项目8-物料识别系统搭建资料优秀PPT.ppt

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1、 电子与信息技术专业传感器技术项目八 物料识别系统搭建大连电子学校DALIANELECTRONICSCHOOL 任务1 项目任务书在工件生产和加工过程中，常常须要对不同材质或不同颜色的工件进行不同处理，只有识别出工件的类别才能进行相应的生产加工，因此，工件的识别与检测是一项重要的技术。图示YL-235A型光机电一体化实训装置，就是通过传感器来完成工件的识别。8.1.1项目描述 任务1 项目任务书 某生产线加工金属、白色塑料和黑色塑料三种工件，在该生产线的终端有一个识别装置，用以识别这三种工件。当按下该装置的启动按钮SB1时，设备启动，起先工件检测，皮带输送机以20Hz的频率正转运行，此时可以从

2、进料口放入工件，当皮带输送机进料口检测到有工件时，输送皮带以25Hz的频率正转运行，将工件送到检测位置，当检测出工件的材质时，皮带输送机停止运行，直到该工件被取走后再以20Hz的频率正转运行，准备识别下一个工件。当按下停止按钮SB2时，设备在识别完当前工件后才停止工作。8.1.2项目任务 任务1 项目任务书任务要求：任务要求：选择好传感器；选择好传感器；依据要求，画出物料识别系统的电气限制原理图；依据要求，画出物料识别系统的电气限制原理图；依据电气限制原理图接好线路；依据电气限制原理图接好线路；设置变频器参数；设置变频器参数；录入录入PLCPLC程序；程序；调试运行，满足工作过程要求，实现工件

3、的识别调试运行，满足工作过程要求，实现工件的识别检测。检测。8.1.2项目任务 任务2 信息收集8.2.1 接近传感器特性：（1）非接触检测，避开了对传感器自身和目标物的损坏；（2）无触点输出，操作寿命长；（3）即使在有水或油喷溅的苛刻环境中也能稳定检测；（4）反应速度快；（5）小型感测头，安装敏捷。接近传感器是代替限位开关等接触式检测方式，以无需接触检测对象进行检测为目的的传感器的总称。常用的接近传感器包括检测金属存在的感应型接近传感器、检测金属及非金属物体存在的静电容量型接近传感器、利用磁力产生的直流磁场的磁力传感器等。任务2 信息收集8.2.1 接近传感器1.电容式传感器电容式传感器是一

4、种以各种电容器作为敏感元件的传感器，可以将被测物理量的变更转换为电容量的变更，再经测量电路转换为电压、电流或频率的变更。电容式传感器具有结构简洁、性能稳定、灵敏度高、动态特性好等优点。任务2 信息收集8.2.1 接近传感器1.电容式传感器（1）电容式传感器的工作原理电容式传感器的工作原理可以用平板式电容器来说明。平板电容器由两个金属极板构成，中间充有电介质，当忽视边缘效应时，其电容量为：式中：C电容量；两极板间介质的介电常数；A两极板间相互遮盖面积；d两极板间距离。一般可以将电容式传感器分为变面积式、变极距式和变介电常数式三种类型。任务2 信息收集8.2.1 接近传感器1.电容式传感器（2）电

5、容式接近开关 电容式接近开关是接近传感器的一种，全称静电容量型传感器，能将检测对象的移动信息和存在信息转换成电气信号。任务2 信息收集8.2.1 接近传感器2.电感式接近传感器电感式传感器是利用电磁感应把被测的物理量如位移、压力、流量、振动等转换成线圈的自感系数L或互感系数M的变更，再由测量电路转换为电压或电流的变更量输出，从而实现非电量到电量的转换。依据转换原理可以分为自感式和互感式两大类。人们习惯上讲电感式传感器通常指的是自感式传感器；而互感式传感器，常称为差动变压器式传感器。由于电涡流也是一种电磁感应现象，因而也将电涡流式传感器归为电感式传感器。任务2 信息收集8.2.1 接近传感器2.

6、电感式接近传感器电感式接近传感器全称感应型接近传感器，也称电感式接近开关。能将检测对象的移动信息和存在信息转换成电气信号。通过外部磁场影响，检测在导体表面产生的电涡流引起的磁性损耗，在检测线圈内使其产生沟通磁场，并对检测体的金属体产生的电涡流引起的阻抗变更进行检测。一般检测金属物体的存在与否。任务2 信息收集8.2.1 接近传感器3.接近传感器的常用参数与运用（1）标准检测物体测定基本性能的被检测物体，其材料、形态、尺寸的规定。任务2 信息收集8.2.1 接近传感器3.接近传感器的常用参数与运用（2）检测距离用指定的方法移动标准检测物体，由基准位置（基准面）测出的至动作（复位）为止的距离。任务

7、2 信息收集8.2.1 接近传感器3.接近传感器的常用参数与运用（3）响应时间t1：当标准检测物体进入传感器的动作区域，传感器从处于“动作”状态到输出为ON的时间。t2：当标准检测物体离开传感器的动作区域，传感器的输出至OFF的时间。任务2 信息收集8.2.1 接近传感器3.接近传感器的常用参数与运用（4）响应频率反复接近标准检测物体时，每秒钟检测随之产生的输出的次数。任务2 信息收集8.2.1 接近传感器3.接近传感器的常用参数与运用（5）输出形态NPN晶体管输出：一般常用的输出形态。PNP晶体管输出：主要是装在出口欧洲等的机械上。无极性输出：可用于沟通两线式或直流电路中，不必担忧极性出错。

8、任务2 信息收集8.2.1 接近传感器3.接近传感器的常用参数与运用（6）接线接近开关有两线制和三线制之区分，三线制接近开关又分为NPN型和PNP型，它们的接线是不同的。任务2 信息收集8.2.1 接近传感器4.接近开关的安装方式分齐平式和非齐平式。齐平式（又称埋入型）的接近开关表面可与被安装的金属物件形成同一表面，不易被碰坏，但灵敏度较低；非齐平式（非埋入安装型）的接近开关则须要把感应头露出确定高度，否则将降低灵敏度。任务2 信息收集8.2.2光纤传感器1光纤传感器结构与原理光纤传感器一种把被测量的状态转变为可测的光信号的装置，也属于光电传感器的范畴。由光放射器、敏感元件(光纤或非光纤的)、

9、光接收器、信号处理系统以及光纤构成。任务2 信息收集8.2.2光纤传感器1光纤传感器结构与原理 任务2 信息收集8.2.2光纤传感器1光纤传感器结构与原理 任务2 信息收集8.2.2光纤传感器2光纤传感器分类光纤传感器可以分为两大类：一类是功能型(传感型)传感器;另一类是非功能型(传光型)传感器。（1）功能型传感器功能型传感器是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件,被测量对光纤内传输的光进行调制,使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变更,再通过对被调制过的信号进行解调,从而得出被测信号。光纤在其中不仅是导光媒质，而且也是敏感元件，光在光纤内受被测量调制，多接受多模光纤。（2）非功能型

10、传感器非功能型传感器是利用其它敏感元件感受被测量的变更,光纤仅作为信息的传输介质，常接受单模光纤。光纤在其中仅起导光作用，光照在光纤型敏感元件上受被测量调制。好用化的大都是非功能型的光纤传感器。任务3 项目实施8.3.1选择PLC类型和I/O设备1.设备选择序号设备名称符号型号规格单位数量1可编程序控制器PLCFX2N-48MR台12变频器FX-E500台13断路器QS2DZX4-60/2P个14熔断器FURT18-32/个15电动机M1台16工件检测传感器SQ1E3Z-LS61个17金属工件识别传感器SQ2NSN40-12M60-E0个18白色塑料工件识别传感器SQ3E3X-NA11个19黑

11、色塑料工件识别传感器SQ4E3X-NA11个110启动按钮SB1L16A个111停止按钮SB2L16A个1 任务3 项目实施8.3.1选择PLC类型和I/O设备2.传感器相识（1）电感传感器 任务3 项目实施8.3.1选择PLC类型和I/O设备2.传感器相识（2）光电传感器 任务3 项目实施8.3.1选择PLC类型和I/O设备2.传感器相识（3）光纤传感器 任务3 项目实施8.3.2I/O地址安排输 入 信 号输 出 信 号序号名 称地 址序号名 称地址1启动按钮X01 变频器STF（正转）Y02停止按钮X12 变频器RH（高速）Y13入料口光电传感器X23 变频器RM（中速）Y24电感传感器

12、X35光纤传感器A（白色）X46光纤传感器B（黑色）X5 任务3 项目实施8.3.3 绘制电气限制原理图 任务3 项目实施8.3.4 硬件接线1.PLC1.PLC接线接线 将将220V220V沟通电源连接至沟通电源连接至PLCPLC电源端子电源端子L L、N N，留意火线和零线不能接，留意火线和零线不能接反、反、PEPE端接地。端接地。2.2.输入设备接线输入设备接线（1 1）按钮接线）按钮接线 将将“启动按钮启动按钮SB1”SB1”和和“停止按钮停止按钮SB2”SB2”的一端接至的一端接至PLCPLC输入输入COMCOM端子，端子，另一端分别接至另一端分别接至PLCPLC相应的输入端相应的输

13、入端X1X1和和X2X2。（2 2）传感器接线）传感器接线 将各传感器棕色线接至将各传感器棕色线接至PLCPLC内置内置24V24V端子，蓝色线接至端子，蓝色线接至PLCPLC输入输入COMCOM端端子，黑色线分别接相应输入端（子，黑色线分别接相应输入端（X2X2、X3X3、X4X4、X5X5）。留意不能接错。）。留意不能接错。3.3.输出设备接线输出设备接线 将变频器将变频器SDSD端（公共端）接至端（公共端）接至PLCPLC输出输出COM1COM1端；变频器正转端子端；变频器正转端子STFSTF、高速端子高速端子RHRH、中速端子、中速端子RMRM分别接至分别接至PLCPLC相应输出端子相

14、应输出端子Y0Y0、Y1Y1、Y2Y2。任务3 项目实施8.3.5 设置变频器参数序号参数代号参数值说明1P425Hz高速2P520Hz中速3P81s减速时间4P792外部操作模式8.3.6 录入PLC程序 任务3 项目实施8.3.7 联机调试与故障解除1.接线检查在传感器、变频器和PLC接线完成后，再次检查接线是否正确。2.通电检查接线检查完成后，PLC、计算机和变频器通电，检查限制系统有无异样。假如出现异样要马上关闭电源，再次检查接线是否正确，解除故障后再通电。3.程序下载将梯形图程序下载到PLC中，进入带载监视运行模式。任务3 项目实施8.3.7 联机调试与故障解除4.传感器灵敏度调整（

15、1）光电传感器的灵敏度调整光电传感器的有效作用距离可以通过其上面特地的灵敏度调整螺钉来调整，顺时针调整螺钉将增大有效作用距离，逆时针调整螺钉将减小有效作用距离。留意：传感器的灵敏度既不能太大，也不能太小，太大可能会出现误检测，太小可能会导致黑色物料检测不到。（2）光纤传感器的灵敏度调整光纤传感器的灵敏度要求是能检测出白色工件，但不能检测到黑色工件。在光纤传感器的放大器面板上带有8个档位的灵敏度调整旋钮，可以进行灵敏度的调整。任务3 项目实施8.3.7 联机调试与故障解除5.功能调试（1）将PLC的状态转换到RUN。按下启动按钮，检查皮带输送机是否以20Hz的频率运行；（2）从进料口放入工件，检

16、查皮带输送机是否以25Hz的频率运行，当检测出工件材质后，视察皮带输送机是否停止；（3）取走工件，检查皮带输送机是否又以20Hz的频率运行，同时检测各机械传动部件是否达到了规定的工艺要求；（4）一种工件识别后，在进行另外两种工件的识别，从进料口放入材质不同的工件，重复（2）和（3）。任务3 项目实施8.3.7 联机调试与故障解除6.故障解除在联机调试过程中，假如出现故障，应先解除故障后再调试。故障解除过程中，首先应检查梯形图程序，如触点是否有错、输出是否有错、逻辑关系是否正确、横线或竖线连接是否正确，有没有短路等，直至全部故障都解除为止。再检查PLC输入与输出接线状况，以保证输入设备和输出设备都接在正确的端子上。任务4 项目考核项目安装完工后，依据教材表8-4所示的验收表进行项目验收。项目考核表见表8-5。