结 1 系统整体设计方案7 7 第 1 页,共 34 页1.1 掌握装置的挑选1.2 软件算法的挑选8 2 PLC 的基本学问7 8 2.1 PLC的进展历史2.2 PLC 的定义和特点9 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1 牢靠性高 9 2 操作性高 9 3 敏捷性好 10 2.3 PLC 基本结构和工作原理 10 3 设备选型及硬件电路的设计 15 3.1 材料分拣系统的主要硬件结构 15 3.2 材料分拣系统的整个工作过程 18 3.3 I/O 安排图 19 3.4 材料分拣系统各设备的选型 20 3.5 材料分拣系统的掌握流程图 22 4 梯形图的编辑与输入简介 25 4.1GX Developer Version7 编程软件简介 25 4.2 梯形图 25 4.3 指令 28 终止语 31 致 谢 32 参 考 文 献 33 材料分拣掌握系统设计摘 要自动分拣掌握系统广泛应用于社会各行各业；本文作者通过查阅大量资料,对自动分拣系统及其相关的技术进展、现状和趋势作了一个比较全面的总结；在熟识了自动分拣系统的原理的基础上,依据肯定的分拣要求以三菱PLC 为掌握核心,设计出材料分拣掌握系统；该材料分拣系统以名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - PLC 为主掌握器 , 结合气动装置、传感器技术, 现场掌握产品的自动分拣；系统具有自动化程度高、运行稳固、分拣精度高、易掌握的特点, 对不同的分拣对象, 稍加修改本系统即可实现要求；关键词 ：材料分拣； 三菱 PLC Abstract Automatic control system is widely used in all walks of life；The author of this article through access to large amounts of data, the automatic sorting system and its related technology development, current situation and trend made a more comprehensive summary. Familiar with the automatic sorting system based on the principles, according to certain sorting requirements to Mitsubishi PLC as the control core, design material sorting control system. The material sorting system taking PLC as main controller, combines with the aerodynamic device, sensor technology, control technology, control products automatic 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - sorting. The system has a high degree of automation, stable operation, high accuracy, easy sorting control characteristics, for different sorting objects, modify the system can reach the requirements. Key word material sorting ； mitsubishi plc 引 言自动分拣是指货物进入分拣系统到指定的安排位置为止,都是依据人们的指令靠自动装置来完 成的；这种装置是由接受分拣指示信息的掌握装置、运算机网络、搬运装置、分支装置（负责把到 达分拣位置的货物按运到别处的装置）、缓冲站（在分拣位置暂时存放货物的装置）等构成；除了使用终端的键盘、鼠标或者其它方式向掌握装置输入分拣指示信息的作业外,由于全部采 用自动掌握作业,因此它的分拣才能、分拣数量同人为分拣相比都比较大,效率也得到了进一步突 破；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 自动分拣系统的规模和才能已有很大的进展,目前大型分拣系统大多能分拣几十到几百个种类的物品,分拣才能达到每小时万件以上；国外分拣系统规模都很大,主要包括进给台、信号盘、分拣机、分拣信息识别系统、设备掌握系统和运算机治理系统等几大部分,仍要配备外围的各种运输和装卸机械,组成一个巨大而复杂的系统；自动分拣大部分与自动化立体仓库连接起来,协作自动引导车（ AGV）、托链小车等其它复杂的系统,分拣系统在总体布置上,可以说千变万化；从分拣技术水平上说,欧美各国进展最早,技术比较成熟,目前处于世界领先位置；美国和欧洲在 60 岁月开头使用,日本就在其次次世界大战后才引进分拣机,但近二十年来由于其本国经济进展需要进展快速,后来者居上,从 1970-1985 年共有 338 台自动分拣机投入运行,其中 58.32%用于储运业, 17.15%用于销售业；到 1987 年就已经拥有自动分拣机 1000 台,号称是世界上拥有分拣机最多的国家；我国自动分拣技术起步较晚,目前已能与国际先进水平保持同步,但是缺少技术创新才能,使自动分拣技术的物流系数也削减,大部分小型超市配送中心仍旧靠人工分拣；在二十世纪 80 年代,我国最初是一些邮局采纳小型的半自动翻盘分拣机,用于邮包分拣；1990 年为迎接第十一届亚运会,从荷兰引进了一套有 3 个入口, 60 个出口的自动分拣系统,成立了北京食品配送中心,每小时可以配送 3000 件货物,使我国的分拣技术有了一个飞跃；而如今分拣技术已经用于我国的各行各业,使这环节的效率得到了很大的提高；自动分拣机最先在邮政部门开头应用,大量的信件和邮包要在极端的时间内正确分拣,非凭借高度自动化的分拣措施不行；此后,运输企业、配送中心、通讯出版部门、烟草部门、出版行业、食品化工、造纸业、化工业、机械制造以及各类工业企业亦相继应用；近二十年来 , 特殊是物流行业,随着经济和生产的进展, 商品趋势趋于 " 短小轻薄 " ,流通趋于小批量多品种和准时制（JUST-IN-TIME ,简称JIT ；分拣作业已成为一项重要的工作环节,分拣系统的应用已经日趋普遍；我国目前多数配送中心和物流企业都是人工分拣；明显,随着分拣量的增 加、分送点的增多、配货响应时间的缩短和服务质量的提高,单凭人工分拣将无法满意大规模配送 的要求,所以这一环节亟待提高；而国外一些配送中心多采纳分拣系统进行分拣,充分发挥了分拣 技术分拣速度快、分拣点多、差错率极低、效率高和基本上全自动操作的优势；日本一位物流专家 认为,在用户需求表现为多种小批量的时代,物流技术的三大措施是自动分拣机、自动化仓库和无 人自动引导车；自动分拣机是其中最接近与成熟的产品,这可以认为是国家对于自动分拣在物流技 术中的位置和现状的一个较好的概括；自动分拣系统成为当代物流技术进展的三大标志之一；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 系统整体设计方案1.1 掌握装置的挑选掌握装置作为材料分拣系统的核心掌握器,需要有满意系统运行实际情形要求的反映速名师归纳总结 度和足够的输入/ 输出接口的掌握器,在系统设计之初,统计出系统需要的I/O 接口约为 26第 6 页,共 34 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个左右,传感器反映时间肉眼无法辨论,所以至少需要一个能够实时处理信息的掌握器；综合考虑设计题目的要求和最大系统开销时的运算强度,尝试了使用不同的 PLC作为掌握器,最终挑选了欧姆龙（CPM1A-V1）可编程序掌握器来作为整个掌握装置的信息处理器；欧姆龙（CPM1A-V1）拥有高速处理才能,CPU内置最多六路高速计数器 30KHz ,而且有 30 点 I/O ,通过扩展可达 100 点数；完全可以满意题目要求的 26 个输入 / 输出点的要求,并且是目前可以挑选的比较经济的掌握器；使用PLC掌握全部输入信号在程序处理前统一读入,并在程序处理过程中不再变化；而程序处理的结果也是在扫描周期的最终时段统一输出；其工作特点 是将一个连续的过程分解成如干静止的状态,极类似放映电影的原理；所以 PLC仅在扫描周 期的起始时段读取外部输入状态,该时段相对较短,抗输入信号串入的干扰极为有利；这种 方式对于高速变化的过程可能漏掉变化的信号,也会带来系统响应的滞后；为克服上述问 题,可利用立刻输入输出、脉冲捕捉、高速计数器或中断技术；本设计中变量的变化速度较 小,欧姆龙（ CPM1A-V1）PLC完全可以满意设计要求；1.2 软件算法的挑选依据题目要求,只要料仓内有料,就要以肯定的时间间隔连续出料,并且精确地检测到不同材 质物料,准时分拣,；软件基本算法为使用单回路掌握系统,只要仓内有料,经过测试每隔 2 秒出 一次料最为适当,当物料从物料仓被气杆放出,经过传送带运输到传感器的探测头下方时,进入探 测范畴,探测头进行相应动作,传感器感受到其对应的物料产生信号（即电感传感器能够对铁块产 生反馈信号,电容传感器对铝块产生反馈信号,颜色传感器对黄色塑料块产生反馈信号）,传感器 产生的信号经过 I/O 接口输入掌握器,掌握器依据程序设计发出相应掌握指令,让对应的器件工 作；2 PLC 的基本学问2.1 PLC 的进展历史名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 在可编程序掌握器问世之前,继电器接触器掌握在工业掌握领域中占有主导位置；但随着工业 的进展,继电器接触器掌握已不能满意人们的要求；为明白决这一问题,早在1968 年,美国最大的汽车制造商通用汽车公司GM 公司 ,为了适应汽车型号不断翻新,以求在猛烈竞争的汽车工业中占有优势,就提出要用一种新型的掌握装置取代 继电器接触器掌握装置,并且对将来的新型掌握装置做出了具体设想；要把运算机的完备功能以及 敏捷性、通用性好等优点和继电器接触器掌握的简洁易懂、操作便利、价格廉价等优点溶入于新的 掌握装置中,且要求新的掌握装置编程简洁,使得不熟识运算机的人员也能很快把握它的使用技 术； 美国数字设备公司 DEC依据 GM公司招标的技术要求,于 1969 年研制出世界上第一台可编程 GM公司汽车自动装配线上试用,获得胜利；其后,日本、德国等相继引入这项新 序掌握器,并在 技术,可编程序掌握器由此而快速进展起来；在 20 世纪 70 岁月初期、中期,可编程序掌握器虽然引入了运算机的优点,但实际上只称为 PLCProgrammable Logical Controller；随着微处理器技术的进展,20 世纪 70 岁月末至 80 年代初,可编程序掌握器的处理速度大大提高,增加了很多特殊功能,使得可编程序掌握器不仅可以进行规律掌握,而且可以对模拟量进行掌握；因此,美国电器制造协会NEMA将可编程序掌握器命名 为 PCProgrammable Controller, 但 人 们 习 惯 上 将 之 仍 称 为 PLC, 以 便 与 个 人 计 算 机PCPersonal Computer 相区分； 80 岁月以来,随着大规模和超大规模集成电路技术韵迅猛进展,以 16 位和 32 位微处理器为核心的可编程序掌握器得到快速进展；这时的 PLC 具有了高速计数、中断技术、PID 调剂和数据通信等功能,从而使 PLC的应用范畴和应用领域不断扩大；目前, PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化消遣等各个行业；2.2 PLC 的定义和特点 PLC的进展初期,不同的开发制造商对PLC 有不同的定义；为使这一新型的工业掌握装置的生产和进展规范化,国际电工委员会IEC 于 1985 年 1 月制定了 PLC的标准,并给它作了如下定义：名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 可编程序掌握器是一种特地为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置；它采纳可编程序的储备器,用来在其内部储备执行规律运算、次序掌握、定时、计数和算术运算等操作命令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,掌握各种类型的机械或生产过程；可编程序掌握器及其有关的外部设备,都应按易于与工业掌握系统联成一个整体,易于扩充其功能的原就而设计；它的一些性能与继电器相比具有以下特点：1 牢靠性高牢靠性包括产品的有效性和可修理性；可编程掌握器的牢靠性高,表现在以下几个方面： a 可编程掌握器不需要大量的活动部件和电子元件,接线大大削减,与此同时,系统的修理简洁,修理时间缩短,因此牢靠性得到提高； b 可编程掌握器采纳一系列牢靠性设计方法进行设计,例如冗余设计,掉电爱护,故障诊断,报警和运行信息显示和信息爱护及复原等； c 可编程掌握器有较强的易操作性,它具有编程简洁,操作便利,编程的出错率大大降低,而为工业恶劣操作环境设计的硬件使牢靠性大大提高； d 可编程掌握器的硬件设计方面,采纳了一系列提高牢靠性的措施；例如,采纳牢靠性高的工业级元件,采纳先进的电子加工工艺（SMT）制造,对干扰采纳屏蔽、隔离和滤波等；储备器内容的爱护,采纳看门狗和自诊断措施,便于修理的设计等；2 操作性高 a 操作便利：对 PLC 的操作包括程序的输入和程序更换操作,大多数 PLC 采纳编程器进行程序输入和更换操作；现在的 PLC 的编程器大部分可以用电脑直接进行,更换程序也可依据所需地址编号、继电器编号或接点号等直接进行搜寻或按次序查找,然后可以在线或离线更换； b 编程方面： PLC 有多种程序设计语言可以使用,梯形图与电气原理图相像；编程语句是功能的缩写,便于记忆；功能图表语言以过程流程进展为主线,非常适合设计人员与工艺专业人员设计思想的沟通；功能模块图和结构化文本语言,功能清楚,易于懂得等优点； C 修理便利： PLC 所具有的自诊断功能对修理人员的技术要求较低,当系统发生故障时,通过硬件和软件的自诊断,修理人员可以依据有关故障代码的显示和故障信号灯的提示等信息,或通过编程器和 HMI 屏幕的设定,直接找到故障所在的部位,为快速排除故障和修复节约了时间,提高了效率；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3 敏捷性好 a 编程的敏捷性：PLC 采纳的标准编程语言有梯形图、指令表、功能图表、功能模块图和结构化文本编程语言等；使用者只要把握其中一种编程语言就可进行编程,编程方法的多样性使编程便利； b 扩展的敏捷性：PLC 的扩展敏捷性是它的一个重要特点；它可以依据应用的规模不断扩展,即进行容量的扩展、功能的扩展、应用和掌握范畴的扩展；它不仅可以通过增加输入输出模块增加点数,通过扩展单元扩大容量和功能,也可以通过多台PLC的通信来扩大容量和功能； c 操作的敏捷性：操作的敏捷性指设计工作量、编程工作量、和安装施工的工作量的削减；操作变得非常便利和敏捷,监视和掌握变得很简洁；在继电器次序掌握系统中所需的一些操作得到简化,不同生产过程可采纳相同的掌握台和掌握屏等； d 可实现机电一体化为了使工业生产的过程掌握更平稳,更牢靠,向优质、高产、低耗要效益,对过程掌握设备和装置提出了机电一体化,即外表、电子、运算机综合的要求,而PLC正是这一要求的产物,它是专门为工业过程而设计的掌握设备,具有体积小、功能强,抗干扰性好等优点,它将机械与电气部件 有机地结合在一个设备内,把外表、电子和运算机的功能综合集成在一起,因此,它已经成为当今 数控技术、工业机器人、离散制造和过程流程等领域的主要掌握设备,成为工业自动化三大支柱（PLC,机器人, CAD/CAM）之一；可编程掌握器现在已经成为了一个不行代替的掌握系统,它们可以与其它系统通讯,供应产品报表,生产调度,诊断自身和设备的故障,这些技术上的改进,让 和产量的重要的奉献者；2.3 PLC 基本结构和工作原理基本结构 : PLC成为今日的各行各业的高质量名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目前,可编程序掌握器的产品很多,不同厂家生产的PLC以及同一厂家生产的不同型号的PLC,其结构各不相同,但就其基本组成和基本工作原理而言,是大致相同的；它们都是以微处理 器为核心的结构,其功能的实现不仅基于硬件的作用,更要靠软件的支持；实际上可编程序掌握器就是一种新型的工业掌握运算机；如下列图：1 中心处理器（ CPU）PLC硬件系统的基本结构框图；PLC硬件系统结构框图中心处理器是可编程掌握器的核心,它在系统程序的掌握下,完成规律运算、数学运算、和谐 系统内部各部分的工作任务等；2 储备器 储备器是可编程掌握器存放系统程序、用户程序以及运算数据的单元；可编程序掌握器配有两 种储备器,即系统储备器 EPROM和用户储备器 RAM；3 输入输出接口 输入输出接口是可编程掌握器和工业掌握现场各类信号连接的部分；输入口用来接收生产过 程的各种参数,输出口用来送出可编程掌握器的运算后得出的掌握信息,并通过机外的执行机构完 成工业现场的各类掌握；依据信号的种类归类有直流信号输入、输出,沟通信号的输入、输出；按 照信号的输人、输出形式分有数字量输入、输出,开关量输入、输出,模拟量输入、输出；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 下面通过开关量输入、输出模块来说明 1 开关量输入模块I/O 模块与 CPU的连接方式；开关量输人设备是各种开关、按钮、传感器等,其信号可能是沟通电压110 V或 220 V ,直流电压 12 24 V 等；因此,输入模块要能将生产现场的信号转换成CPU能接收的TTL 标准电平的数字量信号；对于开关量中沟通输入模块的工作原理,只是在输人端先通过整流将沟通输入信号变成直流信号,其他与开关量直流输入模块工作原理相同；2 开关量输出模块输出模块的作用是将CPU执行用户程序所输出的TTL 电平的掌握信号转化为生产现场所需的,能驱动特定设备的信号,以驱动执行机构的动作；通常开关量输出模块有三种形式,即继电器输出、晶体管输出和双向晶闸管输出；继电器输出可接直流或沟通负载,晶体管输出属直流输出,只能接直流负载；当开关量输出的频率低于 1000 Hz,一般选用继电器输出模块；当开关量输出的频率大于1 000 Hz ,一般选用晶体管输出；而双向晶闸管输出属沟通输出；对于继电器输出型,CPU 输出时接通或断开继电器的线圈,继电器的触点闭合或断开,通过继电器触点掌握外电路的通断；对于晶体管输出型,就是通过光电耦合使开关晶体管截止或饱和导通以掌握外部电路；对于晶闸管输出型,采纳的是光触发型双向晶闸管；4 电源可编程掌握器的电源包括可编程掌握器各工作单元供电的开关电源以及为掉电爱护电路供电的后备电源,后者一般为电池；5 外部设备编程器是PLC的重要外部设备,利用编程器可将用户程序送人PLC的用户程序储备器,调试程序、监控程序的执行过程；编程器从结构上可分为以下三种类型；器3 通用运算机编程；工作原理：1 简易编程器 2 图形编程名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 我们已经知道 PLC是一种储备程序的掌握器；用户依据某一对象的具体掌握要求,编制好掌握程序后,用编程器将程序键人到PLC 的用户程序储备器中寄存；PLC 的掌握功能就是通过运行用户程序来实现的； PLC 运行程序的方式与微型运算机相比有较大的不同,微型运算机运行程序时,一旦执行到END指令,程序运行终止；而 PLC 从 0000 号储备地址所存放的第一条用户程序开头,在无中断或跳转的情形下,按储备地址号递增的方向次序逐条执行用户程序,直到END指令终止；然后再从头开头执行,并周而复始地重复,直到停机或从运行 RUN切换到停止 STOP状态；我们把 PLC 这种执行程序的方式称为扫描工作方式；每扫描完一次程序就构成一个扫描周期；另外,PLC 对输入、输出信号的处理与微型运算机不同；微型运算机对输入、输出信号实时处理,而 PLC对输入、输出信号是集中批处理；下面我们具体介绍 PLC的扫描工作过程； PLC 扫描工作方式主要分三个阶段：输入采样、程序执行、输出刷新； 1 输入采样 PLC 在开头执行程序之前,第一扫描输入端子,按次序将全部输入信号,读人到寄存输入状态的输入映像寄存器中,这个过程称为输入采样；PLC 在运行程序时,所需的输入信号不是现时取输人端子上的信息,而是取输入映像寄存器中的信息；在本工作周期内这个采样结果的内容不会改变,只有到下一个扫描周期输入采样阶段才被刷新； 2程序执行0000 号地址开头的程序进行逐条扫描执行,并分别从 PLC完成了输入采样工作后,按次序从输人映像寄存器、输出映像寄存器以及帮助继电器中获得所需的数据进行运算处理；再将程序执行的结果写入寄存执行结果的输出映像寄存器中储存；但这个结果在全部程序未被执行完毕之前不会送到输出端子上； 3 输出刷新在执行到END指令,即执行完了用户的全部程序后,PLC将输出映像寄存器中的内容送到输出锁存器中进行输出,驱动用户设备；PLC扫描过程示意图如下图所示；名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - PLC扫描过程示意图PLC 工作过程除了包括上述三个主要阶段外,仍要完成内部处理、通信处理等工作,在内部处理阶段, PLC检查 CPU模块内部的硬件是否正常,将监控定时器复位,以及完成一些别的内部工作；在名师归纳总结 通信服务阶段,PLC与其他的带微处理器的智能装置实现通信；第 14 页,共 34 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 3 设备选型及硬件电路的设计3.1 材料分拣系统的主要硬件结构该系统采纳台式结构,内置电源,设置的转接面板上设计了可与PLC连接的转接口；本装置仍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；其形状结构、各传感器位置 见图材料分拣系统的主要结构图材料分拣系统的各部分的结构如下：1、转接面板 2、单向感应电动机 3、三菱 PLC 4、调压阀、空气滤器、油雾器与气压指示表 5、内置电源名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6、传送带 7、挡板8、料槽 9、10、11、 12、13、先导式电磁换向阀 14、 16、18、20、23、气缸回位限位开关（磁感应开关）15、 17、19、21、22、气缸动作限位开关（磁感应开关）24、电容传感器 SB 25、颜色传感器 SC 26、电感传感器 SA 28、 29、30、31、导料轨道 32、气缸 1 33、气缸 2 34、气缸 3 35、气缸 4 36、气缸 5 材料分拣系统各结构的功能：料槽 图 6 中的 8 是一个材料手动入库而自动出库的装置,底部有一个光电传感器；使用时可 先人为地将材料放入料槽中,此时间电传感器检测到料块时系统开头运行；当系统运行时,启动传送带（图 6 中的 6）并由出料气缸（图6 中的 36）将料库内底层材料推入传送带；传送带是由单向感应电机 图 6 中的 2 驱动的皮带式输送装置；为了防止气缸的压力过大而导致材料被打飞,所以在出料口加了挡板（图 6 中的 7）；自动分选部分由传感器（图 6 中的 24、25、26）、先导式电磁换向阀（图 6 中的 9、10、11、12）、气缸（图 6 中的 32、33、34、35）及导料轨道（图 6 中的 28、29、30、 31）组成；当传感器检测到相应料块时,对应的先导式电磁换向阀动作驱动气缸动作将其推人应去的滑道；例如：当电感传感器感应到铁块时,对应的气缸（图6 中的 36 ）动作,将铁块推入对应的导料轨道（图6 中的 31）；调压阀、空气滤器与气压指示外表（图6 中的 4）集中于一个模块上,它们接收来自气源的气压并传送到下面的 5 个气阀中；来自气源的压缩空气其压力通常都高于设备和装置所需的工作压力,因压力波动比较大,因而需要调剂调压阀降压,使其输出压力与每台气动设备和装置所需要的名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 压力一样,并保持该压力的稳固；空气过滤器是气动系统中最常见的一种空气净扮装置,安装在使 用压缩空气的设备气动系统气源的入口处；其作用是滤除压缩空气中的水分、油滴以及杂质微粒等危害,以达到系统要求的净化程度；过滤的原理是依据固体物质和空气中的分子的大小和质量不 同,利用惯性、阻隔和吸附的方法将空气中的水分、油滴以及杂质微粒等危害去除；油雾器是一种 特殊的注油装置,它以压缩空气为动力,将润滑油喷成雾状并混合于压缩空气中,并随空气进入需 要润滑的部件,达到润滑的目的,使压缩空气具有润滑气动元件的才能；目前气动掌握阀、气缸和 气马达主要是靠这种有油雾颗粒的压缩空气来实现润滑,它的主要优点是便利、洁净、润滑的质量 高；在气压传动系统中,组成气动回路是为了驱动用于各种不同目的机械装置,其最重要的三个控 制内容是：力的大小、运动的方向和运动的速度；与生产装置相连接的各种类型的气缸,靠压力控 制阀、方向掌握阀和流量掌握阀分别实现对三个内容的掌握,正是利用它们组成了各种气动掌握回 路；材料分拣系统选用的是方向掌握阀中的先导式电磁换向阀；气动换向阀是利用电磁力的作用来实现阀的换向的；主要有电磁部分和主阀两部分组成,依据掌握方式的不同可以分为直动式和先导 式；先导式电磁换向阀第一由直动式电磁阀（先导阀）供应掌握气压,再去掌握主阀（气控阀）阀 芯的运动,实现主阀的换向；由于这种阀的输出流量较大,故常作为掌握气缸的主控阀；当传感器感应到有材料通过时,输出一个信号,这个信号通过PLC实现对先导式电磁换向阀的掌握,先导式电磁换向阀又掌握相对应的气缸来弹出材料到导料轨道；每个气缸上都有两个磁感应开关,它们是有开关量输入输出的传感器；分别作为气缸回位限位 开关、气缸动作限位开关；磁感应开关是一种属于金属感应的线性器件,接通电源后,在传感器的 感应面将产生一个交变磁场,当金属物体接近此感应面时,金属中就产生涡流而吸取了振荡器的能 量,使振荡器输出幅度线性衰减,然后依据衰减量的变化来完成无接触检测物体的目的；当气缸动 作时动作限位开关断开,气缸快速弹出,此时先导式电磁阀复位,当气压太大时而气缸没有复位时 气缸复位限位开关感应动作从而关闭先导式电磁阀从而起到爱护气缸的作用；6 中的 28、29、30、31、）主要作用是当气缸推出材料时导出材料；导料轨道（图 转接板上有相对应的指示灯,用于指示各个输入输出信号的指示以便于我们进一步掌握；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,使接近开关振荡才能衰减,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,进而掌握开关的通或断；本系统用该器件来检测铁质材料；名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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,便可掌握开关的接通和关断；本装置中电容传感器是用于检测铝质材料；颜色传感器同样也属于具有开关量输出的位置传感器；它是在Si等多数光电二极管之前,分别放置 R（红）、 G（绿）、 B（蓝）三种颜色的彩色滤光器,以便处理各自的输出信号并识别彩色的方法；材料分拣系统采纳它主要是用来识别绿色与黄色的材料；单向感应电动机作为执行机构用于带动传输带输送物料前行；掌握器采纳三菱 FX2N-32MR 型 PLC（图 6 中的 3）；它接受料槽光电传感器、各材料传感器、先导式电磁换向阀、单向感应电动机、气缸位置传感器的信号,依据要求分别掌握输送带电机和各电磁阀动作；内置电源（图 6 中的 5 ）可以将 220 沟通电转换成 24 伏的直流电供应各个传感器与气阀以及转接板上的各个指示灯,同时也为单向感应电动机供应稳固的 220 伏电压；本系统共设置了三个检测材料的传感器,同时预留了一个空余的气阀与气缸用来添加其它的传感器；用户可以依据自己的需求挑选相应的传感器安装即可；3.2 材料分拣系统的整个工作过程本课题是基于区分材料的材质的不同而设计的材料分拣系统,主要是实现对铁质、铝质、不同颜色的材料的自动分拣；具体掌握过程为 :1 接通电源,按下启动开关,系统进入启动状态；2系统启动后,下料传感器 光电传感装置 检测到料槽有材料,每隔 2 秒出料气缸动作一次,将待测材料推到传送带上,待测物体开头在传送带上运行；假如下料传感器没有感应到材料,传送带不运行； 3 当铁检测传感器检测到铁质材料时,铁出料气缸将待测物体推下；4 当颜色检测传感器检测到材料为黄色或者绿色时,颜色出料气缸动作将被检测到的材料推下； 5 当铝检测传感器检测到铝质材料时,铝出料气缸动作将待测物体推下；6 剩余红色非金属材料落到传送带后方； 7当料槽无材料时,传送带须连续运行一个行程后自动停机；名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 34 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.3 I/O 安排图依据材料分拣系统的工作过程由可知,系统的掌握有输入信号 5 个,其中一个掌握电动机,剩下的掌握气阀,也都是开关量；依据分拣系统的需要配置出 I/O 对应功能,列表如下：12 个,均为开关量；输出信号有三菱 PLCI/O 分拣系统接口 I/O 备注X010 SFW2 气缸动作限位开关X011 SFW3 气缸动作限位开关气缸动作限位开关X017 SFW4 X013 SFW5 气缸动作限位开关输 入部 分X000 X001 X002 X005 SA 电感传感器SB 电容传感器颜色传感器SC SBW2 气缸回位限位开关X006 SBW3 气缸回位限位开关X007 SBW4 气缸回位限位开关气缸回位限位开关X015 SBW5 判定下料有无X014 SN 下料传感器 输Y000 YV2 先导式电磁换向阀11 Y001 YV3 先导式电磁换向阀10 出Y003 YV4 先导式电磁换向阀 9 部Y004 YV5 先导式电磁换向阀13 分Y005 M 传送带I/O 列表表 1：材料分拣系统的再依据 PLC 选型的要求,在实际统计的输入 / 输出点数的基础上需有 15%-20% 的备用量,因此挑选三菱 FX2N32MR的 PLC作为主机,它可以满意本系统的需求,且仍有肯定的剩余 I/O